基于STM8的无线温度监控系统设计开题报告

全文总字数：3827字

1. 研究目的与意义

温度是表征物体冷热程度的物理量,是工业生产中常见的被控参数之一,它与人类生活有着密切关系。温度在工农业生产中起着举足轻重的作用，在冶金、医药、食品制造和化学制造等行业尤其显得重要。特别是化学工业自动化系统中，一般温度检测占全部检测点的50%以上，从中可见温度的重要性。很多的工农业生产，比如冷冻库、小型温室、粮仓等等，对温度都有着比较高的需求，这时就需要对温度进行检测以及控制。传统的温度测量是用温度表等测试器材，由人工检测完成，这种温度测量方式周期长、成本较高。而且测量员必须到现场进行测量，受自然条件制约较大，遇到突发情况也无法及时发现并处理。不仅工作效率低，不便管理，且难以实现长时间的实时监控。随着科技的发展和自动化水平的提高，温度的自动监测已经成为各行各业进行安全生产和减少损失采取的重要措施之一。

温度监控无论是在工业生产过程、现代农业发展还是日常生活中一直有着非常重要的作用，如仓库存储、智能家居以及许多工业生产,都需要对环境温度进行监视和控制。传统的温度监控系统大部分是通过有线的方式组网传送数据，这种传输方式存在布线麻烦、线路容易老化和网络拓展性差等问题。一旦测量环境较恶劣、监测场所较复杂、布线较困难时，传统监测系统的应用就会受到很大程度的限制。

随着信息和网络技术的日新月异，无线通信技术日趋成熟，将无线通信技术与温度监控系统相结合起来的新型温度监控方式无线温度监控系统便应时而生。无线温度监控系统实现参数信息的实时、快速和有效检测，并具有较高的测量精度，解决了布线复杂等问题。而以单片机为核心的无线无线温控系统具有性价比高、控制方便、组态简单和灵活性大等优点，具有广阔的市场前景，在农业、家庭等很多领域有较大的发展空间。

2. 国内外研究现状分析

1.国外研究概况

温度控制技术在现代信息技术中是三大基础之一。国外对温度控制技术的研究起步很早。从20世纪70年代开始，发达国家就开始研究温度控制技术。最开始采用模拟式组合仪表检测技术，该检测技术通过仪表实现对现场温度等相关数据的采集，并直观的展示出来，便于操作员实时记录和管理控制。到了20世纪80年代末，出现了更为先进的分布式温度控制系统，其主要特征是集中管理和分散控制。它采用控制分散、操作和管理集中的基本设计思想，采用多层分级、合作自治的结构形式。随着科技的发展和生活水平的提高，温度控制技术正在进一步的被完善和优化，朝着全面感知、可靠传送、智能处理的方向发展，例如正在研制的多因子综合控制系统，该系统可以实时监测控制某测量区域内的温度、湿度、ph值等多种因素，并进行综合管理和控制。现今社会，世界各国的温度测控技术正在飞速发展，正向着完全自动化、智能化、无线化、无人化的方向发展。

国外的温度控制技术较国内发展早，也更加先进，应用更广泛，并且还在不断突破创新。在国外，智能化的温度控制技术已融入生活的方方面面。日本研制的蔬菜塑料大棚在光照、播种、间苗、运苗、灌水、喷药等作业的自动化和无人化方面都有应用，可以根据作物的特点和不同生长阶段所需要的环境条件，对大棚内的光照，温度，湿度，co2等诸多因素进行自动控制，使它们处于最佳配合状态。德国是世界上炉温控制技术最先进的国家之一，加热炉系统实现了高度的自动化。在工业控制中，加热炉是系统的关键部件，炉温的控制精度和稳定性成为产品质量的决定性因素，具有广泛的实际应用价值以及应用的前景。美国nest lab智能家居推出的具有自我学习功能的智能温控装置nest温控器，它可以通过记录用户的室内温度数据，智能识别用户习惯，自动控制暖气、通风及空气调节设备，将室温调整到最舒适的状态。nest温控器内置了多种类型的传感器，可以不间断地监测室内的温度、湿度、光线以及恒温器周围的环境变化。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：本设计是一套基于无线通信的智能温度监控系统。该系统综合运用单片机技术，传感器技术，射频技术等，实时采集现场温度数据。本系统采用三级拓扑结构，由传感标签和节点控制电路、主机控制电路、上位机组成。传感标签采用温度传感器ds18b20,传感标签将所检测到的实时温度信息传输给节点控制电路，节点和主机都采用stm8单片机。节点控制电路将收到的采集信息进行处理并将数据通过无线模块cc1101发送给主机控制电路，通过判断现场的温度是否超过阈值，对室温进行监控和调节。

研究计划：

1、准备工作：阅读相关材料，了解研究课题的相关基本知识；（2018.2.8-2018.3.4）

4. 研究创新点

本系统采用三级拓扑结构，由传感标签和节点控制电路、主机控制电路、上位机组成。传感标签采用温度传感器ds18b20,传感标签将所检测到的实时温度信息传输给节点控制电路，节点和主机都采用stm8单片机。节点控制电路将收到的采集信息进行处理并将数据通过无线模块cc1101发送给主机控制电路，通过判断现场的温度是否超过阈值，对室温进行监控和调节。

stm8单片机具有高级stm8内核，基于哈佛结构并带有3级流水线，最高时钟频率可达24mhz。丰富的外围接口和定时器，具有硬件单线接口模块（swim）和调试模块（dm），可以方便的进行在线编程和非侵入调试。这款单片机功能强大，成本低廉，性价比高，有很大的市场竞争优势和应用前景。

ds18b20温度传感器测温范围是-55℃~ 125℃，在-10～ 85℃时精度为0.5℃；采用单线总线串行通信接口，采用三线制与单片机相连，减少了外部硬件电路，具有低成本和易使用的特点；直接以数字信号方式输出温度测量结果，以一线总线串行方式传送给cpu，同时可传送校验码，具有极强的抗干扰纠错能力。ds18b20具有体积小，硬件开销低，抗干扰能力强，精度高的特点，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。