基于单片机的多点无线温度监控系统设计文献综述
2020-06-03 21:52:12
一.研究的意义
随着社会的发展,温度的测量及控制变得越来越重要。温度是生产过程和科学实验中普遍而且重要的物理参数。在工业生产的很多领域中,人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。采用单片机对温度进行控制不仅具有控制方便、简单和灵活性大等优点,而且可以大幅度提高被控温度的技术指标,从而能够大大地提高产品的质量和数量。单片机是一种集CPU、RAM、ROM、I/O接口和中断系统等部分于一体的器件,只需要外加电源和晶振就可实现对数字信息的处理和控制。因此,单片机广泛应用于现代工业控制中。它的主要作用是改善劳动条件,节约能源,防止生产和设备事故,以获得好的技术指标和经济效益。
作为控制系统中的一个典型实验设计,单片机温度控制系统综合运用了微机原理、自动控制原理、传感器原理、模拟电子技术、数字控制技术、键盘显示技术等诸多方面的知识,是对所学知识的一次综合测试。
随着信息时代的到来,作为获取信息的手段#8212;#8212;传感器技术得到了显著的进步,其应用领域越来越广泛,对其要求越来越高,需求越来越迫切。传感器技术已成为衡量一个国家科学技术水平的重要标志之一。因此,了解并掌握各类传感器的基本结构、工作原理及特性是非常重要的。由于传感器能将各种物理量、化学量和生物量等信号转变为电信号,使得人们可以利用计算机实现自动测量、信息处理和自动控制,但是它们都不约而同地存在温漂和非线性等影响因素。传感器主要用于测量和控制系统,它的性能好坏直接影响系统的性能。因此,不仅必须掌握各类传感器的结构、原理及其性能指标,还必须懂得传感器经过适当的接口电路调整才能满足信号的处理、显示和控制的要求,而且只有通过对传感器应用实例的原理和智能传感器实例的分析了解,才能将传感器和信息通信和信息处理结合起来,适应传感器的生产、研制、开发和应用。另一方面,传感器的被测信号来自于各个应用领域,每个领域都为了改革生产力、提高工效和时效,各自都在开发研制适合应用的传感器,于是种类繁多的新型传感器及传感器系统不断涌现。温度传感器是其中重要的一类传感器。其发展速度之快,以及其应用之广,并且还有很大潜力。
二.课题研究现状
由于现代工艺越来越多的需要对实时温度进行监测和控制,而且需要的精度越来越高。所以温度控制系统国内外许多有关人员的重视,得到了十分广泛的应用。温度控制系统发展迅速,而且成果显著。由于单片微处理器应用到温度自动控制领域,为越来越多的生产厂家所重视。
目前先进国家各种自动化水平较高,装备有完善的检测仪表和计算机控制系统,其计算机控制系统已采用集散系统和分布式系统的形式,大部分配有先进的控制算法,能够获得较好的工艺性能指标。单片微型计算机是随着超大规模集成电路的技术的发展而诞生的。由于它具有体积小,功能强,性价比高等优点,所以广泛应用于电子仪器,家用电器,节能装置,军事装置,机器人,工业控制等诸多领域,使产品小型化,智能化,既提高了产品的功能和质量又降低了成本,简化了设计。
现代测温应用中,温度计向数字化方向发展。传统的物理方法测量的温度计功能单一,而数字显示则更加直观,并且其精确度高,更加受到人们的欢迎。随着技术的发展,一些环境比较恶劣的场合之中,也能觅得数字温度计的踪迹。目前基于单片机的温度传感器设计的数字温度计已经很成熟,各种精度很高的温度计不断推出。数字温度计要求检测的精度必须高于控制的温度,否则无法实现控制的精度要求。不仅如此,检测还涉及国计民生各个部门,可以说在所有科学技术领域无时不在进行检测。科学技术的发展和检测技术的发展是密切相关的。现代的检测手段能达到的灵敏度和测量范围等,在很大程度上决定了科学技术的发展水平。同时,科学技术的发展大道的水平越高,又为检测技术、传感器技术提供了新的前提手段。目前市场上出现了很多传感器,并且精度越来越高。基于单片机的温度传感器会更精确、更人性化,为我们做出更多贡献。
三.研究原因
为了提高对传感器的认识和了解,尤其是对温度传感器的深入研究以及其用法于用途,基于实用、广泛和典型的原则而设计了本系统。采用单片机与高精度温度传感器结合的方式,即用单片机完成人机界面,系统控制,信号分析,由前端温度传感器完成信号的采集与转换。所以本课题的任务是基于单片机实现对温度的检测,并达到多点同时测量的水准。