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基于LabVIEW的温度采集系统设计-10.18

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常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文

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及应用范围,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及硬件部分,对系统的硬件的搭建以及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、协调器接口电路以及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及终端子程序设计等。实验测试,验证了在特定条件下系统数据传输正常;实验及仿真表明,该系统能很好的实现环境的采集以及传输功能,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

I

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Constant temperature monitor system of the classroom

Abstract

In recent years, this paper designs an intelligent temperature monitoring system, this system is to realize the temperature measurement system of STC89C52 based on MCU and DS185B20, MCU in the system as

the input and

display

of temperature control

device,DS18B20

uses

a is

used

as temperature acquisition and temperature data output device the. Thissystem single bus

operation, has the advantages of simple circuit, accurate measured value, can realize multipoint measurement. To ensure the realization of the effective monitoring of the room temperature with low cost. Through the man-machineinterface to display and query, save energy and create value, has a certain commercial value. The system can also be widely used in fire fighting and other systems.

This paper first analysis of the current development of MCU and the scope of application,the part of the overall architecture design STC89C52 microcontroller, temperaturemonitoring system based on MCU and

hardware, the

system hardware

selection, design,construction

and the

peripheral

modules of sensor module to do a detailed demonstration and design. Through the comparative study of the control node, select STC89C52, thesensor module, the peripheral circuit of the power supply module, interface circuit andclock coordinator has made the detailed design, through the comparison and analysis ofthe temperature and humidity sensor is suitable for this topic. Finally, designed and realized the software, including the main program, data upload alarm design, program design, keyboard scanning subroutine design and terminal program design. Finallyaccording to the design idea of realizing all functions of the system. The experimentaltesting, verification in the system of data transmission under certain conditions are normal;that the experiment and simulation, the system can realize the acquisition and transmission function of the classroom environment is very good, validate the feasibility of the scheme.The temperature acquisition system th.

The temperature acquisition system theory basis,design ideas, implementation process, the test results were described in detail, and achieved the desired results, the research on the integrity of the temperature acquisition system has played a complementary role, for the application to play a role in promoting.

Keyword:microcomputer Monitorte mperature

II

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目 录

1 温度采集系统总体方案设计 ................................................................................... 1

1.1 硬件总体设计................................................................................................. 1 1.2 软件总体设计................................................................................................. 2 2 温度采集系统硬件设计 ........................................................................................... 3

2.1 温度信号采集模块硬件设计......................................................................... 3

2.1.1温度传感器........................................................................................... 3 2.1.2 A/D转换模块....................................................................................... 4 2.1.3单片机模块........................................................................................... 4 2.1.4信号采集模块硬件设计....................................................................... 4 2.2 主控模块硬件设计......................................................................................... 5

2.2.1 GPRS协议概述..................................................................................... 5 2.2.2主控模块硬件总设计........................................................................... 5 2.3 采集显示模块硬件设计................................................................................. 5

2.3.1显示模块............................................................................................... 5 2.3.2显示采集模块硬件总设计................................................................... 5 2.4 电源模块硬件设计......................................................................................... 6 3 软件编程及实现 ....................................................................................................... 7

3.1 软件编程关键技术引用................................................................................. 7

3.1.1 SubVI技术........................................................................................... 7 3.1.2 同步技术.............................................................................................. 8 3.1.3 VI Server技术................................................................................... 9 3.1.4 多线程技术........................................................................................ 10 3.2 温度检测模块的软件设计........................................................................... 10 3.3 主控模块及显示采集模块软件设计........................................................... 10 3.4系统初始化子程序........................................................................................ 11 3.5数据采集设计................................................................................................ 12 3.7数据上传设计................................................................................................ 12 3.6 GPRS软件设计.............................................................................................. 13 4 系统调试及仿真结果 ............................................................................................. 15

4.1 硬件调试....................................................................................................... 15 4.2 软件调试....................................................................................................... 16 4.4 温度传感器部分........................................................................................... 16 4.5湿度检测部分................................................................................................ 17

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5 结论 ......................................................................................................................... 18 参考文献 ..................................................................................................................... 19 致 谢 ......................................................................................................................... 20

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1 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,系统的设计以及器件的选择会直接影响整个系统的性能高低以及成本多少,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:

温度传感器A/D转换模块信号检测单片机信号接收端单片机GPRS模块监控平台电源模块

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,测温范围大,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

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单片机把接收到的温度数据使用GPRS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“从内而外”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。

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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

为了更加及时准确的探测温湿度信号,对温湿度探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,测量范围较大为-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 输出方式 工作电压 测量范围 测量精度 通信接口 温度范围 湿度范围 温度范围 湿度范围 物理接口 传输距离 地址范围 通信协议 波特率 数据格式 EMC指标 外形尺寸 质量

DS18B20所需要的供电电压为12V,在本设计中使用5V为其供电。在

DS18B20 RS485接口 12VDC -20℃至80℃ 0-100%RH 小于0.5℃,在25℃测试 小于0.5RH,在25℃测试 RS485 1200mm屏蔽按键设置 1-254通过按键设置 MODBUS-RTU协议 2400.4800.9600可选择,出厂默认设置9600bps N.8.1 差模-2KV到8KV 接触放电6KV空气放电8KV 80*80*30mm 250g EFT(脉冲群) 静电 DS18B20上电后在1s以内不要发送任何指令,直到其状态稳定。实际电路中在

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其电源和地引脚间架了100nF的滤波电容。DATA 是外部MCU从JZ-THS12读取数据的引脚,它是一种单总线接口,一次读温湿度数据的操作时间大约是5ms。 2.1.2 A/D转换模块

经过温湿度传感器转换后的输出温湿度信号不能直接送入单片机中进行处理,中间必须经过A/D转换装置。AD7812是由AnalogDevices公司生产的一种串行接口的10位8通道A/D转换器。本设计采用AD7812转换器,在转换过程中,因为任何一个模数转换器都会有一定程度的转换时间,所以在转换时要设置一个延时和延时的时间比设备的转换时间稍长,以保证转换过程的顺利进行。这里只需要将传感器的输出信号输入到其中任何一个可以放大,为简单起见,以第一模拟开关作为输入信号通道。 2.1.3单片机模块

本系统采用单片机芯片,用于火灾探测终端的信号处理,用于处理火灾信号接收端和报警。单片机的主要功能是使系统的初始化,提供各种控制信号的主板,并读取数据处理,并将处理结果发送到输出模块和通信模块。微控制器产品已进入快速发展的时代,中国主流的单片机产品的销售8051、AVR、PIC系列单片机,单片机的选择应该是其成本高、易开发的性能。资源,主要考虑其性能指标是:钻头,转速、电压、功耗、系统扩展,内存容量,驱动能力的数量,抗干扰能力和是否嵌入ADC,DAC,等。也考虑了简单的软件开发。同一类型的产品往往有很多兼容的系列,不同厂家的价格有很大的差异。更重要的是,选择供应商的良好的服务,良好的产品性能,可以提供良好的技术服务供应商。 2.1.4信号采集模块硬件设计

检测电路由温度传感器、A/D转换模块ADC0809和电源组成。通过温度传感器对温度进行检测,然后通过A/D转换模块进行数模转换,最后将数字信号发送给检测端单片机,检测端单片机将数字信号处理后传送给主控模块。

温度传感器温度信号A/D转换模块检测端单片机数字信号输出 图2-1 信号采集模块硬件设计

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2.2 主控模块硬件设计 2.2.1 GPRS协议概述

GPRS(General Packer Radio Service)是通用无线通信业务的简称,它是以GSM技术为基础发展起来的一项高速数据处理技术。它采用分组交换技术,可以实现点到点的数据通信。GPRS模块原理图:

SIM卡保护电路GPRS模块电源控制电路MCU控制电路指示灯控制电路 图2-2 GPRS模块原理图

2.2.2主控模块硬件总设计

主控制模块主要由两片STC89C52芯片的无线发射接收装置及外围电路。单片机信号源主要是传输信号处理模块,温度传感器,信号处理和良好的无线发射模块发送。无线接收模块接收端接收到的数据,并将数据传输到单片机处理的温度信号检测端。主控模块的原理框图如图2-3所示。

接收端单片机无线发射模块无线传输无线接收模块温度信号检测端单片机温度信号 图2-3主控模块硬件设计

2.3 采集显示模块硬件设计 2.3.1显示模块

数码管是一种以数码管为主导的显示器,显示字符的组合。它采用8个数码

管显示,其中7个用于字符显示,一个显示小数点,因此它通常被称为八段数码管显示。数码管显示控制使用的时间,以提供它具有一定的驱动能力的选择和选择的信号。数码管显示,采用动态扫描显示和静态显示,在单片机上实现,为了节省硬件资源,多数采用动态扫描显示法。 2.3.2显示采集模块硬件总设计

采集显示模块它由12864液晶显示模块MAX232串口通信模块还有西门子

GPRS模块组成。单片机通过MAX232串口传输到GSM模块之中接收检测端的

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温度信号,再通过12864模块来显示温度信息。显示采集模块硬件设计如图2-4所示:

温度信号主控模块状态输出显示屏 图2-4 显示采集模块硬件设计

2.4 电源模块硬件设计

为了保证系统在城市突发性停电的情况下,系统可以连续工作,系统采用双电源供电。双电源供电系统主要由主电源和供电方式两种主要模式组成。主要的供电方式是220V交流电通过变压器的电压,再经过整流、滤波和电压输出的直流电压;从供电方式是停止供电时的主要动力来源,通过电池直接供电系统所需要的直流电压,以保持系统的正常工作。具体的电源框图如图2-5所示:

交流电源220V变压成9V整流滤波回路稳压蓄电池充电

图2-5 供电电源原理图

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3 软件编程及实现

3.1 软件编程关键技术引用 3.1.1 SubVI技术

一个大型程序代码通常比较繁琐,如果只使用一个主函数实现比较困难。为了方便通常会将一个大型程序划分为多个子程序,每个小的子程序都构成一个小的功能模块来实现不同的功能。这种功能划分一方面使编辑界面整齐美观、简单明了,另一方面也给程序后期的检查和完善提供了便利,这种技术通常被称为SubVI技术。

任意的子VI都能够作为独立的节点被主函数调用。当定义一个VI时,不仅需要完成功能方面的设计,还需要对图标和接线端进行编辑。右击VI,在出现的菜单中点击“编辑图标”后便可以对其进行定义,选择“显示连线板”可对SubVI的接线端口进行编辑命名。编辑完成并且保存成功后,一个完整的VI就创建完成了,这时新创建的VI就能够被主程序调用了。编辑图标如图3.1所示:

图3.1 编辑图标示意图

当一个程序中包含了许多个子VI时,理清它们之间的相互调用关系尤为重要。在LabVIEW编程中,提供了一种快速查询各VI之间相互调用关系的方法。编程人员可以通过点击前面板的“查看”菜单下的“VI层次结构(H)”来查看各子VI的相互关系。本文设计的隧道安全监测系统软件系统中包含了多个VI,它们的相互调用共同组成了上位机软件的运行,软件系统中各VI相互关系如图3.2所示:

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隧道安全监测系统主程序.viSpace Constant.vi十六进制数据录入.vi读取数据.vi数据库查询.vi数据录入.vi.........数据库连接字符串.vi......数据命令执行.vi......ADO Connection Close.vi......SQL Execute.viADO Connection Create.viADO Connection ......Open.vi3.1.2 同步技术

同步技术是指数据收集、结果显示及分析过程同时执行的技术。使用LabVIEW搭建的隧道安全监测系统中含有很多子VI和循环结构,并且系统调试完成后需要多个VI和循环同时进行,这个功能的实现就需要通过同步技术。常见的LabVIEW同步技术有通知器、信号量、集合点、队列和事件发生。

(1)通知器

通知器的主要功能是保证数据传输的有序进行,它的工作模式是覆盖式,即通知器中只能保留单条信息,当有下一条信息传递到达时,原来的信息就会被新的信息覆盖掉。任何接受端口都可以接受来自通知器的信息,并且通知器中的信息不会自动消除,只会被新的信息覆盖。相对于全局变量和局部变量,LabVIEW同步技术中的通知器更有优势,表现为下一条信息产生之前程序始终保持在等待运行状态,这样保证了多线程任务能够有序的运行]。通知器技术中常用的VI函数功能说明见表3.1所示:

表3.1 通知器技术中常用的VI函数功能表

VI 函数名称 Obtain Notifier.vi

Send Notification.vi

Cancel Notification.vi

功能说明

返回一个通知器的引用,具体返回哪个通知器的引用,

通过该 VI 的“名称”参数指定。

向所有等待通知的程序框图或 VI 发送一条消息,要发

送消息的内容通过“通知”参数指定。 删除无用消息,并返回信息“取消的通知”。

.........ADO Connection Execute.viSQL Fetch Data.viADO Recordset Destroy.vi.........ADO Recordset GetString.vi......

图3.2 VI层次结构图

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Get Notifier Status.vi

返回通知器当前状态的相关信息,如最近一次发送到通

知器且未被删除的消息。

(2)信号量

信号量技术主要功能为保护公有资源。它规定了在指定阶段内,只能有特定数目的线程在执行。保护过程如下:每个信号量在建立初期,都会规定能够同步调用关键代码的子VI的数量上限,并且将 Acquire Semaphore.vi置于代码段的开始,将 Release Semophore.vi置于代码段的尾部,只有程序中代码的线程个数比0大时,该线程才可以正常调用关键代码[41]。

(3)队列

在一个LabVIEW系统中,通常包含了数据采集、数据分析等多个线程。为了避免这些线程在执行时出现混乱的局面,确保多线程能够同步有序执行,编程人员引入了队列技术。队列技术可以有效解决程序中数据采集模块和数据分析模块运行速度不相匹配的问题,进一步保护了重要数据。常见的队列相关VI如下表3.2所示:

表3.2 队列VI表

VI 函数名称 Obtain Queue.vi

Equeue Element.vi Get Queue Status.vi Dequeue Element.vi Release Queue.vi

功能说明

创建一个队列并返回其引用。假如已有队列,则仅仅返回

其引用。

在指定队列的尾部追加特定元素。 指向程序中队列的最新模式信息。 返回并删除相应队列的首部元素。

释放相应引用,并通过数组的方式显示其剩下的全部内容。

(4)集合点

集合点是编程过程中极为关键的一种同步技术。通常编程人员会提前设置在集合点处并行执行的程序数量,每个提前到达集合点处的进程都暂时不运行,直到集合点处累计的进程数量和预设值相等时,该集合点处全部进程开始同步运行,运行完后程序会自动清空该集合点。这种技术主要用于确保多个并行进程的严格同步运行,在编程过程中有着重要的意义。 3.1.3 VI Server技术

VI Server技术主要用来实时调控进程。例如,VI Server不仅可以动态控制前面板中所有显示控件的外观,执行方式,执行状态和运行时间等,还可以调控整个程序开发界面。除此之外,该技术还有以下功能:动态加载子VI,远程访问VI,程序运行时访问LabVIEW和VI的属性方法,得知应用程序的所有信息,

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搭建插件式架构程序等。 3.1.4 多线程技术

LabVIEW的多线程技术主要通过数据流驱动程序这种形式来实现,编程人员可以直接将线程技术抽象化使用,无需专门新建线程,撤销线程和同步线程。软件编程过程中经常运用多线程技术的主要优势有:(1)提高软件运行效率;(2)提高程序的资源利用率;(3)多数情况下可以合理使用优先级分配技术;(4)程序自动选择运行状态,在激活、挂起和阻塞三种状态间自由切换;(5)多个线程之间自动选择运行顺序,使其运行更高效。

LabVIEW常见的多线程系统有I/O、DAQ和用户界面等。 3.2 温度检测模块的软件设计

温湿度检测模块软件流程图如下图所示:

程序开始运行时,先对温湿度传感器进行初始化,然后开始采集温湿度传感器的探测信号,如果没有采集到则继续采集,当确定采集到信号后,设置数据发送,如果没有发送成功则继续发送。程序流程图如图3.3所示。

开始温度传感器初始化是否检测到温度信号否是是否检测到温度信号否设置数据发送是是否发送成功?延迟1S是结束否

图3-3温度检测模块软件设计

3.3 主控模块及显示采集模块软件设计

首先对无线模块、串口、LCD和GPRS模块初始化设置为接收模式,能够实时接收温度数据,如果接收到的温度信号,这使得GPRS模块,将被发送到数据接收模块,接收模块的温度数据传送到液晶显示模块。软件设计流程图的主控制模块和显示器模块如图3.4所示:

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开始传感器初始化设置接收模式是否检测到温度信号否是接收温度信号延迟1S是否是否接收到?是否检测到温度信号否是启动GPRS,发送信号到监控平台是设置数据发送否是否发送成功?是

图3.4主控模块及显示采集模块流程图

3.4系统初始化子程序

系统上电后,首先要使用各种软件,初始化硬件模块,来满足最小系统的运

行要求。

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开始时钟初始化数据接口初始化定时器初始化ADC初始化结束传感器初始化 图3.5系统初始化子程序

3.5数据采集设计

本系统选用温度传感器周围环境信息,三传感器电路输出数字信号或输出电

压信号。采集信号后,将数字转换为模拟信号,将信号传给单片机输入/输出端口处理,采用单片机内置的数字模拟转换器进行建模。本文采用中值滤波的方法对电压信号进行采集,即20次采样的第一行,然后平均值20个采集值的监测。

开始启动数据采集启动A/D转换N转换结束?Y累加转换结果达到采样次数?Y求平均值N结束

图3.6采集数据流程示意图

3.7数据上传设计

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根据数据上传软件功能的分析,以及数据库的设计,如图3.7数据上传软件的设计,完成数据轮询上传功能。

开始轮询数据表从数据文件加载配置信息有新数据?创建串口通信服务线程是加入任务队列连接数据库用户选择退出否延时十秒结束图3.7数据上传流程图

3.6 GPRS软件设计

本方案在系统中扩展了GPRS功能模块,这样用户就可以通过短信及时获知温度的实际状况。GPRS(Generalpacket Radio service)是通用分组无线业务的简称,它作为第二代移动通信技术GSM向第三代移动通信的过渡技术,是在现有的 GSM 移动通信系统基础之上发展起来的一种移动分组数据业务。

GPRS软件总设计流程图如下图3.8所示,首先进行的是串口及GPRS模块初始化,若初始化成功,则同时进行两部分的工作,一是查询短消息,若收到消息则信息解析得出控制码,并进行相应处理,若没有收到短消息,则返回继续查询消息。二是定时发送状态信息,若发送成功,则返回,若没有发送成功,则返回继续定时发送消息步骤。

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开始通信串口初始化GPRS模块初始化初始化成功?NY查询短消息定时发送状态信息收到新短消息?NN发送成功?Y信息解析得出控制码Y进行相应处理结束

图3.8 GPRS软件总设计流程图

AT(Attention)指令集是调制解调器通信接口的工业标准,现在市场上大多数手机均支持GSM7.05规定的AT指令集。该指令集是ETSI(欧洲通信技术委员会)发布的,其中包含了对SMS的控制说明.一般的GSM模块都支持AT指令,因此计算机或单片机可以通过串口直接向GSM模块发送AT指令,来方便地实现短信息SMS的发送、接收和管理。

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4 系统调试及仿真结果

4.1 硬件调试

电源后,电源指示灯亮,说明电源的成功。从而可以准确地检测到温度信号。 温度信号检测和发送端模块有2个区域,可在不同的位置进行温度采集和检测。的电路结构基本上是相同的。如图4-1所示。

图4-1 温度信号检测模块实物图

终端检测信号被发送出去,但接收端接收反馈控制信号,信号接收和发送2种模式不能同时使用,提高了:当信号被发送时,通过加上信号来屏蔽回接收信号。同样,接收信号,标志是清除屏蔽传输信号。实现双向通信检测与控制。在GPRS发送信息后,不能直接读取反馈回的信息,原因是看程序死在中断的反馈。解决方案是在读程序中断时,可以读取反馈信息,读取信息后立即断开中断,否则会影响其他程序的正常执行。

DS18B20数字温度传感器的温度数据插入数字形式传送给单片机,单片机

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将数据转换成十进制,在数码管上显示,如图4-2所示:

图 4-2 数码管显示

4.2 软件调试

软件系统的调试是基于TKS仿真器,以及软件的初始调整前要进行不断的调试系统软件”

软件调试主要分为以下几个步骤: (1)程序调试

在调试过程中,在每个中断服务子程序中更换一个断点,然后运行程序,如果所有中断服务程序都可以运行到所有断点,如果所有断点都可以运行到程序流,基本正确“删除所有的断点,检查晶闸管状态。 (2)该程序的功能及调整算法

当程序被暂停在断点处,查看控制和手动计算值是相同的“操作几次,如果每次的结果是正确的,然后程序的每个部分没有矛盾。相反,它意味着算法子程序和子程序之间,需要修改后再调试。 4.4 温度传感器部分

温度传感器的测温范围是-50℃至+100℃,数据精度为0.1℃,误差要求为±5%之内。每次温度测量不同位置采集3组数据,取其平均值作为本次测量数据。实际值采用准确度较高的美得时JB913气温计采集,实验数据如表4-1所示。

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表4.1温度相关数据统计结果 采样号 实际值(℃) 测量值(℃) 误差值(℃) 误差比率(%) 1 23.2 23.3 -0.1 -0.4 2 22.3 22.7 -0.4 -1.8 3 21.4 22.3 -0.9 -4.2 4 24.4 24.1 0.3 1.2 5 24.9 24.3 0.6 2.4 6 23.8 24.4 -0.6 -2.5 7 25.7 25.4 0.3 1.2 8 25.1 24.8 0.3 1.2 由温度测量可知,该系统误差在合理区间范围之内,基本能满足设计需求。 4.5湿度检测部分

湿度传感器的测温范围是0%至100%,数据精度为0.1%,误差要求为±5%之内。每次温度测量不同位置采集3组数据,取其平均值作为本次测量数据。实验数据如表4.2所示。

表4.2湿度相关数据统计结果 采样号 实际值(RH(%)) 测量值(RH(%)) 误差值(RH(%)) 误差比率(%) 1 56.2 57.3 -1.1 -2.0 2 78.2 77.6 0.6 -0.8 3 75.3 78.5 -3.2 -4.2 4 70.6 73.9 -3.3 -4.7 5 61.5 63.4 -1.9 -3.1 6 65.1 63.1 2.0 3.1 7 71.5 72.1 -0.6 -0.8 8 70.1 67.3 2.8 4.0 由湿度测量可知,该系统误差在合理区间范围之内,基本能满足设计需求。

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5 结论

论文完成了如下工作:

1.完成了温度探测器的设计。实现了对温度信息的检测和传送。

2火灾报警系统主控模块的设计,并用液晶显示显示各种信息系统。 3采用nRF24L01无线模块的无线通信电路设计、并且完成了探测器与控制器之间的无线通信。

4利用GPRS模块在应用层传输火灾报警信号,实现火灾报警的准确时间。 5采用高精度、低输入失调电压温度传感器系统,采用8位A/D数据采集模块,可以满足用户对温度采集的要求,采用STC89C52单片机为核心的控制,大大减少了需求对外围电路的装置,在最大程度上简化了电路,降低了成本。

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参考文献

[1] 王珊等.数据库技术与应用[M].清华大学出版社,2015.100~103 [2] 侯国章.测试与传感技术[M ].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2010:122-124. [3] 贾振国.DS1820及高精度温度测量的实现[J].电子技术应用,2010,(1):

58 - 59.

[4] 曲新贵.电子元件材料手册[M].北京:电子工业出版社,2009:422-430. [5] 余永权.单片机原理及应用[M].北京:电子工业出版社,2007:146-169. [6] 姜志海,黄玉清等.单片机原理及应用[M].北京:电子工业出版社,2015:27-42. [7] 何万成,余秋惠.MVC模型2及软件框架Struts的研究[J].计算机工程,2012,28(6):274~275

[8] 喻萍,郭文川.单片机原理与接口技术[M].北京:化学工业出版社,2009:195-197.

[9] 黄贤,郑筱霞,曲波等.传感器实际应用电路设计[M].成都:电子科技大学出版社,2007:4-10.

[10] 李广第.单片机基础[M] .北京:北京航空航天大学出版社,2010:40-51. [11] 马云峰,郭文川等.微机原理与接口技术[M]. 北京:高等教育出版社,2001:

57-63.

[12]周云波.由DS18B20单线数字温度计构成的单线多点温度测量系统[J].电子技

术应用,2006,(2):15- 20.

[13] 何立民.电子设计自动化[J].电子技术,2009, (56) :5-9. [14] 李鸿.嵌入式系统设计[M].深圳:科技电子出版社,2008:98-1130 [15] 严天峰.单片机开发[M].成都:科学出版社,2016:77-98 [16] 谢维成.单片机原理与应用[D].北京:清华大学,2013. [17] 钱显毅.电子电路设计[N].科技时报,2009-3-12(C1).

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常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文

致 谢

转眼间,本科四年就要过去了。在这四年里,我学到了很多,也成长了很多。在校期间,我自己的科研能力和技术水平得到了很大的提高,同时也懂得了很多与人交往的能力,为自己出生社会打下了坚实的基础。在即将毕业之际,感谢xxx的培养,为我们插上理想的翅膀,助力我们扬帆远航!我要感谢所有在这里给予我关心和帮助的师长、朋友和同学!在攻校期间,我也得到了xxx学院有关领导、所有任课老师的帮助,对此表示衷心的谢意。感谢我的师弟师妹们对我在学习与论文写作过程中的帮助和支持,同时也感谢所有关心和帮助过我的其他老师同学!特别感谢我的父母,感谢他们对我求学生涯的支持和鼓励!最后感谢担任本论文评审和评阅的各位专家教授,他们在百忙之中抽出宝贵时间为我评审论文,在此特向他们表示衷心的感谢!

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