基于DS18B20的室内智能温度控制系统设计

作者：时间：2012-05-25来源：网络收藏

摘要：对于一些特定的室内农业和工业生产，提出了一种DS18B20温度传感器和ATmage8单片机结合的智能温度 控制系统。该系统主要可分为上位机系统和下位机系统，上位机设定温度范围井控制下位机。ATmage8单片机通过DS18B20采集温度信号，处理后将温度值与上位机设定阈值作比较。单片机控制加热模块的工作，并且通过串口传给上位机显示当前温度。在经过实际的测试，该系统的性能稳定，误差控制在0．5℃，满足了小面积的室内应用。
关键词：智能调节；ATmage8单片机；温度传感器；上位机

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业等行业尤其显得重要。在适当的温度下生产的产品质量、产量和合格率会大大的提高。有些药品的生产和存储要在很低的温度下进行；石油分馏的过程中在不同的温度下才能分离出汽油、柴油、煤油、硫化物；食品的制造和存储也要在特定的温度下才能保证质量。在农业大棚蔬菜和室内圈养牲畜对于环境温度的要求也很高，大棚蔬菜的温度基本上要保证在20～30℃。鸡舍的育雏期温度要控制在36℃左右。随着社会生产力和科学技术的发展，工农业生产对于温度的要求会越来越高，这样就需要系统不但可以测出室内的实际温度，还可以通过上位机来进行实时的控制，调整环境的温度。

1 系统的整体想路
本系统分为上位机模块、单片机模块、温度采集模块、加热模块。上位机采用的是用VC++6．0的软件环境来编写一个控制界面，用来控制下位机的ATmage8单片机，并且与其通信，传递命令和接收信号，上位机和下位机之间利用RS232串口来进行连接；单片机模块编程来控制和采集DS18B20的温度信号；ATmage8和DS18B20之间采用单总线的方式来连接。单片机模块和加热模块之间接继电器，由单片机来控制。上位机设定温度范围，发送给单片机，单片机接收到后采集温度传感器的温度信号，处理后得到的温度值进行阈值匹配，控制继电器的闭合，并传给上位机，显示在上位机界面。当温度低于设定最低阈值时，开启继电器，加热模块开始工作，当到达最高阈值时，闭合继电器，加热模块停止工作。这样就达到了控制温度的目的。

2 硬件部分设计
2. 1 ATmage8单片机简介
ATmage8是一款采用低功耗CMOS工艺生产的基于AVR RISC结构的8位单片机。它承袭了AT90系列所具有的特定，并增加了更多的接口功能，而且在省电性、稳定性、抗干扰性及灵活性方面更加的灵活和周全，它所有的寄存器都直接与ALU相连，这样提高了代码的效率；含有32个8位通用寄存嚣，8k字节的Flash程序存储器可擦写大于10000次；带有两个预分频的8位定时器／计数器、一个带预分频的16位定时／计数器；3个PMW通道，可实现任意16位以相位和频率的可调PMW脉宽调制输出；一个10位的AD转换，基本满足大部分的信息采集；片内自带的晶振也是非常的方便；I／O口的拉电流能力可以达到40 mA，这样比51单片机的驱动能力大了很多，在此系统中也就可以直接驱动继电器。
2．2 温度传感器DS18B20
传统的温度传感器往往采用模拟技术进行设计，这样的话就会遇到线性误差补偿、多点测量中的切换误差和信号的调理电路的误差等问题，这些问题都可以造成系统的不稳定，所以数字化、集成化的温度传感器成为发展的方向。DS18B20温度传感器是DMLLAS公司生产的新一代数字温度传感器。该传感器将地址线、数据线和控制线合为一根双向串行数据的信号线，并且允许连接多个DS18B20。它具有3引脚的T0-92小体积封装；测量范围在-55～+125℃，测量的精度也小于1℃；3引脚分别接在电源、地和一个I／O端口上，十分方便。
2．3 硬件部分
室内智能温度调节系统的硬件设计部分主要由单片机模块、温度采集模块和加热模块组成，图1为系统的组成框图。