论文总字数：10128字

摘 要

在工业控制和农业生产等多数场合下，都涉及到环境温度的监测或控制。智能家居中的室温调节就是温度检测控制的典型应用，随着电子技术、信息技术、传感器技术的高速发展，以单片机为基础的智能家居产品给人们的生活带来了极大的方便，未来智能家居会向人性化的方向继续发展，具有十分广阔的市场前景。

本文以STC89C51单片机为基础，采用PID控制算法，结合温度传感器DS18B20以及LCD1602显示屏完成了基本的温度控制以及显示等功能，该温室的温度调节系统具有响应速度快、稳定误差小的优点。完全可以满足智能家居对温度的控制要求，本文主要完成了温室温度调节部分的软件与硬件设计，对促进智能家居的发展具有一定的指导意义。

关键词：单片机；PID；温度传感器；LCD

Design of Room Temperature Regulation System for Smart Home

Abstract

In many occasions, such as industrial control and agricultural production, environmental temperature monitoring or control is involved. Room temperature regulation in smart home is a typical application of temperature detection and control. With the rapid development of electronic technology, information technology and sensor technology, smart home products based on single-chip computer have brought great convenience to people"s lives. In the future, smart home will continue to develop in the direction of humanization and have a very broad market prospect.

Based on STC89C51 single chip computer, this paper uses PID control algorithm, combines temperature sensor DS18B20 and LCD12864 display screen to complete the basic temperature control and display functions. The greenhouse temperature control system has the advantages of fast response and small stability error. It can fully meet the temperature control requirements of smart home. This paper mainly completes the software and hardware design of the greenhouse temperature regulation part, which has a certain guiding significance for promoting the development of smart home.

Keywords：One-chip computer; PID; Temperature sensors; LCD

目 录

摘 要

Abstract

第一章 绪 论

1.1 选题背景及意义

1.2 国内外概述

1.3 主要研究内容

第二章 PID的基本原理

2.1 引言

2.2 PID原理

2.3 PID控制规律

2.4 PID的离散化

2.5 温度的PID控制

第三章 系统硬件设计

3.1引言

3.2单片机最小系统

3.3 温度检测模块

3.4 参数调节模块

3.5 显示模块

3.6 声光报警模块

3.7 无线通信模块

3.8 温度控制模块

第四章 系统软件设计

4.1 引言

4.2 软件的基本需求

4.3 主程序设计

4.4 温度数据采集流程

4.5 数据显示程序设计

4.6 键盘扫描流程

4.7 无线通信程序设计

4.8 仿真验证

第五章 结束语

致 谢

参考文献（References）

附录

第一章 绪 论

1.1 选题背景及意义

工业控制和农业生产等多数场合下，都涉及到环境温度的监测或控制。智能家居是城市化进程发展中的重要组成部分，智能家居典型案例如图1.1所示。智能家居中的室温调节就是温度检测控制的典型应用也是智能家居的重要功能之一，随着电子技术、信息技术以及传感器技术的高速发展，以单片机为基础的智能家居产品给人们的生活带来了极大的方便，未来智能家居会向人性化的方向继续发展，具有十分广阔的市场前景。基于此，本课题提出智能家居室温调节系统设计，通过温度调节模块将温度调至人体最舒适的温度。通过软硬件设计，要求系统能实现：通过温度传感器检测温度高低，自动调节室内温度。

图1.1智能家居案例

目前，智能家居已经广泛应用于各类高档住房，随着城市化进程的进一步发展，智能家居正在向人性化的发展高速发展。本文以STC89C51单片机为控制器，采用PID控制算法，结合温度传感器DS18B20以及LCD1602显示屏完成了基本的温度控制以及显示等功能，该温室的温度调节系统具有响应速度快、稳定误差小的优点。完全可以满足智能家居对温度的控制要求，本文主要完成了温室温度调节部分的软件与硬件设计，对促进智能家居的发展具有重要的参考价值。本课题贴切生活，所做的研究将会产生一定的经济意义与现实意义。

1.2 国内外概述

全球第一座智能大楼于20世纪80年代在美国康涅迪格州建成，从此智能家居的概念基本形成，它采用计算机完成对空调、电梯、照明等设备进行监控并带有一定的信息服务功能，在智能家居的发展过程中，欧洲国家一直处于领先地位。

我国在智能家居方向的研究起步于20世纪90年代中后期，比发达国家整整晚了约十年。我国的智能家居初步形成于北京、上海、广州等大型城市。伴随着电子与信息技术的逐步发展，国家经贸委牵头成立了家庭信息网络技术委员会，并且随后国家将信息技术研究体系列入创新重点专项计划。国内的各大软、硬件机构正在积极开发智能家居设备。

人们对舒适一活的向往和追求脚步不会止步。因而，智能家居的市场前景十分广阔。我国的智能家居系统在智能化住宅的架构下会带来全新格局，这必将推动我国房地产行业未来数十年的发展。智能家居控制系统是智能家居设备的核心，智能家居系统对人们的生活将带来极其深远的影响。而智能系统的功能会向集成化、人性化、绿色化的方向快速发展。

1.3 主要研究内容

本文重点实现了以单片机为控制核心的智能家居温度调节系统设计，在查阅了国内外大量的参考文献后，完成了温室调节系统的软件和硬件设计。在温度的检测上采用了较为传统的方案，在温度的控制上充分利用了PID的优点，在充分介绍了PID的原理后，本文将PID的离散化过程进行了详细的介绍，以便在单片机上实现该算法。本文的主要内容可概括为：

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