蓝牙的远程水温控制系统设计
摘 要本文结合了大学所学的专业知识，设计了一款以AT89C51单片机以及HC-05蓝牙模块作为核心元件的远程水温控制系统，本系统的主要特点是采用了模拟电路与数字电路相互配合的控制模式，通过模拟电路的高速特性以及数字电路的准确特性，将检测过程快速性以及输出结果高精度性等优点表现地淋漓尽致，使得水温控制课题通过蓝牙通信进行控制，各种带有蓝牙通信功能的终端如手机、电脑等都可以实现对水温的远程的控制，另外本系统在成本、功耗以及使用稳定度上皆有很高的表现，不但如此，电路中的芯片全部采用了直插引脚封装，当出现损坏等情况时，能够快速地实现维修和更换等操作。经过了多次的实验验证以及电路改进，本系统表现出了很高的准确性和实用特点，适合推向未来的远程水温控制控制市场，能够大幅度降低目前远程水温控制系统的生产成本并且降低性价比大幅度提高。
目录
一、 引言 1
（一） 智能温度检测系统发展背景介绍 1
（二） 国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究设计内容 2
二、 方案选择及元器件介绍 3
（一） 硬件结构框图设计 3
（二） AT89C51单片机简要概述 3
（三） 温度传感器简介 4
（四） 蓝牙通信模块简介 5
三、 硬件系统设计 6
（一） 单片机最小系统设计 6
（二） 温度传感器电路设计 7
（三） 蓝牙通信电路设计 7
（四） 加热器开关电路设计 8
（五） 液晶电路设计 8
四、 软件系统设计 10
（一） 主程序流程设计 10
（二） 温度传感器工作流程设计 11
（三） 蓝牙通信流程设计 12
（四） 加热器开关控制流程图设计 13
（五） 液晶显示流程设计 13
五、 实物展示 15
（一） 硬件调试 15
（二） 蓝牙控制功能调试 17
（三） 调试总结 18
总 结 19
致 谢 20
参考文献 21
附录一 原理图 22
附录二
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
元件列表 23
附录三 程序 24
引言
智能温度检测系统发展背景介绍
所谓的“智能温度检测系统”是指温度检测系统内部被植入了一定程度的控制系统，它已经不再是传统意义上的温度检测系统了，设计人员将程序代码嵌入到其内部的智能控制芯片中，通过控制芯片对传感器、驱动器的操作，从而实现系统的自动运行，实现智能温度检测系统对内部的温度识别和检测检测、显示、报警或者其他无线通信等功能，这在很大程度上颠覆了人们对于温度检测系统的想象，它的出现是人类社会进入智能时代或者芯时代的一个典型特征，本文将对这种智能温度检测系统控制系统的发展背景、国内外发展现状以及本文设计内容做详细介绍。智能温度检测系统的出现得益于半导体技术的飞速发展与成熟，在半导体技术成熟之前，无论是模拟电子技术还是数字电子技术，都只能停留在理论阶段，很多中设想都得不到实现，因此电子技术长时间停留在举足不前的状态。随着二十世纪中期人类对硅锗等半导体特性的发现，科学家迅速意识到该发现将在很快的时间内将人类社会带入一个崭新的时代，果然如科学家所料，许许多多的半导体器件很快出现在人类社会的各个角落，将这种半导体器件应用在许多已存的电子线路中，科学家发现有了半导体器件的加入，电子线路已经不仅仅是普通的电子线路了，它具有了许许多多不可思议的特性，如对电压、电流的放大、衰减、单向导通等，这些特性的实现使得许多电子线路出现了很多“智能特性”。本文介绍的这种智能温度检测系统也得益于半导体器件的出现，通常这种智能系统中的核心部件是一种被称为单片机、DSP、ARM或者FPGA等控制器的芯片，这写芯片在外型上通常有数十个甚至上百个引脚，芯片内部电路通过对这些引脚的高低电平变换，从而实现负责的控制功能，智能温度检测系统就是通过这个特性实现的——主控芯片通过输入输出不同的高低电平或者连续变化的电压，来改变芯片外部模块的状态，如集成温度传感器、铂电阻传感器、红外探头、显示器、报警器以及无线数据收发模块等，通过这些模块的有序配合，从而实现了我们所说的智能系统。智能温度检测系统的出现在一定程度上推进了人类社会前进的脚步，它在一定程度上突破了人们对温度控制系统的想象，通过实现无线数据收发、控制等新型功能或者极快的温度调节速度来打破传统的温度检测系统，因此设计出性能更高、功能更强的智能温度检测系统控制系统是非常必要的。
国内外发展现状
目前国内外对于智能温度检测系统的研究可谓是处于一种如火如奈的状态，许许多多国内外的研究所、企业机构以及高校实验室都有对于智能温度检测系统的研究小组，这不仅仅体现了人们对于智能概念的向往和“痴迷”，更体现了智能温度检测系统带给人类社会的便利和“财富”。前不久美国加州大学的一个实验小组向世界宣布了他们的最新研究成果——能够实现精度达到0.001摄氏度精度的温度检测系统，如此高的检测精度已经突破了现有的温度检测系统所能实现的性能指标，将其应用在航空航天领域，能够大大促进人类的科学发展脚步；在国内，东部沿海高校也推出了类似的智能温度检测系统控制系统，但是距离千分之一的检测精度指标还有一小段距离。
本文主要研究设计内容
本次的毕业设计将在传统远程水温控制系统的发展基础上，设计出一款能够实现远程水温控制功能的智能远程水温控制控制系统，并选用目前市场上使用最为广泛的51单片机作为控制系统的主控器件，在文章结构上，首先主要对远程水温控制系统的发展背景和当前的发展背景做了主要阐述；然后对智能控制系统的整体结构进行了设计，并且确立了结构中各模块所要使用到的元器件；接着将对各模块的电气原理图进行了设计，并且对设计原理以及设计思路进行了详细的描述；其次对系统的软件程序进行了设计，通过了Visio绘图软件绘制了流程图进行了软件的工作流程描述；最后主要在硬件电路的设计基础上，使用了Proteus 7.8仿真软件对远程水温控制控制系统进行了仿真优化，并将仿真结果通过图片方式进行了展现。
下列为本课题将要研究和设计的内容：
1）设计AT89C51单片机最小系统，实现对其他模块的驱动；
2）设计LCD1602液晶屏电路，实现对温度参数的显示；
3）设计DS18B20温度传感器电路，实现高速以及高精度的温度检测；
4）设计HC05蓝牙模块，实现对将水温向手机的无线发送；
方案选择及元器件介绍
硬件结构框图设计
继电器用于模拟加热器工作，在单片机控制下当其闭合表示加热器工作，而断开时表示加热器不工作；蜂鸣器电路用于实现报警信号发出，当当前水温超过设置温度时单片机将驱动该电路发出蜂鸣报警信号；液晶屏采用LCD1602，用于实现当前水温、设置水温以及加热器的工作状态显示；水温检测模块采用DS18B20传感器，用于实现对水温的检测；蓝牙电路采用HC05模块，用于实现将检测到的水温值发送给手机，并接收手机发来的水温控制指令；按键电路用于实现对水温设置值的调节。
目录
一、 引言 1
（一） 智能温度检测系统发展背景介绍 1
（二） 国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究设计内容 2
二、 方案选择及元器件介绍 3
（一） 硬件结构框图设计 3
（二） AT89C51单片机简要概述 3
（三） 温度传感器简介 4
（四） 蓝牙通信模块简介 5
三、 硬件系统设计 6
（一） 单片机最小系统设计 6
（二） 温度传感器电路设计 7
（三） 蓝牙通信电路设计 7
（四） 加热器开关电路设计 8
（五） 液晶电路设计 8
四、 软件系统设计 10
（一） 主程序流程设计 10
（二） 温度传感器工作流程设计 11
（三） 蓝牙通信流程设计 12
（四） 加热器开关控制流程图设计 13
（五） 液晶显示流程设计 13
五、 实物展示 15
（一） 硬件调试 15
（二） 蓝牙控制功能调试 17
（三） 调试总结 18
总 结 19
致 谢 20
参考文献 21
附录一 原理图 22
附录二
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
元件列表 23
附录三 程序 24
引言
智能温度检测系统发展背景介绍
所谓的“智能温度检测系统”是指温度检测系统内部被植入了一定程度的控制系统，它已经不再是传统意义上的温度检测系统了，设计人员将程序代码嵌入到其内部的智能控制芯片中，通过控制芯片对传感器、驱动器的操作，从而实现系统的自动运行，实现智能温度检测系统对内部的温度识别和检测检测、显示、报警或者其他无线通信等功能，这在很大程度上颠覆了人们对于温度检测系统的想象，它的出现是人类社会进入智能时代或者芯时代的一个典型特征，本文将对这种智能温度检测系统控制系统的发展背景、国内外发展现状以及本文设计内容做详细介绍。智能温度检测系统的出现得益于半导体技术的飞速发展与成熟，在半导体技术成熟之前，无论是模拟电子技术还是数字电子技术，都只能停留在理论阶段，很多中设想都得不到实现，因此电子技术长时间停留在举足不前的状态。随着二十世纪中期人类对硅锗等半导体特性的发现，科学家迅速意识到该发现将在很快的时间内将人类社会带入一个崭新的时代，果然如科学家所料，许许多多的半导体器件很快出现在人类社会的各个角落，将这种半导体器件应用在许多已存的电子线路中，科学家发现有了半导体器件的加入，电子线路已经不仅仅是普通的电子线路了，它具有了许许多多不可思议的特性，如对电压、电流的放大、衰减、单向导通等，这些特性的实现使得许多电子线路出现了很多“智能特性”。本文介绍的这种智能温度检测系统也得益于半导体器件的出现，通常这种智能系统中的核心部件是一种被称为单片机、DSP、ARM或者FPGA等控制器的芯片，这写芯片在外型上通常有数十个甚至上百个引脚，芯片内部电路通过对这些引脚的高低电平变换，从而实现负责的控制功能，智能温度检测系统就是通过这个特性实现的——主控芯片通过输入输出不同的高低电平或者连续变化的电压，来改变芯片外部模块的状态，如集成温度传感器、铂电阻传感器、红外探头、显示器、报警器以及无线数据收发模块等，通过这些模块的有序配合，从而实现了我们所说的智能系统。智能温度检测系统的出现在一定程度上推进了人类社会前进的脚步，它在一定程度上突破了人们对温度控制系统的想象，通过实现无线数据收发、控制等新型功能或者极快的温度调节速度来打破传统的温度检测系统，因此设计出性能更高、功能更强的智能温度检测系统控制系统是非常必要的。
国内外发展现状
目前国内外对于智能温度检测系统的研究可谓是处于一种如火如奈的状态，许许多多国内外的研究所、企业机构以及高校实验室都有对于智能温度检测系统的研究小组，这不仅仅体现了人们对于智能概念的向往和“痴迷”，更体现了智能温度检测系统带给人类社会的便利和“财富”。前不久美国加州大学的一个实验小组向世界宣布了他们的最新研究成果——能够实现精度达到0.001摄氏度精度的温度检测系统，如此高的检测精度已经突破了现有的温度检测系统所能实现的性能指标，将其应用在航空航天领域，能够大大促进人类的科学发展脚步；在国内，东部沿海高校也推出了类似的智能温度检测系统控制系统，但是距离千分之一的检测精度指标还有一小段距离。
本文主要研究设计内容
本次的毕业设计将在传统远程水温控制系统的发展基础上，设计出一款能够实现远程水温控制功能的智能远程水温控制控制系统，并选用目前市场上使用最为广泛的51单片机作为控制系统的主控器件，在文章结构上，首先主要对远程水温控制系统的发展背景和当前的发展背景做了主要阐述；然后对智能控制系统的整体结构进行了设计，并且确立了结构中各模块所要使用到的元器件；接着将对各模块的电气原理图进行了设计，并且对设计原理以及设计思路进行了详细的描述；其次对系统的软件程序进行了设计，通过了Visio绘图软件绘制了流程图进行了软件的工作流程描述；最后主要在硬件电路的设计基础上，使用了Proteus 7.8仿真软件对远程水温控制控制系统进行了仿真优化，并将仿真结果通过图片方式进行了展现。
下列为本课题将要研究和设计的内容：
1）设计AT89C51单片机最小系统，实现对其他模块的驱动；
2）设计LCD1602液晶屏电路，实现对温度参数的显示；
3）设计DS18B20温度传感器电路，实现高速以及高精度的温度检测；
4）设计HC05蓝牙模块，实现对将水温向手机的无线发送；
方案选择及元器件介绍
硬件结构框图设计
继电器用于模拟加热器工作，在单片机控制下当其闭合表示加热器工作，而断开时表示加热器不工作；蜂鸣器电路用于实现报警信号发出，当当前水温超过设置温度时单片机将驱动该电路发出蜂鸣报警信号；液晶屏采用LCD1602，用于实现当前水温、设置水温以及加热器的工作状态显示；水温检测模块采用DS18B20传感器，用于实现对水温的检测；蓝牙电路采用HC05模块，用于实现将检测到的水温值发送给手机，并接收手机发来的水温控制指令；按键电路用于实现对水温设置值的调节。
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