wifi传输的多点温度监控系统的设计

目录
引言
二、总体设计 8
(一)总体方案设计 8
(二)主要元器件选型 8
1、 WIFI模块选型 8
2、 温度传感器选型 9
三、硬件设计 10
(一)硬件电路总体设计 10
(二)键盘电路 10
(三)温度控制电路 10
(四)显示电路 11
(五)报警电路 11
(六) WIFI控制电路 11
四、软件设计 13
(一)软件开发环境 13
(二)软件设计 13
(三)温度读取软件设计 13
五、系统调试 15
结论 16
参考文献 17
致谢 18
附录 A PROTUES仿真图 19
附录B 电路原理图 20
附录C 部分远程程序 21
引言
如今，温度测量与控制系统在人们的日常生产生活中起到了不可忽略的贡献，特别在农产品运输、智能医疗等方面温度测量始终具有不可替代的作用。因为各种物质变化的过程中，温度始终是一项很重要的参数，所以对温度进行测控是控制领域中不可忽略的基础测控范围。单片机控制温度有控制方便，灵活性大的优点，可提升被控对象的温度性能，还能增加产品的可靠度。最近几年，在化工过程 、环境监测、医学冷冻等诸多领域都能看到温度控制系统在发挥作用。伴随着科技的进步和超大规模集成电路的日趋成熟，对小尺寸，低功耗，性价比高的多点温度控制系统的探究给予了很高的便捷性。
这个毕设的题目为基于单片机的多点温度控制系统的设计，每一个点作为一个单独的模块进行运行，各个模块之间通过WIFI进行数据汇总，通过电脑进行数据统计，对于每一个控制点有一个温度采集部分，温度控制部分以及无线通信WIFI组成，每一个WIFI控制模块有一个默认且唯一的IP地址，此IP地址作为该点标志，对于电脑端通过IP地址识别不同地方的温度值，可分别进行温度的采集和控制。
本次要设计的系统主要包括硬件电路和软件程序这两大模块，硬件电路里面有单片机、数据采集电路、无线通讯电路、LCD显示电路和蜂鸣器等 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^ 
组成。而软件设计主要是利用C语言来实现各式各样的算法和逻辑控制，这个系统里面的DS18B20是相对独立的总线协议，从技术层面上，一个总线的容量为8，这样能够最大程度上节约单片机的接口。而本设计的核心模块为89C52单片机，这款单片机具备温度采集、显示等作用。比如当系统测量到的温度值高于预定值的时候，这时候声光报警电路就要发挥作用，如果系统存在最小和最大的阀值，那么就会出现相应的报警提示。每个系统都具有一个IP地址，可将数据通过TCP/IP协议发送到电脑，由电脑端进行统一的管理，电脑端也可以分别进行控制。
二、总体设计
(一)总体方案设计
WiFi也就是人们经常利用的无线通讯技术，事实上，WiFi是无线局域网联盟（WLA全称NA）的商标，因此这样的技术可以让大家共享任何厂家或者个人都可以安全、无缝的接入。目前市场上有许多WIFI结构，其原理也不复杂，其包含的控制协议有串口协议与SDIO协议、串口协议只有两种，相对简单，SDIO协议相对串口协议来说更为复杂。现在市场上的主流51单片机至少有一个串行端口，有的甚至超过两个。MCU和WIFI模块的联系模式如图 21所示。


图 21 WIFI信息传输方式
在楼宇自动化领域里面WIFI的运用十分广泛，WIFI具备传输速度高，结构简单，技术成熟等特点。但是WIFI的发展让无限网络无处不在，而目前WIFI的信道一共有12个，并且每个信道中的WIFI也存在相互扰动的现象，特别对于Socket通讯协议这种不稳定的连接使得数据的稳定性得不到保障。
在本次设计中单片机通过一个IO口把1至8等多个传感器连接起来，这样单片机可以根据温度传感器内部的ID进行温度知道读取，检测到该温度比预定的温度值要高，这个时候高温指示灯就会处于激发状态，而对于得如果温度低于预定温度的最低阈值，低温指示灯就会处于激发状态，并激活报警模块。本设计置有了用户输入键盘，用户可通过键盘设置最大和最小报警温度。按照这个设计思路绘制好的框图见图 22所示。


图 22 系统总体设计框图
本系统主要具备下面几个功能：
使用若干个温度传感器并得到若干个点的温度信息并进行实时显示。在单片机获取到温度值以后，需要利用WIFI模块发送给主控制器；
利用用户键盘创建最大鱼最小温度值；
如果测量到的温度大于预设的最大阈值，则激发过温报警装置并降温；
如果测量到的温度低于预设的最低阀值，则激发低温报警装置并升温。
(二)主要元器件选型
1、WIFI模块选型
方案一：利用SDIO接口的WIFI部分，其型号为marvell8686的为主控芯片的模块VMGMR09，其优点在于能够利用SDIO通讯速率，来提高中央处理器访问WIFI时候的速度，其通讯速率能够达到50MHZ。这个模块的特点在于软件可扩展性比较优越，此外CPU也能够利用SDIO协议，其通讯性能也良好。但是其组成原理较为复杂，比如Linux系统有自己的驱动程序，但是单片机需要利用GPIO来实现控制能够，其实现过程较为繁琐。
方案二：使用串口通讯协议的WIFI模块，这样的芯片比较典型的芯片就是ESP8266，对于ESP8266使用者不用关心芯片内部的配置和协议，只要明白单片机串口就可以，然后根据芯片的手册查找相应的串口控制协议，通过AT命令进行控制。利用这个中央处理器连接串口控制模块，实现其功能并不复杂，通讯速率虽然慢但是相对稳定，网络节点的信息传送量也不大。

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