论文研究-基于STM32的温度监控系统 .pdf

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基于STM32的温度监控系统,沈元元,刘虎,为了实时地获取温度,便于监控,本文设计了一种基于STM32的温度监控系统,主要介绍了监控系统的硬件组成及其软件设计。以STM32处理��
国武技论文在线 示屏。 处甦器与温度采集模块和液晶显示模块的硬件连接如图所示: 3Y VCO DS18B20 4.了 温度传球器 SCE DJ PD6 PC-2 D/C DN MOSI 8 VSS SCLK LED 13.3V 32E031BH.8 5110收品显示 图 液晶显示和处理器的硬件连接 温度采集选用单总线数字温度传感器 该器件自带直接输出数字量,不 需要外部元件。测温范围为℃~℃,其电压允许范围是,测温分辨率可达 ℃并且通过在 中编程可以实现分辨率可调。本系统中 采用外部电源供电 方式 利用它的单总线特点既可以双向传输数据也可以传输时钟,可以很厅便的 实现多个节点温度的测量。通过单线总线端口访问 的协议流程是:初始化 操作指令存储器操作指令执行数据传输。协议包括几种单线信号类型:复位脉冲、存在 脉冲、写、写、读和读。由于采用的是单总线数据传输方式所以对读写的操作时序 要求很严格。和 间的任何通讯都需要以初始化序列开始,每一次读写之前都要对 进行复位,复位成功后发送一条指令,最后发送指令,一个复位脉冲 跟着·个存在脉冲衣明 已经准备好发送和接收数据。 温度显示选用诺基亚液晶显示屏,工作电压为,性价比晑,接∏简单,速度 快,具有掉电模式可用电池供电。其是由 公司生广的 芯片驱动的 芯片是一块低功耗的 控制驱动器,设计为驱动行列的图形或 数字显示,在这个芯片上集成了所有必须的显示功能,功耗小,适应温度范围为℃ 总线的工作原理及接口连接 总线传输距离比较远,速度比较快,采用短帧结枃实时性奷抗十扰能力强,可以 在环境比较恶劣的环境下工作。其拓扑结构是一个典型的串行总线结构,当总线上的何 个节点发送数据到空闲的总线上时,挂在总线上的所有其他节点对其全部接收。通过报文过 滤来决定是做进一步的处理还是丢弃此报文。每组报文开头的标识符为十一位,它规定了报 文的优先级,在同一系统中标识符是唯一的。各个基站发送的标识符都会不一样,本系统实 现多个基站的通信,当有基站同时向总线发送报文时这种配置很重要。 无论是基站还是网关, 通信的实现都要由 控制器通过收发器连接到 总线上。由于 中集成了控制器,为了增强内嵌的控制器的差分接 收发送能力,提高传输距离,所以需要外接收发器,使之稳定正常的工作。 可用」较高十扰环境下。该器件在不同的速率下均有良好的收发能力。图是收发器 踉 的硬件连接图,其中 节点发送的数据传送到网络中。 多 控制器发送数据输入端,可将此 总线接收数据输出端,用于接收数 据 国武技论文在线 +3.3V CI +3. 3V 100nF OPEN PDI 2 GND CANH VCC CANL 6 R3S 120 CAN PDO 4r Vref SN65HVD230 图 收发器与 的硬件连接 本系统的软件实现 软件改计流程如下:首先用 下载器把程序烧到 处理器里,然后微控制 器向 温度传感器发送信号进行温度采集,采集到木地温度并且存储在它的存储器 内,然后微控制器对采集到的数据进行处理。此吋在液晶显示屏上可以看到本地温度显示, 精确到小数点后一位,并且通过总线传输又可以在机的串凵调试助手界面上远程 显示所获得的信息。 软件设计在编译环境下进行,软件语言使用语言。主要包括基站跟网关的程序 设计,下面是其具体流程图。在基站程序设计中,初始化很重要,包括对系统时钟() 输入输出()、中断向量搾制器()、系统滴答时钟( 进行配置。其中最重要的是对的配置, ()主要是对其寄 存器、工作模式,滤波器进行设置。基站中断接收函薮主要完成把从內关读取的命令 赋给一个标识符基站主函数通过判断从其中断接收函数得到的来决定是本 地显示还是通过机在串冂调试助手上远程显示。在网关程序设计中要对 串∏进 行配置,波特率设置为 网关主函数主要是发送命令循环读取每个基站的温度值。 串凵接收中断函数主要是接收各个基站的组号节点号。网关接收中断函数主要是接收 基站发来的信息并发送到串口调试助手上显示 初始化 初始化 flag 2 flag 1号基站M给变量id 读取温度俞令 读取S18Q温度值 <温度值是85氏度 把串口发运来的绀号节点号组 合成一个标准标识符Tid ⊥ outflag 2 继续读取Ⅺ18温度值 实见在CD上显小室内温 idex id 度是/门外走温 度:/阳台上温度是 outflae-o 通过CAN总线发送到网关 CAN发送 实现在LCD上显示 具体温度偵 图某站主函数流程图 图网关主函数流程图 国武技论文在线 串口接收中断发尘 串口接收中断发 接收8个字节数据 接收8个宁节数据 清中断标志 清中断标志 ≤第一个字节是OwN据同 串口 第一个字节是0XN返同 串口 发送 发送 失败 失贩 分别获得基站组号节点号 分别获得基站组号节点号 退出中断 (退出中断) 图关串口接收中断函数流程图 图网关接收中断函数流程图 实验结果 在系统中设置三个基站接在线上,号基站放在室内,号基站放在门外走廊 里,号基站放在室外阳台上,通过上位机向三个基站发送命令读取各个基站的温度并且通 过串口显示在机的串口调试助手界面上,实现温度的远稈监控 读取各个基站的本地温度值,下图所示是三个基站的温度显示结果: 内温度是: 门是度 阳世上度是 2.9 图分别显示各个基站的温度值 下面是串口调试助手显示的结果 国武技论文在线 口调试助手精装版8.6) 讯设置 号基站 半凵号CM2 内温度是 波特率11200 号基站 门外走廊温度:25.4 校验位NONE 3号基站 数据位 阳台上温度是:28.4 停止位1位 座内温度足:2.7 号基站 连接 门外走廊温度:25. 接收区设置 阳台上温度是:283 号基站 厂接收砖向文伴 宝内温度是:26 V自动换行显示 厂十六进制显示 门外走廊温度:25.4 厂暂停袭收显示 1号基站 日台上温度是:28.5 保存数据造除品示1号基站 发送区设置 室内温度是:2 号基站 厂启用文件据源 门外走廊温度:25. 厂自动发送陀加位 号基站 厂发送完自动清空 阳合上温度是:28.4 1号 卩按十六进制发送内温度是:26 厂数据流循环发送 号基站 发送间隔10毫秒RA0201000mE 件载入清亲品示 发送 I就绪 扮送·4月 收1复位让数A 图串口调试助手显示的结果 小结 本系统的好处是通过总线的传输提髙系统的实时性,可靠性。因为每一个基站都 是相对独立的,所以增加或减少部分基站是不会对系统造成影响的,所以可靠性比较高。与 或 相比在可以挂接节点比较多的条件下效率也比较高,采用短帧结构保证了 总线不会被丈一帧长时间地占用,从而提高了通信的实时性,并用此系统适合远距离传输。 棖据需要上位杋可以设定报警值,当基站显示的温度超过之前设定值的时候,上位机发出报 警声,这样方便工作人员监控,即此系统经过改良后可以用于工业控制领域。所以其具有良 好的通用性和可移植性,应用前景比较广泛。 参考文献 范本正,李钟慎基丁的多路温度测控系统设计电子技术, 刘运乾,赵捷基于 和总线的温度监控系统电子技术 曲延滨,王建丬,周庆明,潘毅基丁总线和的变电站监控系统电力系统自动化, 赵永杰,徐源基于 的温度测量系统现代电子技术, 刘涛基于总线的温度控制系统研究南京:南京理工大学

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