基于单片机控制技术的远程多点温度监测系统研究

摘要

温度检测与控制是生产过程中最普遍的需求，而且也是过程管控的重要任务之一。利用微机控制技术、应用传感器技术、无线电通信技术和计算机技术进行实时控制、温度检测、数字传输和信息存储等，对于提高生产效率和产品质量、节约能源等具有重要的作用。本文结合某生产加工企业信息化建设以及生产过程管控的实际需求，研究设计了一套多通道远程温度巡回监控系统，该系统具有一定的通用性。
　　本温度巡回监控系统以PC机与STC89C52RC单片机为控制核心，采用DS18B20温度传感器作为采集单元，集成液晶显示、时钟模块和声光报警系统构成下位机;多个下位机通过RS-485总线构成网络进行数据传输。PC机负责控制下位机各点的数据巡回收集，并对测量结果进行判断整理后，以实时曲线显示并存储在PC机的硬盘上。并能够利用GSM无线信息发布技术，按照生产过程管控的需求随时发布信息。
　　本文完成工作主要概括如下:
　　1.确定系统总体设计方案。包括系统功能描述、关键技术描述、上位机和下位机软件总体结构设计和功能描述。
　　2.多点温度采集硬件电路设计。包括主控电路设计、DS18B20采集电路、1302时钟电路、液晶显示电路、通信及报警电路设计。
　　3.软件系统设计。下位机各个模块程序设计、上位机的数据采集、处理、显示及存储。
　　4.通信模块设计。串口通信设计、GSM网络协议模型、短信模块传输原理、无线传输的设计。
　　本系统是将单片机、传感器、通信和计算机技术相结合，采用了温度传感器多点采集和GSM无线信息发布相结合的方法，提出了一种可以快速搭建、进行实际监测的系统。经过实际运行后，该系统具有低成本、高可靠性、强抗干扰性、实时性、低功耗等特点。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 选题的背景及意义

1．2 研究领域在国内外的研究动态及发展趋势

1．2．1 温度测量技术的发展

1．2．2 温度测量系统的发展

1．3 远程多点温度巡回检测系统关键技术

1．3．1 温度传感器选型原则

1．3．2 远距离数据传输方式实现

1．3．3 数据误差分析及处理方法

1．4 本文主要的研究内容

1．5 本文结构组织安排

2 远程多点温度巡回检测系统总体方案设计

2．1 系统总体功能描述

2．2 硬件系统结构设计

2．2．1 核心控制模块功能描述及关键技术

2．2．2 信号传输模块功能描述及关键技术

2．2．3 升压模块功能描述及关键技术

2．2．4 硬件系统集成方法

2．3 软件系统结构设计

2．3．1 下位机软件系统总体结构设计及功能

2．3．2 上位机软件系统总体结构设计及功能

2．4 本章小结

3 远程多点温度巡回检测系统硬件电路设计与实现

3．1 主控电路设计

3．2 DS18820温度采集电路设计

3．2．1 DS18820介绍与测温原理

3．2．2 DS18820温度采集电路

3．3 DS1302时钟模块电路设计

3．4 1602A现场温度显示电路设计

3．5 声光报警电路设计

3．6 RS485电路设计

3．7 GSM MODEM使用设计与实现

3．7．1 GSM技术介绍

3．7．2 GSM MODEM线路模型设计

3．7．3 SMS原理

3．8 本章小结

4 远程多点温度巡回检测软件系统设计与实现

4．1 下位机软件模块设计与编程

4．1．1 软件系统模块结构及功能描述

4．1．2 DS18820采集模块设计与编程

4．1．3 DS1302时钟模块设计与编程

4．1．4 1602A显示模块设计与编程

4．2 上位机软件模块设计与编程

4．2．1 软件系统模块结构及功能描述

4．2．1 数据采集时序控制模块设计与编程

4．2．2 数据显示模块设计与编程

4．2．3 数据保存和奇异点剔除模块设计与编程

4．3 远程通信模块软件设计

4．3．1 上下位机串口通信软件模块设计与编程

4．3．2 GSM通过PC发送软件模块设计与编程

4．4 本章小结

5 系统应用测试

5．1 系统的实际应用试验

5．2 系统调试及结果分析

5．3 系统可靠性分析论证

5．3．1 系统可靠性指标

5．3．2 提高系统可靠性的技术手段

5．4 本章小结

6 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢