智能温度控制系统设计
摘 要本课题以“智能无线温度报警控制系统”作为研究对象，选用了大学期间较常使用的AT89C51单片机作为主控芯片，设计了一款能够实时快速的周围空间进行温度检测，并且检测数据可通过射频无线通信向远程手持端进行发射的嵌入式系统，由于系统内部采用的各类芯片和传感器外形较小，所以使得整个系统的外观体积也非常小，达到了便携式的指标。这款系统在硬件方面以AT89C51单片机最小系统、LCD1602显示电路、温度检测电路、有源蜂鸣器电路和NRF24L01射频无线通信电路等构建而成，在软件方面以主程序、显示屏驱动子程序、温度采集子程序、有源蜂鸣器子程序和射频无线通信驱动子程序等构建而成。进行了多次测试实验，对各项功能指标都进行了测试，测试的结果显示这款智能无线温度报警控制系统的一切工作正常，符合预期设计需求。
目录
一、 引言 1
（一） 智能无线温度报警系统的发展背景 1
（二） 智能无线温度报警系统的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 1
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 智能无线温度报警系统的方案设计 3
（二） AT89C51单片机简介 3
（三） LCD1602显示器简介 4
（四） DS18B20温测器件简介 4
（五） 有源蜂鸣器简介 5
（六） NRF24L01射频无线模块简介 5
三、 终端部分硬件设计 7
（一） 最小系统电路设计 7
（二） 温度检测电路设计 7
（三） 温度数据无线发射电路设计 8
（四） 加热电路设计 9
（五） 风机电路设计 10
四、 手持端部分硬件电路设计 10
（一） 最小系统电路设计 10
（二） 温度数据无线接收电路设计 10
（三） 温度显示电路设计 11
（四） 超温报警电路设计 11
（五） 温度阈值设置电路设计 12
五、 系统软件设计 13
（一） 主程序设计 13
（二） 显示屏驱动子程序设计 13
（三） 温度采集子 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
程序设计 14
（四） 蜂鸣器子程序设计 15
（五） 无线通信子程序设计 15
六、 实物制作与安装 17
（一） 实物安装 17
（二） 实物调试 19
总结 22
参考文献 23
致 谢 24
附录一 原理图 25
附录二 PCB图 27
附录三 元器件列表 29
附录四 程序 30
引言
智能无线温度报警系统的发展背景
目前市面上大多数智能无线温度报警控制系统都是以单片机等高性能微处理器作为主控核心并将外部的输入信号通过高精度传感器模块采集进来，随后通过高性能运算模块进行高速的运算处理，实现控制结果的输出，大多数相关系统都是以单片机或者PLC以及LCD1602点阵屏幕、DS18B20传感器、有源蜂鸣器和NRF24L01射频无线模块，本课题将以AT89C51单片机来作为主控。查阅了近几年市面上多数智能无线温度报警控制系统产品的资料，将每种产品的优点和缺点都进行归纳总结，可以发现这类系统的优点主要表现为内部采用了单片机等微处理器芯片作为了主控，产品研发人员可以将各项功能通过C语言等程序语言代码进行转换，在要进行优化设计时只需要通过程序编译器将程序代码进行改动，随后进行烧录即可完成系统的更新优化，因此相比于传统类型的模拟电路来说，产品的更新换代更具有优势。对智能无线温度报警控制系统从最开始的简易型到如今的智能型的整个发展历程进行整理后可以看出，智能无线温度报警控制系统内部需要结合多种科学技术和学科，首先对于其内部的主控核心来说，目前中高端的智能无线温度报警控制系统要想实现更为智能的功能，必须在电路内部植入32位的以ARM等内核作为CPU的微处理器芯片，只有这类内核才能够完成高速的数据处理，与此同时具有高速数字处理能力的DSP内核也必须实现嵌入；而要实现这类高性能芯片的嵌入化效果，就得使得芯片的体积非常小，不会明显增大系统整体的外形体积，所以这就要借助电路集成技术的发展；而要实现对系统外部多种类型的信号进行准确采集，就必须通过高性能的传感器模块来实现，通过这些高速高精度的传感器组将环境中的信号采集转换后送入微处理器芯片进行处理，这就要借助传感器研发技术，所以绝对有理由这么说，智能无线温度报警控制系统的发展与多门科学技术的发展是同步的，更为准确的说，这些学科的发展带动了智能无线温度报警控制系统的发展。
智能无线温度报警系统的国内外发展现状
国内外对于智能无线温度报警控制系统的研究设计成果在近几年间取得了较大的进步，不但在这种控制系统的底层硬件架构方面进行了优化和改进，还将硬件电路中的一些冗余无效的电路进行剔除和替换，通过具有相同功能的程序代码或者数字集成芯片替代掉大面积的模拟电路结构，使得系统的外形体积进一步缩小。根据一份电子科学方面的刊物报道的一项最新研究成果显示，这款内部采用智能无线温度报警控制系统的研发成果的推出，进一步降低了目前市面上相关产品的平均售价，这款产品的研究者称在内部硬件电路方面，为了提升智能无线温度报警控制系统对于外部数据的高速运算速度，他们采用了多核共存方式的ARM型CPU作为主控，通过多个CPU内核并行工作，使得智能无线温度报警控制系统的多项智能功能被研发出来，对于外部信号的响应具有极快的速度。
本文主要研究内容
本文以“基于无线通信技术的智能温度报警系统设计”作为研究课题，设计了一款能够实现点阵显示、对环境温度的检测、报警和无线数据的接收和发送的智能型AT89C51单片机控制系统，所有的预期功能指标都得到了实现，系统将分为终端和手持端两个部分，其中终端用于实现对温度值的检测，并将检测到的温度值通过无线传感器进行发送；手持端部分用于实现对无线温度数据进行接收并显示在液晶屏上，当温度值超过阈值时进行报警。
方案设计及元器件选择
智能无线温度报警系统的方案设计
NRF24L01射频无线通信电路用于实现无线数据的接收和发送的功能，用于终端和手持端之间互发温度数据和控制指令等，温度传感器电路用于实现高性能的温度检测的功能，用于实现对周围环境温度的检测，并将检测结果传送给51单片机；LCD1602液晶显示电路用于实现高清显示参数的功能；按键模块由机械按键组成，用于实现对温度的设置；报警模块用于实现当温度超标后进行报警液晶显示模块采用了LCD1602屏幕，通过这款具有32个字符显示能力的液晶屏对系统中的相关参数进行呈现。
目录
一、 引言 1
（一） 智能无线温度报警系统的发展背景 1
（二） 智能无线温度报警系统的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 1
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 智能无线温度报警系统的方案设计 3
（二） AT89C51单片机简介 3
（三） LCD1602显示器简介 4
（四） DS18B20温测器件简介 4
（五） 有源蜂鸣器简介 5
（六） NRF24L01射频无线模块简介 5
三、 终端部分硬件设计 7
（一） 最小系统电路设计 7
（二） 温度检测电路设计 7
（三） 温度数据无线发射电路设计 8
（四） 加热电路设计 9
（五） 风机电路设计 10
四、 手持端部分硬件电路设计 10
（一） 最小系统电路设计 10
（二） 温度数据无线接收电路设计 10
（三） 温度显示电路设计 11
（四） 超温报警电路设计 11
（五） 温度阈值设置电路设计 12
五、 系统软件设计 13
（一） 主程序设计 13
（二） 显示屏驱动子程序设计 13
（三） 温度采集子 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
程序设计 14
（四） 蜂鸣器子程序设计 15
（五） 无线通信子程序设计 15
六、 实物制作与安装 17
（一） 实物安装 17
（二） 实物调试 19
总结 22
参考文献 23
致 谢 24
附录一 原理图 25
附录二 PCB图 27
附录三 元器件列表 29
附录四 程序 30
引言
智能无线温度报警系统的发展背景
目前市面上大多数智能无线温度报警控制系统都是以单片机等高性能微处理器作为主控核心并将外部的输入信号通过高精度传感器模块采集进来，随后通过高性能运算模块进行高速的运算处理，实现控制结果的输出，大多数相关系统都是以单片机或者PLC以及LCD1602点阵屏幕、DS18B20传感器、有源蜂鸣器和NRF24L01射频无线模块，本课题将以AT89C51单片机来作为主控。查阅了近几年市面上多数智能无线温度报警控制系统产品的资料，将每种产品的优点和缺点都进行归纳总结，可以发现这类系统的优点主要表现为内部采用了单片机等微处理器芯片作为了主控，产品研发人员可以将各项功能通过C语言等程序语言代码进行转换，在要进行优化设计时只需要通过程序编译器将程序代码进行改动，随后进行烧录即可完成系统的更新优化，因此相比于传统类型的模拟电路来说，产品的更新换代更具有优势。对智能无线温度报警控制系统从最开始的简易型到如今的智能型的整个发展历程进行整理后可以看出，智能无线温度报警控制系统内部需要结合多种科学技术和学科，首先对于其内部的主控核心来说，目前中高端的智能无线温度报警控制系统要想实现更为智能的功能，必须在电路内部植入32位的以ARM等内核作为CPU的微处理器芯片，只有这类内核才能够完成高速的数据处理，与此同时具有高速数字处理能力的DSP内核也必须实现嵌入；而要实现这类高性能芯片的嵌入化效果，就得使得芯片的体积非常小，不会明显增大系统整体的外形体积，所以这就要借助电路集成技术的发展；而要实现对系统外部多种类型的信号进行准确采集，就必须通过高性能的传感器模块来实现，通过这些高速高精度的传感器组将环境中的信号采集转换后送入微处理器芯片进行处理，这就要借助传感器研发技术，所以绝对有理由这么说，智能无线温度报警控制系统的发展与多门科学技术的发展是同步的，更为准确的说，这些学科的发展带动了智能无线温度报警控制系统的发展。
智能无线温度报警系统的国内外发展现状
国内外对于智能无线温度报警控制系统的研究设计成果在近几年间取得了较大的进步，不但在这种控制系统的底层硬件架构方面进行了优化和改进，还将硬件电路中的一些冗余无效的电路进行剔除和替换，通过具有相同功能的程序代码或者数字集成芯片替代掉大面积的模拟电路结构，使得系统的外形体积进一步缩小。根据一份电子科学方面的刊物报道的一项最新研究成果显示，这款内部采用智能无线温度报警控制系统的研发成果的推出，进一步降低了目前市面上相关产品的平均售价，这款产品的研究者称在内部硬件电路方面，为了提升智能无线温度报警控制系统对于外部数据的高速运算速度，他们采用了多核共存方式的ARM型CPU作为主控，通过多个CPU内核并行工作，使得智能无线温度报警控制系统的多项智能功能被研发出来，对于外部信号的响应具有极快的速度。
本文主要研究内容
本文以“基于无线通信技术的智能温度报警系统设计”作为研究课题，设计了一款能够实现点阵显示、对环境温度的检测、报警和无线数据的接收和发送的智能型AT89C51单片机控制系统，所有的预期功能指标都得到了实现，系统将分为终端和手持端两个部分，其中终端用于实现对温度值的检测，并将检测到的温度值通过无线传感器进行发送；手持端部分用于实现对无线温度数据进行接收并显示在液晶屏上，当温度值超过阈值时进行报警。
方案设计及元器件选择
智能无线温度报警系统的方案设计
NRF24L01射频无线通信电路用于实现无线数据的接收和发送的功能，用于终端和手持端之间互发温度数据和控制指令等，温度传感器电路用于实现高性能的温度检测的功能，用于实现对周围环境温度的检测，并将检测结果传送给51单片机；LCD1602液晶显示电路用于实现高清显示参数的功能；按键模块由机械按键组成，用于实现对温度的设置；报警模块用于实现当温度超标后进行报警液晶显示模块采用了LCD1602屏幕，通过这款具有32个字符显示能力的液晶屏对系统中的相关参数进行呈现。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/dzxx/gdxx/91.html
