多点无线温度监测系统的设计-本科毕业论文开题报告.pdf

本科毕业设计开题报告 题 目 多点无线温度监测系统的设计 学生姓名 学号 所在院(系) 专业班级 指导教师 年 月 日 题 目 多点无线温度监测系统的设计 一、选题的目的及研究意义 随着科学技术的不断进步与发展，在工业生产中温度是常用的被控参数，而采用单片机来对 这些被控参数进行控制已成为当今的主流。温度控制在工业控制、电子测温计、医疗仪器、家用 电器等各种温度控制系统中广泛应用，且由过去的单点测量向多测量发展。目前温度传感器有模 拟和数字两类传感器，为了克服模拟传感器与微处理器接口时需要信号调理电路和A／D转换器 的弊端，大多数多点测温控制系统采用数字传感器，并大大方便了系统的设计。比较有代表性的 数字温度传感器有DS18B20、MAX6575、DS1722、MAX6635、SMT160-30等。 在传统的温度测量系统设计中，往往采用模拟技术进行设计，这样就不可避免地遇到诸如引 线误差补偿、多点测量中的切换误差和信号调理电路的误差等问题；而其中某一环节处理不当， 就可能造成整个系统性能的下降。随着现代科学技术的飞速发展，特别是大规模集成电路设计技 术的发展，微型化、集成化、数字化正成为传感器发展的一个重要方向。美国Dallas半导体公司 推出的数字温度传感器DS18B20，具有独特的单总线接口，仅需要占用一个通用I/0端口即可完 成与微处理器的通信；在-10～+85℃ 温度范围内具有 0．5℃ 精度；用户可编程设定9～12位  的分辨率。以上特性使得DS18B20非常适用于构建高精度、多点温度测量系统。 二、综述与本课题相关领域的研究现状、发展趋势、研究方法及应用领域等 研究现状：国外对温度控制技术研究较早，始于20世纪70年代。先是采用模拟式的组合仪表， 采集现场信息并进行指示、记录和控制。80年代末出现了分布式控制系统。目前正开发和研制计 算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。现在世界各国的温度测控技术发展很快，一些国 家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、无人化的方向发展。我国对于温度测控技术的研究 较晚，始于20世纪80年代。我国工程技术人员在吸收发达国家温度测控技术的基础上，才掌握 了温度室内微机控制技术，该技术仅限于对温度的单项环境因子的控制。我国温度测控设施计算 机应用，在总体上正从消化吸收、简单应用阶段向实用化、综合性应用阶段过渡和发展。在技术 上，以单片机控制的单参数单回路系统居多，尚无真正意义上的多参数综合控制系统，与发达国 家相比，存在较大差距。 发展趋势：我国温度测量控制现状还远远没有达到工厂化的程度，生产实际中仍然有许多问题困 扰着我们，存在着装备配套能力差，产业化程度低，环境控制水平落后，软硬件资源不能共享和 可靠性差等缺点。在今后的温控系统的研究中会趋于智能化，集成化，系统的各项性能指标更准 确，更加稳定可靠。 研究方法：本设计运用主从分布式思想，由一台上位机（PC微型计算机），下位机（单片机）无 线多点温度数据采集，组成两级分布式多点温度测量的巡回检测系统。整个系统包括主、从两个 子系统，其中主系统完成对试验现场设定温度值、设定值显示、实际值显示、失控报警和接收数 据功能；子系统完成温度采集、温度控制和发送数据功能。该系统采用 RS-232 串行通讯标准， 通过上位机 （PC）控制下位机 （单片机）进行现场温度采集。温度值既可以送回主控PC进行数 据处理，由显示器显示。也可以由下位机单独工作，实时显示当前各点的温度值，对各点进行控 制。下位机采用的是单片机基于数字温度传感器DS18B20的系统。DS18B20利用单总线的特点 可以方便的实现多点温度的测量，轻松的组建传感器网络，系统的抗干扰性好、设计灵活、方便， 而且适合于在恶劣的环境下进行现场温度测量。本系统可以应用在大型工业及民用常温多点监测 场合。 应用领域：多点无线温度的测量广泛应用于以下领域：①冷冻库，粮仓，储罐，电信机房，电力 机房，电缆线槽等测温和控制领域。②轴瓦，缸体，纺机，空调等狭小空间工业设备测温和控制。 ③汽车空调，冰箱，冷柜以及中低温干燥箱等。④太阳能供热，制冷管道热量计量，中央空调分 户热能计量等。 三、对于课题将要解决的主要问题及解决问题的思路与方法、拟采用的研究方法 （技术路线）