使用手机APP进行远程监测的电流及温湿度控制器的研究与设计

摘要

很多的控制柜、配电柜需要实时监测电路中某一路的电流值，有些还要同时监测柜内的温湿度以确保设备正常运转。市场上已有的电流监测设备和温湿度监测设备大多数是互相独立的个体，这样不仅成本高而且不利于仪器维护。针对以上问题，本文设计了一种新型的可远程监测且集电流和温湿度于一体的监测仪器，这款仪器有着非常广泛的实际应用价值。
　　该仪器要实现实时采集电流及温湿度的值，将采集到的值通过数码管显示出来，在WIFI环境下可显示到手机移动终端上。通过按键对温湿度、电流安全限度进行设置，当电流及温湿度值超过相应安全限度时实时报警。
　　本文研究的主要内容如下:
　　1.归纳了电流及温湿度控制器的应用背景及意义，分析了温湿度控制器及电流控制器设备国内外研究发展现状，并提出了本文的研究目标和内容。
　　2.根据监测仪器的应用环境，确定其用户需求，制定整体设计方案并规划系统总体框架。
　　3.按照总体设计思路，设计、搭建电流及温湿度控制器硬件系统:
　　(1)对核心器件及温湿度传感器进行芯片对比及选型;
　　(2)绘制了各部分原理图，完成了硬件系统的搭建，实现了第一代样机;
　　4.根据电流及温湿度控制器的需求和搭建的硬件系统，编写嵌入式控制代码，对控制器的各项功能进行实现:
　　(1)完成对电流及温湿度的采集和显示;
　　(2)利用按键，实现对电流及温湿度各项参数的设置;
　　(3)电流及温湿度的超限报警及控制功能;
　　(4)完成远程通信模块的编程工作，实现对电流及温湿度控制器的远程监测;
　　5.编写上位机软件，通过上位机软件对电流及温湿度控制器进行远程监测。
　　6.编写手机APP软件，通过手机APP软件对电流及温湿度控制器进行远程监测。
　　该控制系统采用STM32系列的单片机作为核心控制器，通过电流互感器、温湿度传感器实现对电流及温湿度的采集。通过数码管将电流及温湿度的值显示出来，通过四个按键实现对电流及温湿度的各项参数的设置。搭建WIFI无线模块的外围电路，通过上位机软件和手机APP软件实现对该控制器的远程监测。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．3 本文的研究内容

1．4 本文的主要工作

2 系统整体分析与设计

2．1 系统需求分析

2．2 系统设计思路

2．3 系统整体架构

3 系统硬件设计

3．1 控制模块硬件设计

3．1．1 控制芯片选型

3．1．2 STM32F103Ret6芯片

3．1．3 系统设计

3．2 温湿度采集模块

3．2．1 温湿度传感器选型

3．2．2 单总线协议硬件结构

3．2．3 AM2320及硬件电路

3．3 电流采集模块

3．3．1 TA12-200及外围电路

3．3．2 A／D转换

3．4 显示模块

3．5 按键、报警及存储模块

3．6 WIFI模块

3．6．1 WIFI模块方案

3．6．2 USR-WIFI232-T

3．7 本章小结

4 系统嵌入式软件设计

4．1 系统分析

4．2 温湿度采集

4．2．1 单总线协议实现

4．2．2 温湿度采集软件实现

4．3 电流采集

4．3．1 ADC初始化

4．3．2 电流采集软件实现

4．4 数码管驱动

4．5 按键操作实现

4．6 串口WIFI模块

4．6．1 串口WIFI技术

4．6．2 串口WIFI模块配置

4．7 本章小结

5 上位机软件设计

5．1 上位机软件设计分析

5．2 界面设计

5．3 上位机通讯

5．4 本章小结

6 系统测试

7 总结与展望

7．1 工作总结

7．2 展望未来

参考文献

作者简介

致谢