太原师范学院大学生创新创业项目结题报告书

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1、大学生创新创业项目结题报告项目名称温度传感器在环保生活中的应用项目负责人姚刚所属单位太原师范学院计算机系指导教师金砺小组成员姚刚毛江熊学琴刘微雷晓敏2013年11月3日项目名称温度传感器在环保生活中的应用申请经费0.5万元研究起止时间2012年3月至2014年3月申请人或申请团队姓名年级所在院系联系电话E-mail姚刚四计算机系18734896092502787590@qq.com毛江四计算机系18234105310365071281@qq.com雷晓敏四计算机系182341060913315565

2、31@qq.com刘薇四计算机系187349065821390926281@qq.com熊学琴四计算机系15635385687179874478@qq.com导师姓名院系联系电话E-mail金砺计算机系1393511685113935116851@163.com一、项目的建设目标及主要研究内容问题的提出伴随着科技技术的飞快发展、人们的生活条件日益提高，智能化已经渗透到了生活的各个方面。人们对养生的重视程度越来越高，水作为人体的生命源泉，如果每个人能根据自己的需求喝到适温适量的水，对身体健康大有益处。

3、因此，我们提出了智能水杯的设想。市场上的水杯正逐步向多样化和功能复合化的方向发展，其主要原因：一是现在社会进步，经济发展人们对生活的质量要求越来越高，每天的饮水量是衡量健康的重要指标；二是如果水杯上能随时显示喝水的流量、水的温度等有效信息，这种既方便又好用的生活小物品将会受到人们的青睐。尽管现在市面上有各种各样的水杯，但是我们小组设计的这种水杯具有新颖、独特和环保的特点，是健康生活的必需品。最突出的设计就是它有水温提示、喝水量等有效信息的实时显示，这样人们就不会无意中被热水烫到，而且在冬天也可以及时

4、知道水是不是变冷了，还可以计算并显示你喝过的水量，知道自己每天的饮水量有没有达到健康的水准。这将有效地解决上班族身体水盐失衡的问题。我们设计的这款水杯，针对了不同年龄段的人群，对于婴幼儿，奶粉对水温的要求比较高，对于老年人来讲，泡茶对温度要求也比较高，对于注重养生的白领阶层，咖啡，奶茶等时尚饮品也需要合适的温度，因此，我们的水杯上显示温度有不错的市场需求，更加方便了我们的生活。研究内容硬件设计单片机系统方案采用AT89S52单片机作为控制器，完成所有的控制功能，包括： ² ☆温度传感器DS18B20

5、的初始化和读取温度值 ² ☆LED模块驱动 ² ² ☆温度存储及读取 ☆PC机的串口通信DS18B20原理 DS18B20采用3脚PR-35封装或8脚SOIC封装，管脚排列。GND为地，DQ为数据输入/输出端（即单线总线），该脚为漏极开路输出，常态下呈高电平，Vcc是外部+5V电源端，不用时应接地，NC为空脚。 DS18B20温度传感器的内部存储器包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的E2RAM，后者存放高温度和低温度触发器TH、TL和结构寄存器。暂存存储器包含了8个连续字节，前两个字节是

6、测得的温度信息，第一个字节的内容是温度的低8位，第二个字节是温度的高8位，第三个和第四个字节是TH、TL的易失性拷贝，第五个字节是结构寄存器的易失性拷贝，这三个字节的内容在每一次上电复位时被刷新，第六、七、八个字节用于内部计算，第九个字节是冗余检验字节。软件设计二、方案论证基于我们对水杯的设计，我们需要使用测量水温的测量设备、温度的显示设备。测温设备的选取方案方案一：采用热敏电阻可满足测温要求，但热敏电阻精度低，重复性和可靠性较差，对于精度要求较高的测温不适用，而且采用热敏电阻要求复杂的电路和算法，

7、增加了设计复杂度。方案二：采用专用的集成温度传感器（如AD590、LM35/LM45）和数字化温度传感器（DS18B20、DS1620）测温，数字化温度传感器具有接口简单、直接数字量输出、精确度高等优点。DS18B20是DALLAS公司的最新单线数字温度传感器，它是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器。一线总线独特而且经济的特点，使用户可轻松地组建传感器网络，它的测量温度范围为－55～＋125℃，在－10～＋85℃范围内，精度为±0.5℃，现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了

8、系统的抗干扰性，适合于恶劣环境的现场温度测量，如：环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等，DS18B20支持3～5.5V的电压范围，使系统设计更灵活、更方便、更便宜、体积更小。DS18B20可以程序设定9～12位的分辨率，精度为±0.5℃，分辨率设定及用户设定的报警温度存储在E2PROM中，掉电后依然保存。因此，本方案选用DS18B20作为温度测量传感器。单片机系统选取方案AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—FalshPro