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1、 基于LabVIEW的温度采集系统设计摘 要 近些年来单片机取得了突飞猛进的发展并且已在各行业得到广泛应用，在本文中，完成了智能温度采集系统的设计，本系统采用单总线操作，简单电路，精确测量，多点测量。能够在较低的成本下实现有效的温度监测。通过人机界面显示和查询，节约能源，创造价值，具有一定的商业价值。本系统也可广泛应用于消防等其他系统中。本文首先分析了当前单片机的发展以与应用围，设计了基于STC89C52单片机的温度恒定单片机采集系统的总体架构以与硬件部分，对系统的硬件的搭建以与部分传感器模块做了详细论证和设计。控制节点经过研究对比，选用STC89C52，对外围电路中的传感器模块、供电电源模块
2、、协调器接口电路以与时钟均做了详细设计，通过对比分析选择了适合本课题的温湿度传感器。最后，进行了软件的设计和实现，主要包括主控程序、数据上传设计、报警子程序设计、按键扫描子程序设计以与终端子程序设计等。实验测试，验证了在特定条件下系统数据传输正常；实验与仿真表明，该系统能很好的实现环境的采集以与传输功能，验证了该方案的可行性。论文从温度采集系统的理论依据、设计思路、实现过程、测试结果等方面均做了详细阐述，取得了预期效果，论文的研究成果对温度采集系统的完整性起到了补充作用，对其实践应用起到了推动作用。关键词：单片机 采集 温度Constant temperaturemonitor system
3、ofthe classroomAbstractIn recent years,this paper designs anintelligenttemperature monitoring system,this systemis to realize thetemperaturemeasurement systemof STC89C52based on MCU and DS185B20,MCUin the systemas theinputand display oftemperaturecontrol device,DS18B20 is used astemperatureacquisiti
4、onandtemperature dataoutputdevicethe.Thissystem uses a singlebus operation,has the advantages of simple circuit,accurate measured value,can realizemultipoint measurement.Toensure the realization ofthe effective monitoring of theroomtemperaturewith low cost.Through the man-machineinterface to display
5、 andquery,save energy andcreate value,has a certain commercial value.The system can also bewidely used infire fightingand othersystems.This paper firstanalysis of the current developmentof MCU andthe scope of application,thepart of the overallarchitecturedesignSTC89C52 microcontroller,temperaturemon
6、itoring systembased onMCUand hardware,the systemhardware selection,design,construction andthe peripheral modulesofsensor moduleto do a detaileddemonstration and design.Through thecomparative study ofthe control node,select STC89C52,thesensor module,the peripheral circuitof thepower supply module,int
7、erface circuit andclockcoordinatorhas made the detailed design,through the comparison and analysis ofthetemperature and humidity sensoris suitable for this topic.Finally,designed and realized the software,including themain program,data uploadalarmdesign,program design,keyboard scanning subroutinedes
8、ignand terminalprogram design.Finallyaccording to the designidea ofrealizingall functions of the system.The experimentaltesting,verificationin thesystem of data transmissionunder certain conditions arenormal;thatthe experiment and simulation,the system can realizetheacquisition andtransmission funct
9、ion ofthe classroom environmentis very good,validate the feasibility of the scheme.The temperature acquisition system th.Thetemperature acquisitionsystem theory basis,design ideas,implementation process,the test resultsweredescribed in detail,and achieved the desired results,the researchon the integ
10、rity ofthetemperature acquisition systemhas played a complementary role,fortheapplicationto play a role in promoting.Keyword：microcomputerMonitortemperature / 目 录1 温度采集系统总体方案设计11.1 硬件总体设计11.2 软件总体设计22温度采集系统硬件设计32.1 温度信号采集模块硬件设计32.1.1温度传感器32.1.2 A/D转换模块42.1.3单片机模块42.1.4信号采集模块硬件设计42.2 主控模块硬件设计52.2.1 G
11、PRS协议概述52.2.2主控模块硬件总设计52.3 采集显示模块硬件设计52.3.1显示模块52.3.2显示采集模块硬件总设计52.4 电源模块硬件设计63 软件编程与实现73.1 软件编程关键技术引用73.1.1 SubVI技术73.1.2 同步技术83.1.3 VI Server技术93.1.4 多线程技术103.2 温度检测模块的软件设计103.3 主控模块与显示采集模块软件设计103.4系统初始化子程序113.5数据采集设计123.7数据上传设计123.6 GPRS软件设计134 系统调试与仿真结果154.1 硬件调试154.2 软件调试164.4 温度传感器部分164.5湿度检测部
12、分175 结论18参考文献19致 201 温度采集系统总体方案设计1.1 硬件总体设计 随着电子信息的迅猛进步发展，温度系统在市场上也层出不穷，经过市场的研究和综合考虑，本设计考虑实现智能温度监测系统的远程无线传输。整个系统包含温度信号检测单元、以单片机为核心的主控单元和显示模块单元、电源模块单元等多重模块部分组合而成。不同模块所实现的功能是不同的，系统的设计以与器件的选择会直接影响整个系统的性能高低以与成本多少，为了使系统更加的高，本温度采集系统的硬件总体设计原理图如下图1-1所示：图1-1硬件设计原理图1温度检测模块本实验要求选用的温湿度传感器必须在体积精度稳定性上面都有优势。综上所述，本
13、实验采用DS18B20温湿度传感器来对周围的温湿度进行采集。DS18B20温湿度传感器拥有一个独特的单线接口，仅仅只需要1个接口便能进行通信，可以同时存在于同一条总线上，无外部元器件，供电方式方便，测温围大，最大精度0.0625。跟单片机相连接，能够实时检测传输当前检测到的温湿度数据。2. 主控模块 主控模块是控制模块的核心组成部分。本设计采用STC89C52的单片机进行控制，该单片机功率很低。检测模块可以检测到的温度信号传输给检测端的单片机进行处理后，通过有线传输传输到控制端的单片机模块进行处理。多个模块之间使用型号为MAX232串口进行通信。3.显示采集模块 单片机把接收到的温度数据使用G
14、PRS传送到机房显示采集系统。这样户便可以进行实时采集，工作人员进行对应的处理。4电源模块 本系统采用双电源供电系统，本单元的主要功能是为单片机提供适当的工作电源，同时也为其他模块提供电源。如液晶显示屏、按键等，在本设计当中，电源系统输出+5 V的电源。1.2 软件总体设计 软件系统总体设计采用“模块化”设计思想，使用了“从而外”的嵌套设计方式，使用C+语言来完成程序。模块化设计意味着将整个程序分为主控模块和子模块进行设计，嵌套的思想是使用一个循环结束，再加上另一个循环嵌套。2温度采集系统硬件设计2.1 温度信号采集模块硬件设计2.1.1温度传感器 为了更加与时准确的探测温湿度信号，对温湿度探
15、测器提出了更高的要求，现在市场上的温湿度探测器的种类繁多。选择高性能、综合性能好的温湿度探测器，可以实时检测温湿度信号。另外，还要考虑其功耗问题。温湿度检测模块采用DS18B20温湿度传感器对温湿度进行检测，并将检测到的信号经过A/D转化传送给主控模块进行处理。DS18B20是Dallas半导体公司生产的数字化温湿度传感器，支持一线总线接口，的抗干扰性强，测量围较大为-55到+125，能在多种恶劣环境下进行温湿度测量。这一模块最主要的设计就是测试火灾各路信号的阈值和调试各传感器的灵敏度。表2.1 温湿度传感器基本参数产品型号DS18B20输出方式RS485接口工作电压12VDC测量围温度围-20至80湿度围0-100%RH测量
