ds18b20和cc1101的智能温控衣服研究
摘 要本课题将要设计的这种智能温控衣服系统指的是一种以单片机等微型处理器作为主控核心，通过智能微处理器实现对衣服的多项参数进行控制的智能系统，本课题以这种系统作为研究对象，选用了大学期间较常使用的C8051F310单片机作为主控芯片，设计了一款能够实现对智能衣服的呈现出的温度值进行实时监测并且能够快速的调节，使得衣服带给穿戴者温度时刻保持在用户所设置的目标温度范围内，从而使得人体能够得到最适宜的穿戴体验，另外本课题还为这款系统配置了一个液晶显示，能够将智能温控衣服的实时温度显示在液晶屏上供穿戴者进行灵活查看，为了提升用户对这款智能温控衣服的操控方式，本课题还配置了一个无线通信模块，能够将智能温控衣服的一些实时数据以无线方式进行发送。这款系统在硬件方面以C8051F310单片机最小系统、LCD1602显示电路、温度检测电路、蜂鸣器电路、CC1101射频无线模块通信电路、继电器驱动电路和数据存储电路设计等构建而成，在软件方面以主程序、参数显示子程序、温度检测子程序、蜂鸣器子程序、射频无线模块驱动子程序、继电器驱动子程序和EEPROM驱动子程序等构建而成。为了能够直观的看到设计成果的工作状态，在课题的验证环节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温控衣服系统的一切工作正常，符合预期设计需求。
目录
一、 引言 1
（一） 智能温控衣服的发展背景 1
（二） 智能温控衣服的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 1
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 智能温控衣服的方案设计 3
（二） C8051F310单片机简介 3
（三） 射频无线模块传感器简介 4
（四） LCD1602点阵屏幕简介 5
（五） DS18B20温度检测器简介 5
（六） 有源蜂鸣器简介 6
（七） AT24C02型EEPROM简介 6
三、 系统硬件设计 7
（一） 最小系统电路设计 7
（二） 射频无线模块无线通信电路设计 7
（三） 智能衣服的参数显示电路设计 8
（四） 衣服温度控制电路设计 9
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（五） 衣服温度采集电路设计 9
（六） 衣服温度异常报警电路设计 10
（七） AT24C02芯片电路设计设计 10
四、 系统软件设计 12
（一） 智能温控衣服的主程序流程设计 12
（二） 液晶显示子程序流程设计 13
（三） 衣服温度采集子程序设计 13
（四） 衣服温度异常报警子程序流程设计 14
（五） 射频无线模块驱动子程序设计 14
（六） 衣服温度控制子程序设计 15
五、 实物制作与安装 17
总结 21
参考文献 22
致 谢 23
附录一 原理图 24
附录二 PCB图 25
附录三 元件列表 26
附录四 程序 27
引言
智能温控衣服的发展背景
本课题将要谈论研究的这款智能温控衣服系统是一种基于微处理器芯片作为内部核心控制器的智能式控制系统，它的智能化不仅体现在内部采用了高性能的微处理器芯片，还在于采用了许多高性能的传感器模块，与此同时对于LCD1602液晶屏幕、DS18B20型温度传感器、有源蜂鸣器、CC1101射频无线模块模块、HK4100F继电器和AT24C02型EEPROM的植入也大大促进了智能温控衣服系统的性能和精度。在智能温控衣服系统的发展过程中，对于数据的高速处理要求不断提升，近些年来快速发展的高性能微处理器芯片研发技术为智能温控衣服系统实现质的飞跃提供了硬件基础，最近几年的Zigbee以及物联网技术的出现又为智能温控衣服系统的发展提供了一个崭新的方向，过去单一形式的智能温控衣服系统可以通过物联网的概念实现物物联网，这样对于智能温控衣服系统采集到的数据来说，不再是一种用完即作废的单独数据了，借助Zigbee或者嵌入式以太网等技术，将系统采集到的数据实时快速发送到互联网或者家庭网络中，实现数据的共享或者云备份，这样就能够实现对智能温控衣服系统应用场合的综合监控以及远程控制。智能温控衣服系统在工作过程中能够实现对系统参数的显示、高精度的温度检测、产生报警、射频无线模块通信、继电器驱动和数据存储等功能，它的重要任务是将工作过程中一系列不同类型的数据进行综合应用和处理，从而为用户提供输出结果，在智能温控衣服系统近期的发展现状来看，组网化的智能温控衣服系统是一种具有应用前景的控制系统，它不仅是将多个智能温控衣服系统实现物理上的连接，更要结合远程监控系统将每个智能温控衣服系统进行软件上的连接，并且相互之间实现各类的通信，本课题将要设计的就是一款较为新型的智能温控衣服系统，它选用C8051F310单片机微处理器作为主控，将结合一系列高性能功能电路以及C语言程序实现课题预期的功能目标。
智能温控衣服的国内外发展现状
前不久的一份电子科技杂志刊登了一份关于国外某所高校的研究成果，该文章显示该校的一个实验室研发出了一款与智能温控衣服系统相关的传感器模块，这款传感器主要用于监测智能温控衣服系统在运行过程中的功耗参数并且能够通过特定的接口将检测数据以及如何降低当前功耗进行计划制定，将相应的建议措施通过数字信号形式送入到智能温控衣服系统内部的主控微处理器，这款传感器的实现在一定程度上促进了智能温控衣服系统的发展。
本文主要研究内容
本文将要研究的是一款能够实现高清晰度液晶显示、高性能的温度检测、发出报警信号、无线通信、继电器驱动和掉电保存等功能的智能温控衣服系统，在单片机的片外配置了LCD1602液晶显示电路、DS18B20温度传感器电路、蜂鸣器报警电路、CC1101射频无线模块电路、继电器驱动电路和AT24C02芯片电路设计等功能子电路，这款系统能够实现对智能衣服的呈现出的温度值进行实时监测并且能够快速的调节，使得衣服带给穿戴者温度时刻保持在用户所设置的目标温度范围内，从而使得人体能够得到最适宜的穿戴体验，另外本课题还为这款系统配置了一个液晶显示，能够将智能温控衣服的实时温度显示在液晶屏上供穿戴者进行灵活查看，为了提升用户对这款智能温控衣服的操控方式，本课题还配置了一个无线通信模块，能够将智能温控衣服的一些实时数据以无线方式进行发送。
方案设计及元器件选择
智能温控衣服的方案设计
经过上文对智能温控衣服系统的介绍以及各项功能指标的确立，本部分将开始对这款控制系统的各项功能的实现方案以及对应的电路模块进行进行设计，绘制了下图中的智能衣服系统的框图架构，下面来对其进行介绍。
目录
一、 引言 1
（一） 智能温控衣服的发展背景 1
（二） 智能温控衣服的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 1
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 智能温控衣服的方案设计 3
（二） C8051F310单片机简介 3
（三） 射频无线模块传感器简介 4
（四） LCD1602点阵屏幕简介 5
（五） DS18B20温度检测器简介 5
（六） 有源蜂鸣器简介 6
（七） AT24C02型EEPROM简介 6
三、 系统硬件设计 7
（一） 最小系统电路设计 7
（二） 射频无线模块无线通信电路设计 7
（三） 智能衣服的参数显示电路设计 8
（四） 衣服温度控制电路设计 9
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（五） 衣服温度采集电路设计 9
（六） 衣服温度异常报警电路设计 10
（七） AT24C02芯片电路设计设计 10
四、 系统软件设计 12
（一） 智能温控衣服的主程序流程设计 12
（二） 液晶显示子程序流程设计 13
（三） 衣服温度采集子程序设计 13
（四） 衣服温度异常报警子程序流程设计 14
（五） 射频无线模块驱动子程序设计 14
（六） 衣服温度控制子程序设计 15
五、 实物制作与安装 17
总结 21
参考文献 22
致 谢 23
附录一 原理图 24
附录二 PCB图 25
附录三 元件列表 26
附录四 程序 27
引言
智能温控衣服的发展背景
本课题将要谈论研究的这款智能温控衣服系统是一种基于微处理器芯片作为内部核心控制器的智能式控制系统，它的智能化不仅体现在内部采用了高性能的微处理器芯片，还在于采用了许多高性能的传感器模块，与此同时对于LCD1602液晶屏幕、DS18B20型温度传感器、有源蜂鸣器、CC1101射频无线模块模块、HK4100F继电器和AT24C02型EEPROM的植入也大大促进了智能温控衣服系统的性能和精度。在智能温控衣服系统的发展过程中，对于数据的高速处理要求不断提升，近些年来快速发展的高性能微处理器芯片研发技术为智能温控衣服系统实现质的飞跃提供了硬件基础，最近几年的Zigbee以及物联网技术的出现又为智能温控衣服系统的发展提供了一个崭新的方向，过去单一形式的智能温控衣服系统可以通过物联网的概念实现物物联网，这样对于智能温控衣服系统采集到的数据来说，不再是一种用完即作废的单独数据了，借助Zigbee或者嵌入式以太网等技术，将系统采集到的数据实时快速发送到互联网或者家庭网络中，实现数据的共享或者云备份，这样就能够实现对智能温控衣服系统应用场合的综合监控以及远程控制。智能温控衣服系统在工作过程中能够实现对系统参数的显示、高精度的温度检测、产生报警、射频无线模块通信、继电器驱动和数据存储等功能，它的重要任务是将工作过程中一系列不同类型的数据进行综合应用和处理，从而为用户提供输出结果，在智能温控衣服系统近期的发展现状来看，组网化的智能温控衣服系统是一种具有应用前景的控制系统，它不仅是将多个智能温控衣服系统实现物理上的连接，更要结合远程监控系统将每个智能温控衣服系统进行软件上的连接，并且相互之间实现各类的通信，本课题将要设计的就是一款较为新型的智能温控衣服系统，它选用C8051F310单片机微处理器作为主控，将结合一系列高性能功能电路以及C语言程序实现课题预期的功能目标。
智能温控衣服的国内外发展现状
前不久的一份电子科技杂志刊登了一份关于国外某所高校的研究成果，该文章显示该校的一个实验室研发出了一款与智能温控衣服系统相关的传感器模块，这款传感器主要用于监测智能温控衣服系统在运行过程中的功耗参数并且能够通过特定的接口将检测数据以及如何降低当前功耗进行计划制定，将相应的建议措施通过数字信号形式送入到智能温控衣服系统内部的主控微处理器，这款传感器的实现在一定程度上促进了智能温控衣服系统的发展。
本文主要研究内容
本文将要研究的是一款能够实现高清晰度液晶显示、高性能的温度检测、发出报警信号、无线通信、继电器驱动和掉电保存等功能的智能温控衣服系统，在单片机的片外配置了LCD1602液晶显示电路、DS18B20温度传感器电路、蜂鸣器报警电路、CC1101射频无线模块电路、继电器驱动电路和AT24C02芯片电路设计等功能子电路，这款系统能够实现对智能衣服的呈现出的温度值进行实时监测并且能够快速的调节，使得衣服带给穿戴者温度时刻保持在用户所设置的目标温度范围内，从而使得人体能够得到最适宜的穿戴体验，另外本课题还为这款系统配置了一个液晶显示，能够将智能温控衣服的实时温度显示在液晶屏上供穿戴者进行灵活查看，为了提升用户对这款智能温控衣服的操控方式，本课题还配置了一个无线通信模块，能够将智能温控衣服的一些实时数据以无线方式进行发送。
方案设计及元器件选择
智能温控衣服的方案设计
经过上文对智能温控衣服系统的介绍以及各项功能指标的确立，本部分将开始对这款控制系统的各项功能的实现方案以及对应的电路模块进行进行设计，绘制了下图中的智能衣服系统的框图架构，下面来对其进行介绍。
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