摘 要

温度检测技术在日常生活和工农业生产中有着广泛的应用，温度的高低与我们的生活息息相关。因为科学技术和现代工业在快速发展，过去粗糙的温度测量已不适用现代的工业生产活动，温度的精度和广度需要进一步的提高，而DS18B20以精度高、抗干扰能力强、外围电路简单而著称。

本论文针对数控机床的温度检测，设计了一种基于ARM Cortex-M3内核的STM32F103ZET6为核心处理器的无线分布式温度检测系统。采用DS18B20数字温度传感器技术，实现温度信号采集功能。通过融合TCP/IP协议、Socket编程等通信技术进行Wi-Fi模块数据发送，达到无线数据传输的目的。上位机通过C#语言编程设计一个交互界面，实现TCP/IP监听的连接，温度数据的显示等功能。最后通过实验数据表明，该系统具有很高的灵敏度和稳定性，为数控机床的安全可靠运行提供了保障，满足设计要求。

关键词：DS18B20；温度检测系统；Cortex-M3；Socket编程；Wi-Fi通信

Abstract

Temperature detection technology is widely used in daily life and industrial and agricultural production.The level of temperature and our lives are closely related.Because of the rapid development of science,technology and modern industry,the rough temperature measurement has not been used in modern industrial production activities,the precision and breadth of temperature need to be further improved,but DS18B20 with high precison,strong anti-interference ability,the peripheral circuits are well-known.

In this paper,a wireless distributed temperature detection system based on ARM Cortex-M3 core is designed for the temperature detection of CNC machine tools.The STM32F103ZET6 is the core processor of the system.DS18B20 digital temperature sensor technology is adopted to realized the acquisition of temperature signals.Through the integration of TCP/IP protocol,Socket programming and other communications technology for WiFi module data transmission,to achieve the purpose of wireless data transmission.The host computer is programmed with C# language to design an interactive interface to realize the connection of TCP/IP monitoring and the display of temperature data.Finally,the experimental data show that the system has a high sensitivity and stability for the safe and reliable operation of CNC machine tools to provide a guarantee to meet the design requirements.

Key Words: DS18B20; Temperature detection system; Cortex-M3; Socket;Wi-Fi

目录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 研究目的及意义 1

1.2 国内外研究现状 2

1.2.1 温度传感器发展状况 2

1.2.2 无线数据采集传输技术的发展状况 3

1.3 内容安排 4

第2章 设计的相关原理 5

2.1 DS18B20 5

2.1.1 DS18B20概述及其特性 5

2.1.2 DS18B20引脚排列 6

2.1.3 DS18B20工作原理 7

2.1.4 DS18B20主要的数据部件 7

2.2 Wi-Fi无线通信技术 11

2.3 TCP/IP网络通信原理及socket通讯原理 12

第3章 系统的设计与实现 17

3.1 总体结构设计 17

3.2 温度传感器模块的实现 17

3.3 STM32嵌入式系统的实现 20

3.4 Wi-Fi通信模块的实现 21

3.5 上位机的实现与最终结果显示 22

第4章 总结与展望 24

4.1 全文工作总结 24

4.2 未来的工作展望 24

参考文献 25

附录 27

致谢 32

第1章 绪论

1.1 研究目的及意义

温度是一个基本的物理参数，经常出现在人们的视野中，它代表了物体热和冷的水平，人们平常的生活和四周的温度有着紧密的联系，自然界的物理化学等变化过程与温度密不可分。

温度检测在家居生活和工业生产控制领域有着广泛的应用，在气象、农林、石油、冶金、化工、纺织、制药、烟草、机械制造、航空航天、档案管理、智能家居等领域都需要精确的温度信息。例如，在冶金业，需要对刚刚出炉的钢铁进行热处理，塑料的定型以及许多炉具中的温度需要实时监测和准确控制。很多领域中现场比较复杂，温度较高或者较低，现场人们根本无法靠近或不需要人力来监控。如加热锅炉通过简单控制电路与仪表进行控制，具有较大的缺点，比如精度低、鲁莽性差、以及超调量大等，达不到现代生产技术要求。很多热处理行业都存在类似的问题，因此，对温度的检测已成为生产过程中非常重要的技术要求。