基于单片机的温度智能控制系统的软件设计开题报告

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1、本文档系作者精心整理编辑，实用价值高。天津理工大学本科毕业设计开题报告届：2012学院（系）：自动化专业：电气工程及其自动化2012年2月20日毕业设计题目基于单片机的温度智能控制系统的软件设计学生姓名张涛学号20080900指导教师李季职称讲师一、课题的意义温度控制无论是在工业生产过程中，还是在日常生活中都起着非常重要的作用，而当今，我国农村的锅炉取暖等大多数都没有温度监控系统，部分厂矿，企业还一直沿用简单的温度设备和纸质数据记录仪。无法实现温度数据的测量与控制。随着社会经济的高速发展，越来越多的生产部门和生产环节对温度控制精度的可靠性

2、和稳定性等有了更高的要求。传统的温度控制器控制精度普遍不高，不能满足对温度要求较为苛刻的生产环节。在温度控制中，由于受到温度被控对象特性（如惯性大、滞后大、非线性等）的影响，使得控制性能难以提高，有些工艺过程其温度控制的好坏直接影响着产品的质量，因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。此次的智能温度控制系统的设计基于此而设计，针对一些大型公共场合，为达到对其温度的良好控制，从实用的角度以AT89C51为核心设计一套温度智能控制系统。其控制温度不是一个点，而是一个范围。系统以AT89C51单片机为核心，组成一个集温度的采集、处理、

3、显示、自动控制为一身的闭环控制系统。利用单片机采集环境温度值，以数字量的形式存储和显示，可以独立作为一种设备对温室温度进行有一定精度的控制，经过简单的运算发出各种控制命令，并能动态的显示当前温度值，设定目标控制温度值。同时，也可以作为数据采集装置，为上位机进行复杂运算决策提供数据来源。该智能温度控制系统功耗低，本系统运行情况良好且经济可靠。能利用最少的资源对不同温度进行高精度的测量，信息性能可靠、操作便利，复杂的工作通过软件编程来完成，可以方便的获取结果，在实际的使用中获得了理想的效果。二、国内外发展状况目前，国内在温室自动控制方面的研究

4、已经实现了在一定面积内对各种环境因子的综合控制。1996年，江苏理工大学研制成功了一套温室环境控制设备，通过对温室内部温度、湿度、光照及CO2浓度的监控，在150m2温室内实现了温度、湿度、光照、CO2浓度的综合控制。本文档系作者精心整理编辑，实用价值高。本文档系作者精心整理编辑，实用价值高。当前，国内外利用单片机的温室控制系统软硬件实施方式主要有三种类型。第一种是直接使用单片机以及其他一些外围芯片作为数据采集和控制的装置，不使用上位PC机做数据处理。这种类型的自动控制系统一般以单片机为核心，包括输入模块、控制模块、输出模块等。硬件电路一

5、般由温度传感器及模拟信号处理电路、A/D转换器、单片机、D/A转换器、LED（或LCD）显示器及微打印机、简易键盘、指示报警装置等组成，即为一个单片机的最小应用系统，实现基本的输入输出功能和简单的控制功能。软件设计一般采用中断技术定时采集环境因子参数，然后经过相关的标度转换得到环境因子的参数化值，再通过一定的控制算法与设定值进行比较从而对外设进行控制，一般常用的控制算法是数字PID控制算法，这种算法经过改进可以实现较为稳定和精确的控制。这种系统成本低，又有一定的控制精度，能较好的满足一般农业用户的需求；但由于控制系统的核心-单片机-的数据

6、处理能力及存储器容量的限制，控制精度有限，对生长环境参数要求较高的一些特殊作物不能很好的满足要求，另外如果没有扩展微打印机就无法查询历史温度值，因为单片机的数据存储器数据断电即逝。三、研究内容本设计所讨论的基于单片机的温度控制系统能够对两个温控箱的温度进行恒值温度控制，具体工作如下：1、在对温度控制发展现状、系统控制要求进行研究的基础上，选择了整个温度控制系统的控制方案。2、完成该系统的软件设计，包括主程序模块、控制运算模块、数据输入输出及处理模块等一些子功能模块的设计。3、研究了该系统的控制策略。在建立温度控制系统数学模型的基础之上，通

7、过对PID控制的分析设计了系统控制器。四、研究方法和手段1、运用51单片机作为核心控制器。2、使用keil软件编程、protel软件画原理图、proteus软件仿真。3、算法使用经典的PID算法。五、研究步骤1.分析系统要求，检索国内外相关的文献资料。2.确定实用称量系统的总体设计方案；硬件选型，程序流程设计。本文档系作者精心整理编辑，实用价值高。本文档系作者精心整理编辑，实用价值高。3.主控电路的设计、数据采集部分的电路设计（包括传感器、前级放大器部分、A/D转换器的电路设计）；人机交互界面的电路设计（包括：键盘接口电路、LCD显示接口

8、电路的设计）。4.系统的程序设计，主要包括信号采集、处理和显示功能的程序设计。5.系统调试；撰写论文。六、参考文献1.赵建领著.51系列单片机开发宝典.电子工业出版社，2007.42.沙占友等