基于单片机的多路无线温度检测装置的设计开题报告
2021-08-08 10:41:00
1. 研究目的与意义
温度是工业、农业生产中常见的和最基本的参数之一,在生产过程中常需对温度进行检测和监控,采用微型机进行温度检测、数字显示、信息存储及实时控制,对于提高生产效率和产品质量、节约能源等都有重要的作用。伴随工业科技、农业科技的发展,温度测量需求越来越多,也越来越重要。但是在一些特定环境温度监测环境范围大,测点距离远,布线很不方便。
目前有些设计能够实现无线温度采集,但是功耗过高是它最大的缺点。在实际温度控制工程中既要求系统具有稳定性、实时性,又需要使系统功耗低及保证温度的均匀性,因此设计一种低功耗的多点无线温度检测系统具有十分重要的意义。所以解决实际操作中功耗高等问题便成为设计多点无线温度检测系统的重中之重。低功耗、实时性是无线温度检测的最大的特点。
伴随着科学技术的发展,电子技术有了更高的飞跃,我们现在完全可以运用单片机和温度传感器对某处进行温度检测,而且可以很容易的的做到多点的温度检测,并实现多路温度数据的循环显示和指定某一路温度的显示。
2. 国内外研究现状分析
温度控制,在工业自动化控制中占有非常重要的地位,单片机系统的开发应用给现代工业测控领域带来了一次新的技术革命。随着科学技术的突飞猛进,各个领域对自动控制系统的控制精度、响应速度、系统稳定性与自适应能力的要求越来越高,被控制对象的各种不确定的因素都使得很难对被控制对象操作。
随着电子技术的日趋完善,电子类产品的开发也成为了当今的研究热点。电子技术以及应用需求的发展使得单片机技术也得到了飞速的发展。以单片机为核心的控制系统被广泛使用,现在自动控制越来越朝着自动化、只能化发展,在很多自动控制的系统中都用到了单片机。msp430系列单片机是美国德州仪器推向市场的一个16位、具有精简指令集的混合信号处理器。称之为混合处理器,是由于其针对实际应用需求,将多个不同功能的模拟电路、数字电路模块和微处理器集成在一个芯片上,以提供单片解决方案。该系列单片机多应用于需要电池供电的便携式仪器仪表中。
不仅如此随着技术的发展,传感器的技术也得到了很快的发展。传感器技术已经成为了衡量一个国建科学技术发展水平的一个重要的标准。由于传感器能将各种信号变成电信号,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等操作,但是它存在温度漂移和非线性等不足。传感器的被测量信号来自于各个应用领域,每个领域都在为了改革生产力、提高功效,开发研制适合应用的传感器,于是各种传感器应运而生。ntc是negativetemperaturecoefficient的缩写,意思是负的温度系数,泛指负温度系数很大的半导体材料或元器件,所谓ntc热敏电阻器就是负温度系数热敏电阻器。它是以锰、钴、镍和铜等金属氧化物为主要材料,采用陶瓷工艺制造而成的。这些金属氧化物材料都具有半导体性质,因为在导电方式上完全类似锗、硅等半导体材料。温度低时,这些氧化物材料的载流子(电子和孔穴)数目少,所以其电阻值较高;随着温度的升高,载流子数目增加,所以电阻值降低。ntc热敏电阻器在室温下的变化范围在10o~1000000欧姆,温度系数-2%~-6.5%。ntc热敏电阻器可ntc热敏电阻器广泛用于测温、控温、温度补偿等方面。
3. 研究的基本内容与计划
系统主要采用超低功耗系列单片机MSP430,NTC热敏电阻,无线通讯模块nRF24L01等芯片,原件的运用,通过熟练掌握器件的性能、功能及使用手法,应用C语言设计编程设计了一种基于MSP430单片机的温度测量和控制装置,从而能够实现对环境温度进行测量,并能根据温度给定值给出调节值,控制执行机构,实现调节环境温度的目的。
4. 研究创新点
我所要设计的系统与以后有所的不同的事对检测精度要求不是很高,室温下即可,因为采用的温度传感器的精度非常高,而且热敏电阻具有灵敏度很高、稳定性强、互换精度高的特点。我的设计采用了MSP430的多点无线温度检测系统,采用低功耗的MSP430单片机作为核心控制部件,硬件由无线通信模块、温度采集电路、显示模块和串口通信模块组成,软件采用模块化的设计方案。整个系统都是在超低功耗的要求下进行元件及运行方式的选择,各个基站只需要3V电池供电就能实现长时间运作,能很好地实现超低功耗,并且实现了测量温度的实时性。
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