混凝土保养多点自动测温系统设计(附件)【字数：17872】
摘 要摘 要基于大体积混凝土在水化过程中需要对多点进行温度检测，本文介绍了一种能够利用单总线技术自动检测混凝土保养时多点温度的系统。目前市场上的温度测量仪大都只能进行单点检测，同时还有精度不够、自动化程度不高、传递温度信息不及时的特点，不方便使用者随温度变化及时做出判断与操作。在这种情况下，开发一种能够同时检测多点，并且精度高、实时性好，消耗人力少，能够综合处理多点温度信息的混凝土保养温度自动检测系统就很有必要。本论文详细介绍了系统实现的结构，即以6个数字温度传感器DSl8B20作为现场检测元件，以STC89C54作为下位机微控制器，由LCD12864显示下位机的温度数据，通过显示屏翻页和报警门限设置实现功能键的相应功能，上位机由LabVIEW实现综合显示与数据处理，包括通过串行通信接收温度数据，显示温度与报警，数据保存和历史数据查询。在系统中，数据的采集和处理都实现了数字化，能实现对各点温度的实时检测、显示与数据保存，并具有超限报警功能。文中对系统的硬件电路图、软件流程图和设计原理进行了详细的描述。实验结果表明，本设计功能齐全、设计方便灵活、实时性高、抗干扰性好，适用于现场温度检测。关键词单片机；DS18B20；单总线；LabVIEW；串行通信
目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题背景 1
1.2 选题目的及意义 1
1.3 国内外研究现状及存在的问题 1
1.4 课题主要研究内容 2
第二章 系统设计方案 3
2.1 系统总框图 3
2.2 单片机的选择 3
2.3 显示器件的选择 4
2.4 温度传感器的选择 4
2.5 上位机实现方案 4
第三章 下位机设计 6
3.1 下位机系统框架 6
3.2 系统程序流程介绍 6
3.3 单片机最小系统介绍 7
3.3.1 主控芯片 7
3.3.2 时钟电路 8
3.3.3 复位电路 8
3.3.4 电源电路 9
3.4 温度采集的实现 9
3.4.1 温度传感器DS18B20电路设计 9
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
3.4.2 DS18B20工作时序 10
3.4.3 单个DS18B20温度转换 11
3.4.4 单总线多个DS18B20温度转换 12
3.5 显示的实现 15
3.5.1 显示电路设计 15
3.5.2 LCD12864并行写时序介绍 16
3.5.3 LCD12864的初始化 16
3.5.4 LCD12864显示的实现 17
3.5.5 具体显示内容 17
3.6 功能键的实现 18
3.6.1 按键电路设计 18
3.6.2 键盘扫描的实现 19
3.6.3 键盘服务程序的设计 19
3.6.4 具体按键操作 19
3.7 串行通信的实现 21
3.7.1 串口电路设计 21
3.7.2 串口配置 22
3.7.3 串口接收程序设计 22
3.7.4 串口发送程序设计 23
第四章 上位机设计 24
4.1 上位机设计模式 24
4.2 上位机系统框图 24
4.2 上位机生产者 25
4.3 队列创建程序 25
4.4 上位机串口发送程序 26
4.5 上位机串口接收程序 26
4.6 上位机向下位机发送开始命令程序 27
4.7 上位机向下位机发送停止命令程序 28
4.8 上位机显示程序 30
4.9 上位机设置温度报警门限程序 34
4.10 上位机数据保存程序 35
4.11 上位机数据读取程序 36
第五章 系统调试与改进 38
5.1 DS18B20遇到的问题 38
5.1.1 如何实现单总线测量 38
5.1.2 温度测量出现明显的数据错误 38
5.2 串口通信遇到的问题 38
5.2.1 发送的数据部分丢失 38
5.3 上位机遇到的问题 38
5.3.1 下位机测温时无法接收到数据 38
5.3.2 上位机串口无法正常接收应答信号 39
5.3.3 等待下位机上电时总是出错 39
结 论 40
致 谢 41
参 考 文 献 42
第一章 绪论
1.1 课题背景
在科学技术的进步和工业的发展进程中，温度作为一个重要的参数一直受到人们的重视，产品对于温度的要求也越来越高。从第一次工业革命至今，能否掌握温度对工业发展有着至关重要的作用，几乎80%的工业部门都必须考虑温度的影响。
高层建筑地基部位、大坝坝体和桥梁桥墩根基部位等大都使用大体积混凝土，这种大体积的混凝土的不同部位在水化过程中将产生温差，这对混凝土的强度质量环节控制有着极为重要的作用，因此在浇铸工程中需要进行监测和控制。
1.2 选题目的及意义
传统的混凝土保养温度检测方法如使用水银温度计、电子温度测量仪等设备由工程人员定时在预留孔洞中不同的深度进行检测温度，并由人工记录和数据分析，再根据温度数据作出相应的处理。这种方法费时费力，数据的精确度和实时性均无法保证，监测本身的科学性不高，对温度控制的准确性也无法确保。
混凝土保养多点自动测温系统由温度传感器、单片机、下位机显示器、功能键以及上位机软件构成。现场可根据需要放置多个传感器，通过单片机读取传感器数据，可在办公室电脑端接收检测数据，通过上位机对检测到的数据进行存储、显示和报警，可根据施工需要设置温度报警门限。和传统测温手段相比，该多点自动测温系统具有快速便捷、实时准确、自动化程度高、数据图表齐全及成本低等特点，真正实现无人值守，全自动施工温度监测。
1.3 国内外研究现状及存在的问题
温度检测离不开温度传感器，因此推进了温度传感器的发展，其主要经过了三个发展阶段：
（1）模拟集成温度传感器。
（2）模拟集成温度控制器。
（3）智能温度传感器(亦称数字温度传感器)。
进入21世纪后，温度传感器正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片测温系统等高科技的方向迅速发展，特别近些年，无线传感器的出现，可以实现无线测量。
国内外的测温仪器的发展水平依然存在一定差距，主要体现在仪器的测温范围较小、测量精确度较低、智能化水平不高以及仪器的功耗较大等。目前国内的温度检测仪器，测量精确度基本低于0.1℃。虽然现在的计算机电子技术和集成电路芯片的发展速度都非常迅猛，但在各个行业的各个企业之间的现代化水平差距依然较大，有一部分企业检测温度甚至还停留在用水银温度计作为测量工具。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题背景 1
1.2 选题目的及意义 1
1.3 国内外研究现状及存在的问题 1
1.4 课题主要研究内容 2
第二章 系统设计方案 3
2.1 系统总框图 3
2.2 单片机的选择 3
2.3 显示器件的选择 4
2.4 温度传感器的选择 4
2.5 上位机实现方案 4
第三章 下位机设计 6
3.1 下位机系统框架 6
3.2 系统程序流程介绍 6
3.3 单片机最小系统介绍 7
3.3.1 主控芯片 7
3.3.2 时钟电路 8
3.3.3 复位电路 8
3.3.4 电源电路 9
3.4 温度采集的实现 9
3.4.1 温度传感器DS18B20电路设计 9
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
3.4.2 DS18B20工作时序 10
3.4.3 单个DS18B20温度转换 11
3.4.4 单总线多个DS18B20温度转换 12
3.5 显示的实现 15
3.5.1 显示电路设计 15
3.5.2 LCD12864并行写时序介绍 16
3.5.3 LCD12864的初始化 16
3.5.4 LCD12864显示的实现 17
3.5.5 具体显示内容 17
3.6 功能键的实现 18
3.6.1 按键电路设计 18
3.6.2 键盘扫描的实现 19
3.6.3 键盘服务程序的设计 19
3.6.4 具体按键操作 19
3.7 串行通信的实现 21
3.7.1 串口电路设计 21
3.7.2 串口配置 22
3.7.3 串口接收程序设计 22
3.7.4 串口发送程序设计 23
第四章 上位机设计 24
4.1 上位机设计模式 24
4.2 上位机系统框图 24
4.2 上位机生产者 25
4.3 队列创建程序 25
4.4 上位机串口发送程序 26
4.5 上位机串口接收程序 26
4.6 上位机向下位机发送开始命令程序 27
4.7 上位机向下位机发送停止命令程序 28
4.8 上位机显示程序 30
4.9 上位机设置温度报警门限程序 34
4.10 上位机数据保存程序 35
4.11 上位机数据读取程序 36
第五章 系统调试与改进 38
5.1 DS18B20遇到的问题 38
5.1.1 如何实现单总线测量 38
5.1.2 温度测量出现明显的数据错误 38
5.2 串口通信遇到的问题 38
5.2.1 发送的数据部分丢失 38
5.3 上位机遇到的问题 38
5.3.1 下位机测温时无法接收到数据 38
5.3.2 上位机串口无法正常接收应答信号 39
5.3.3 等待下位机上电时总是出错 39
结 论 40
致 谢 41
参 考 文 献 42
第一章 绪论
1.1 课题背景
在科学技术的进步和工业的发展进程中，温度作为一个重要的参数一直受到人们的重视，产品对于温度的要求也越来越高。从第一次工业革命至今，能否掌握温度对工业发展有着至关重要的作用，几乎80%的工业部门都必须考虑温度的影响。
高层建筑地基部位、大坝坝体和桥梁桥墩根基部位等大都使用大体积混凝土，这种大体积的混凝土的不同部位在水化过程中将产生温差，这对混凝土的强度质量环节控制有着极为重要的作用，因此在浇铸工程中需要进行监测和控制。
1.2 选题目的及意义
传统的混凝土保养温度检测方法如使用水银温度计、电子温度测量仪等设备由工程人员定时在预留孔洞中不同的深度进行检测温度，并由人工记录和数据分析，再根据温度数据作出相应的处理。这种方法费时费力，数据的精确度和实时性均无法保证，监测本身的科学性不高，对温度控制的准确性也无法确保。
混凝土保养多点自动测温系统由温度传感器、单片机、下位机显示器、功能键以及上位机软件构成。现场可根据需要放置多个传感器，通过单片机读取传感器数据，可在办公室电脑端接收检测数据，通过上位机对检测到的数据进行存储、显示和报警，可根据施工需要设置温度报警门限。和传统测温手段相比，该多点自动测温系统具有快速便捷、实时准确、自动化程度高、数据图表齐全及成本低等特点，真正实现无人值守，全自动施工温度监测。
1.3 国内外研究现状及存在的问题
温度检测离不开温度传感器，因此推进了温度传感器的发展，其主要经过了三个发展阶段：
（1）模拟集成温度传感器。
（2）模拟集成温度控制器。
（3）智能温度传感器(亦称数字温度传感器)。
进入21世纪后，温度传感器正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片测温系统等高科技的方向迅速发展，特别近些年，无线传感器的出现，可以实现无线测量。
国内外的测温仪器的发展水平依然存在一定差距，主要体现在仪器的测温范围较小、测量精确度较低、智能化水平不高以及仪器的功耗较大等。目前国内的温度检测仪器，测量精确度基本低于0.1℃。虽然现在的计算机电子技术和集成电路芯片的发展速度都非常迅猛，但在各个行业的各个企业之间的现代化水平差距依然较大，有一部分企业检测温度甚至还停留在用水银温度计作为测量工具。
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