arduino的远程水温控制系统设计与实现【字数：14007】
摘 要随着人们生活条件的不断提高，智能化逐步步入人们眼帘，生活方式越来越朝着智能化的方向演变。更为舒适的居家方式成为人们优先考虑的生活条件，在居家生活中水与人的生存息息相关，人们无时无刻都会使用水，所以对水温进行控制在日常生活中尤为重要。在水的使用过程中，先把水烧开再用冷水混合的方式无法准确的得到适合自己想要的温度。水温控制系统的设计可以得到确切的温度值，有效的提高人们生活品质。本次系统设计采用Arduino开发板为核心搭配蓝牙模块、温度传感器、水泵等来搭建一个基于Arduino的远程水温控制系统。通过温度传感器不断检测水的温度，用继电器驱动两个分别在热水容器和冷水容器中的水泵使其以不同流速和时间抽水，从而得到预设温度的水，并且在液晶屏上显示预设温度与实时温度的温度值。采用蓝牙模块进行远程部分的控制，在手机端对水温控制系统发送命令，蓝牙模块与手机蓝牙配对接收命令，系统会自适应温度来调节水温达到预期标准。本论文的意义是以智能家居为背景提供给人们一个更加便捷的智能生活方式，对智能家居的发展起了积极的推动作用。
目录
1．引言 1
1.1研究背景 1
1.2研究意义 1
1.3研究现状和趋势 2
2.设计方案 5
2.1理论分析 5
2.2远程控制方案选择 6
2.3温度控制方案 7
2.4总体设计方案 8
3.硬件设计 9
3.1Arduino开发板 9
3.2温度传感器DS18B20 9
3.3 1602液晶显示屏 12
3.4蓝牙模块BT06 15
3.5继电器和水泵 16
4．软件设计 18
4.1软件集成开发环境（IDE） 18
4.2理论算法设计 19
4.3调速方案程序设计 24
4.3 PID控制程序设计 25
4.4蓝牙远程通讯程序设计 27
5.运行结果与调试 28
6.总结 33
6.1总结 33
6.2对可持续发展与法律 33
参考文献 34
致谢 35
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
附录 36
1．引言
1.1研究背景
科技不断发展促使人们生活水平不断提高，突飞猛进的科技使人们生活方式朝着更加智能化的方向发展，人们对一种更舒适更便捷生活方式的需求愈来愈浓烈，采用更加智能的方式来控制温度已经成为一种主流方向[1]。本课题以智能家居为背景，研究水温控制方法。现在的热门研究方向之一是智能家用电器，本课题的远程水温控制或许更能适合大众的需要。温度控制早已成为当今社会重点关注的问题，人们无时无刻都需要水，都需要合适温度的水资源。互联网时代的发展使人们对有线控制方式渐渐远离，为了人们生活的需要，远程控制无疑同样是当今社会的一大热点，其技术发展大大提高了人们的生活效率并带来便捷的生活方式，使人们生活越来越舒适方便。在技术方面，快捷便利的通讯技术日趋成熟，为远距离的数据交换提供了基础。然而，信息时代的预期影响远远大于其技术本身，信息技术正在改变着社会的经济体系与人们的生活方式，这就使新的、灵活的工作组织形式成为可能。远程控制就是一种新的适合人们生活的新模式。把水温控制与远程技术结合起来可以为人们便利的生活带来福音[3]。现在，水温控制广泛应用于家用，工业，化学，科研等多种领域，水温控制在家居生活中不可或缺，电饭煲、洗浴热水器、热水壶、冰箱、空调等处处需要对水温进行控制。适宜的水的温度可以极大的发挥出其应有的功能。
1.2研究意义
水是人类的生命之源，是生活中不可或缺的资源，日常生活中随时都需要使用水，同时温度在生活中扮演着重要作用，所以对水的温度进行控制尤为重要。对水进行温度控制可以大大改善生活品质，提高生活效率，使人们生活变得更加舒适。随着科技不断进步，社会不断发展，人们对高品质生活的追求更加强烈，随之而来的是智能化家居的发展[4]。合适的水温对我们来说十分重要，比如人们需要合适温度的水来洗澡洗漱，来洗菜刷碗等其他众多生活方式。温度太高或者太低的话都不会发挥出水资源应有的作用，这样会造成水资源的大大消耗，特别在当今时代水资源污染严重导致水资源匮乏，我们更需要合理的对水温进行控制，好好的利用水资源。正是因为人们日常生活中的需要，所以水温控制的研究很有意义。科学技术日新月异，使用旧方法消耗大量人力物力，这样不但浪费资源、耗费时间而且效率不高、控制不精确、功能化单一。人们在生活中想用什么温度的水当然希望很快得到并使用，不希望花时间去等好久，同时如果温度高了人们希望可以通过设置来降低温度，温度低了反之亦然，所以设计一个实时控制水温的系统具有很大意义。本课题远程水温控制系统正好能用来解决上述问题，解决温度控制的快速性，时滞性和准确性问题。
1.3研究现状和趋势
水温检测控制应用在日常生活，工业生产中等多种广泛场合。在工业生产过程中，大多数情况都需要对水温进行控制与检测，从而确保生产可以顺利的完成，这样产品的质量才可以得到充分的保障。使用水温控制系统能够对使用环境的温度进行合理控制，保证生产的自动化能够流畅无误的开展，从而公司可以达到高效率生产。水温控制系统应用前景十分广阔[5]。
我国对水温控制方面的研究开始的比较晚，从开始的用木材，煤炭烧火的方式来对水加热，依靠眼睛观察和皮肤感知来估计水温的初级阶段到后来电力加热的普及这一过程使人们的生活发生了巨大变化，再后来太阳能的利用使人们利用太阳能对水温进行加热也大大提高了人们的生活条件，但是这些加热方式还是无法精确控制温度。随着社会不断发展，我国在发达国家控制温度的技术基础之上进行吸收与消化掌握了温度控制技术，我国的温控发展水平距离工厂化程度还有很大差距，还存在很大问题需要去解决，比如稳定性能差。我国温控的发展经历了三个阶段。第一阶段：基地式仪表。早些年，工业发展初期技术不成熟，人们在工业生产中的电力，化工等方面需要记录数据。由于上述方面的需要，人们设计出了一种可以记录，检测，调整温度的在一种简单的壳子中的仪器，这种仪表控制精度低，价格也很便宜，只适用于简单的温控项目。第二阶段是组合单元式仪表，所谓组合单元就是将一个整体划分为多个部分，通过一种连接将多个部分结合起来可以共同完成任务，出现这一阶段是因为大型工业与科技不断发展，这两种阶段远远不能满足人们的需求。前面两种阶段无论如何实现都是通过仪器来控制和调整，由于仪器这一本身的局限性在根本上决定了这两种阶段注定精度不够高，对于很复杂的系统这种方法误差太大，无法实际应用[6]。真正解决问题的是在第三阶段——微机控制阶段。现在在一块小小的硅芯片集成微处理器可以处理数以亿计的信息，无论是在数据处理方面的超高速度还是在储存信息方面的超大容量都是在科技发展水平低的时代不敢想象的，这种处理器控制精度高，效果好，对各种复杂的场合都很适合，在搭配合理的控制算法在性能方面是前两个阶段无可比拟的。它的稳定性和精度效果都很好。
目录
1．引言 1
1.1研究背景 1
1.2研究意义 1
1.3研究现状和趋势 2
2.设计方案 5
2.1理论分析 5
2.2远程控制方案选择 6
2.3温度控制方案 7
2.4总体设计方案 8
3.硬件设计 9
3.1Arduino开发板 9
3.2温度传感器DS18B20 9
3.3 1602液晶显示屏 12
3.4蓝牙模块BT06 15
3.5继电器和水泵 16
4．软件设计 18
4.1软件集成开发环境（IDE） 18
4.2理论算法设计 19
4.3调速方案程序设计 24
4.3 PID控制程序设计 25
4.4蓝牙远程通讯程序设计 27
5.运行结果与调试 28
6.总结 33
6.1总结 33
6.2对可持续发展与法律 33
参考文献 34
致谢 35
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
附录 36
1．引言
1.1研究背景
科技不断发展促使人们生活水平不断提高，突飞猛进的科技使人们生活方式朝着更加智能化的方向发展，人们对一种更舒适更便捷生活方式的需求愈来愈浓烈，采用更加智能的方式来控制温度已经成为一种主流方向[1]。本课题以智能家居为背景，研究水温控制方法。现在的热门研究方向之一是智能家用电器，本课题的远程水温控制或许更能适合大众的需要。温度控制早已成为当今社会重点关注的问题，人们无时无刻都需要水，都需要合适温度的水资源。互联网时代的发展使人们对有线控制方式渐渐远离，为了人们生活的需要，远程控制无疑同样是当今社会的一大热点，其技术发展大大提高了人们的生活效率并带来便捷的生活方式，使人们生活越来越舒适方便。在技术方面，快捷便利的通讯技术日趋成熟，为远距离的数据交换提供了基础。然而，信息时代的预期影响远远大于其技术本身，信息技术正在改变着社会的经济体系与人们的生活方式，这就使新的、灵活的工作组织形式成为可能。远程控制就是一种新的适合人们生活的新模式。把水温控制与远程技术结合起来可以为人们便利的生活带来福音[3]。现在，水温控制广泛应用于家用，工业，化学，科研等多种领域，水温控制在家居生活中不可或缺，电饭煲、洗浴热水器、热水壶、冰箱、空调等处处需要对水温进行控制。适宜的水的温度可以极大的发挥出其应有的功能。
1.2研究意义
水是人类的生命之源，是生活中不可或缺的资源，日常生活中随时都需要使用水，同时温度在生活中扮演着重要作用，所以对水的温度进行控制尤为重要。对水进行温度控制可以大大改善生活品质，提高生活效率，使人们生活变得更加舒适。随着科技不断进步，社会不断发展，人们对高品质生活的追求更加强烈，随之而来的是智能化家居的发展[4]。合适的水温对我们来说十分重要，比如人们需要合适温度的水来洗澡洗漱，来洗菜刷碗等其他众多生活方式。温度太高或者太低的话都不会发挥出水资源应有的作用，这样会造成水资源的大大消耗，特别在当今时代水资源污染严重导致水资源匮乏，我们更需要合理的对水温进行控制，好好的利用水资源。正是因为人们日常生活中的需要，所以水温控制的研究很有意义。科学技术日新月异，使用旧方法消耗大量人力物力，这样不但浪费资源、耗费时间而且效率不高、控制不精确、功能化单一。人们在生活中想用什么温度的水当然希望很快得到并使用，不希望花时间去等好久，同时如果温度高了人们希望可以通过设置来降低温度，温度低了反之亦然，所以设计一个实时控制水温的系统具有很大意义。本课题远程水温控制系统正好能用来解决上述问题，解决温度控制的快速性，时滞性和准确性问题。
1.3研究现状和趋势
水温检测控制应用在日常生活，工业生产中等多种广泛场合。在工业生产过程中，大多数情况都需要对水温进行控制与检测，从而确保生产可以顺利的完成，这样产品的质量才可以得到充分的保障。使用水温控制系统能够对使用环境的温度进行合理控制，保证生产的自动化能够流畅无误的开展，从而公司可以达到高效率生产。水温控制系统应用前景十分广阔[5]。
我国对水温控制方面的研究开始的比较晚，从开始的用木材，煤炭烧火的方式来对水加热，依靠眼睛观察和皮肤感知来估计水温的初级阶段到后来电力加热的普及这一过程使人们的生活发生了巨大变化，再后来太阳能的利用使人们利用太阳能对水温进行加热也大大提高了人们的生活条件，但是这些加热方式还是无法精确控制温度。随着社会不断发展，我国在发达国家控制温度的技术基础之上进行吸收与消化掌握了温度控制技术，我国的温控发展水平距离工厂化程度还有很大差距，还存在很大问题需要去解决，比如稳定性能差。我国温控的发展经历了三个阶段。第一阶段：基地式仪表。早些年，工业发展初期技术不成熟，人们在工业生产中的电力，化工等方面需要记录数据。由于上述方面的需要，人们设计出了一种可以记录，检测，调整温度的在一种简单的壳子中的仪器，这种仪表控制精度低，价格也很便宜，只适用于简单的温控项目。第二阶段是组合单元式仪表，所谓组合单元就是将一个整体划分为多个部分，通过一种连接将多个部分结合起来可以共同完成任务，出现这一阶段是因为大型工业与科技不断发展，这两种阶段远远不能满足人们的需求。前面两种阶段无论如何实现都是通过仪器来控制和调整，由于仪器这一本身的局限性在根本上决定了这两种阶段注定精度不够高，对于很复杂的系统这种方法误差太大，无法实际应用[6]。真正解决问题的是在第三阶段——微机控制阶段。现在在一块小小的硅芯片集成微处理器可以处理数以亿计的信息，无论是在数据处理方面的超高速度还是在储存信息方面的超大容量都是在科技发展水平低的时代不敢想象的，这种处理器控制精度高，效果好，对各种复杂的场合都很适合，在搭配合理的控制算法在性能方面是前两个阶段无可比拟的。它的稳定性和精度效果都很好。
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