基于單片機(jī)的無線溫度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì).doc

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1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）材料之二（2）本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告題目： 基于單片機(jī)的無線溫度 檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)課 題 類 型： 設(shè)計(jì)R 實(shí)驗(yàn)研究 論文 學(xué) 生 姓 名： cc學(xué) 號(hào)： 3100203236專 業(yè) 班 級(jí)： 電科102學(xué) 院： 電氣工程學(xué)院 指 導(dǎo) 教 師： vv開 題 時(shí) 間： 20140315 2014年 3月10日一、課題研究?jī)?nèi)容及意義（價(jià)值）隨著微電子技術(shù)和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。在工業(yè)生產(chǎn)和控制中，應(yīng)用數(shù)據(jù)系統(tǒng)可以采集工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的溫度、濕度、電壓、電流、壓力、流量等諸多工藝參數(shù)，在將這些模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字量并進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算處理后，所得的結(jié)果可以反饋給用

2、戶或控制系統(tǒng)，為提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本提供信息和手段；在科學(xué)研究上，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以為我們提供大量的動(dòng)態(tài)信息，成為探索科學(xué)奧秘的重要手段。目前，數(shù)據(jù)采集幾乎無孔不入，它已滲透到了地質(zhì)、醫(yī)藥器械、雷達(dá)、通訊、遙感遙測(cè)等各個(gè)領(lǐng)域，為我們更好的獲取信息提供了良好的基礎(chǔ)。 無線數(shù)據(jù)采集特別適用于復(fù)雜地形條件、高腐蝕性、建筑群、爆炸等場(chǎng)合，或者被采集對(duì)象是運(yùn)動(dòng)、旋轉(zhuǎn)等情況。隨著數(shù)字電路和射頻電路制作工藝、低功耗電路、高能電池、微電子技術(shù)及集成電路技術(shù)的進(jìn)步，無線通信技術(shù)取得了飛速的發(fā)展，無線通信的實(shí)現(xiàn)越來越容易，傳輸速度越來越快，可靠性越來越高，并且逐漸達(dá)到可以和有線網(wǎng)絡(luò)相媲美的水平。 無線傳輸越來越多

3、的被應(yīng)用在工業(yè)及民用的數(shù)據(jù)采集上，解決了一些布線復(fù)雜、甚至無法布線的情況。無線方式具有如下幾個(gè)顯著的特點(diǎn)：傳輸介質(zhì)采用的是電磁波，節(jié)省了架設(shè)電纜的所需的占地和各種花費(fèi)及其給其他建筑的建設(shè)帶來的不便，應(yīng)用起來更加方便；在應(yīng)用單片機(jī)編解碼接口技術(shù)的無線通信系統(tǒng)中，采用多字節(jié)地址編碼，收發(fā)器的數(shù)量不受限制；具有電路簡(jiǎn)單、功耗小、體積小、成本低等優(yōu)點(diǎn)，非常便于使用；設(shè)計(jì)設(shè)施都很簡(jiǎn)便適合更換場(chǎng)合反復(fù)利用。 溫度作為一個(gè)重要的物理量，是工業(yè)生產(chǎn)過程中最普遍、最重要的工藝參數(shù)之一。隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)溫度測(cè)量的要求越來越高，而且測(cè)量的范圍也越來越廣，對(duì)溫度的檢測(cè)技術(shù)的要求也越來越高。因此，溫度測(cè)量的研究也

4、是一個(gè)重要的研究課題。 總之，本課題將數(shù)據(jù)采集與無線傳輸相結(jié)合，發(fā)揮無線傳輸?shù)膬?yōu)勢(shì)，并且解決硬件、軟件及通信協(xié)議優(yōu)化等問題。二、課題研究現(xiàn)狀（1）國(guó)外溫度測(cè)控系統(tǒng)研究國(guó)外對(duì)溫度控制技術(shù)研究較早，始于20世紀(jì)70年代。先是采用模擬式的組合儀表，采集現(xiàn)場(chǎng)信息并進(jìn)行指示、記錄和控制。80年代末出現(xiàn)了分布式控制系統(tǒng)。目前正開發(fā)和研制計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)的多因子綜合控制系統(tǒng)?，F(xiàn)在世界各國(guó)的溫度測(cè)控技術(shù)發(fā)展很快，一些國(guó)家在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的基礎(chǔ)上正向著完全自動(dòng)化、無人化的方向發(fā)展。（2）國(guó)內(nèi)溫度測(cè)控系統(tǒng)研究我國(guó)對(duì)于溫度測(cè)控技術(shù)的研究較晚，始于20世紀(jì)80年代。我國(guó)工程技術(shù)人員在吸收發(fā)達(dá)國(guó)家溫度測(cè)控技術(shù)的基礎(chǔ)上

5、，才掌握了溫度室內(nèi)微機(jī)控制技術(shù)，該技術(shù)僅限于對(duì)溫度的單項(xiàng)環(huán)境因子的控制。我國(guó)溫度測(cè)控設(shè)施計(jì)算機(jī)應(yīng)用，在總體上正從消化吸收、簡(jiǎn)單應(yīng)用階段向?qū)嵱没⒕C合性應(yīng)用階段過渡和發(fā)展。在技術(shù)上，以單片機(jī)控制的單參數(shù)單回路系統(tǒng)居多，尚無真正意義上的多參數(shù)綜合控制系統(tǒng)，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，存在較大差距。我國(guó)溫度測(cè)量控制現(xiàn)狀還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到工廠化的程度，生產(chǎn)實(shí)際中仍然有許多問題困擾著我們，存在著裝備配套能力差，產(chǎn)業(yè)化程度低，環(huán)境控制水平落后，軟硬件資源不能共享和可靠性差等缺點(diǎn)。三、課題研究發(fā)展趨勢(shì)隨著移動(dòng)通信需求和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集量的增加，加之有線傳輸?shù)馁M(fèi)用日益增長(zhǎng)，人們正逐漸認(rèn)識(shí)到在許多檢測(cè)領(lǐng)域采用無線傳輸?shù)谋匾?。在過

6、去的幾年中，無線通訊領(lǐng)域取得了很大的進(jìn)展，這其中包括數(shù)字電路和射頻電路制作工藝的進(jìn)步、低功耗電路、高能電池以及微電子技術(shù)的采用。以上諸多方面的發(fā)展使移動(dòng)通信設(shè)備更加靈巧、經(jīng)濟(jì)、可靠。與上述技術(shù)一樣，數(shù)字通信技術(shù)和數(shù)字調(diào)制技術(shù)的發(fā)展也發(fā)揮了很大的作用，他們使無線通信網(wǎng)絡(luò)向更加經(jīng)濟(jì)、更加容易操作的方向發(fā)展。所以如果我們能夠很好地了解無線通信的基本原則以及這些技術(shù)的特點(diǎn)，就能更好地理解并完成傳感數(shù)據(jù)的無線采集。無線數(shù)據(jù)通信技術(shù)可分為兩大類：一是基于蜂窩的接入技術(shù)，如蜂窩數(shù)字分組數(shù)據(jù)(CDPD)，通用分組無線傳輸技術(shù)(GPRS) 、EDGE 等。二是基于局域網(wǎng)的技術(shù)，如 IEEE802.11 WLAN

7、、藍(lán)牙技術(shù)Bluetooth）、紅外通信技術(shù)（IrDA）、微功率短距離無線通信技術(shù)等。與目前已經(jīng)具備相當(dāng)規(guī)模的無線長(zhǎng)距離通信網(wǎng)絡(luò)相比，短距離無線通信系統(tǒng)在基本結(jié)構(gòu)、服務(wù)范圍、應(yīng)用層次及通信業(yè)務(wù)(數(shù)據(jù)、話音)上，均有很大的不同。四、課題研究（論文）研究方案及工作計(jì)劃（含工作重點(diǎn)與難點(diǎn)及擬采用的途徑）研究方案：在這次課題研究中，溫度的檢測(cè)有許多方法，可供選擇的器件和運(yùn)用的技術(shù)也有多種。因此，系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案應(yīng)在滿足系統(tǒng)整體性能指標(biāo)的前提下，充分考慮系統(tǒng)使用的環(huán)境，所選的結(jié)構(gòu)要盡量簡(jiǎn)單實(shí)用、易于實(shí)現(xiàn)，器件的選用要著眼于合適的參數(shù)、穩(wěn)定的性能、較低的功耗、低廉的成本以及較好的互換性能。重點(diǎn)：1、溫度

8、數(shù)據(jù)的采集； 2、無線通信技術(shù)的合理應(yīng)用； 3、系統(tǒng)軟件的各項(xiàng)調(diào)試；難點(diǎn)：1、無線溫度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的確定； 2、無線溫度檢測(cè)系統(tǒng)穩(wěn)定性和安全性的確定；工作計(jì)劃：第1周 接收指導(dǎo)老師編制的畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書。第2-3周 查資料寫開題報(bào)告和計(jì)劃進(jìn)度表。第4-6周 查閱資料，充分了解其工作原理。第7-8周 對(duì)上述工作進(jìn)行整理和完善。第9周 根據(jù)論文撰寫規(guī)范，寫出論文框架。第10-13周 以所得成果為依據(jù)，撰寫論文。第14周 根據(jù)老師指導(dǎo)，改善不足之處，完成論文。第15周 查閱資料，找出知識(shí)點(diǎn)，準(zhǔn)備答辯。第16周 整理答辯自述和問題準(zhǔn)備答辯。五、主要參考文獻(xiàn)（不少于10篇，期刊類文獻(xiàn)不少于7篇，應(yīng)有一

9、定數(shù)量的外文文獻(xiàn)，至少附一篇引用的外文文獻(xiàn)（3個(gè)頁面以上）及其譯文）1 張欣, 孫宏昌, 尹霞等.單片機(jī)原理與C51程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教程.J.北京：清華大學(xué)出版社. 2 黃智偉. 單片無線發(fā)射與接收電路設(shè)計(jì).J.西安：西安電子科技大學(xué)出版. 3 王賢君等. 現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)與技術(shù). J.南京：東南大學(xué)出版社. 4 王為青，程國(guó)鋼. 單片機(jī)Keil Cx51應(yīng)用開發(fā)技術(shù) .J. 人民郵電出版社.6 胡漢才.單片機(jī)原理及其接口技術(shù)M. 北京：清華大學(xué)出版社，2004.7 萬福君，潘松峰.單片微機(jī)原理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用（第二版）M. 合肥：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，2001.8 朱衛(wèi)華,黃智偉.基于無線數(shù)字溫

10、度傳感器的多點(diǎn)溫度測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)J.工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，2003,16(6):57-58.9 張海濱,鄭維智.短距離無線通信在控制中的應(yīng)用J.微計(jì)算機(jī)信息，2004,(11):129-130,38. 10 蔡型，張思全.短距離無線通信技術(shù)綜述J.現(xiàn)代電子技術(shù)，2004,(3):65-67，76.11 沙占友，由DS18B20組成的單線數(shù)字溫度計(jì)原理及應(yīng)用J.電測(cè)與儀表，1999，（2）.12曾滔，陳偉，胡嘯無線通訊模塊CCIIO0在油品運(yùn)輸車輛數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用J.福州大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2008，(S1)：16617013李麗軍，王代華，祖靜基于CCI100的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)J國(guó)外電子測(cè)量技術(shù)

11、，2007，26(12)：4244 14 李輝，宋詩，周建江基于ARM和nRF24工J0l的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)J國(guó)外電子元器件，2008，(12)：444615AT89C51 Datasheets（中文資料），深圳市中源單片機(jī)發(fā)展有限公司，2004,5-106.16 Microchip Technology Inc.32Kbit SPI? Bus Serial EEPROM P. Product Datasheet. 2004.17 Dallas Semiconductor Corporation.DS18B20 Programmable Resolution 1-Wire Digital Th

12、ermometerP.Product Datasheet.2002.外文文獻(xiàn)：Design of wireless temperature detection system based on single chip microcomputerIn recent years, data acquisition and application have attracted more and more attention, the data acquisition system has developed rapidly, and it can be widely used in various f

13、ields. Data acquisition system began in twentieth Century 50 in 1956, America first studied the testing system used in the military, the goal was to test the relevant documents do not depend on the test, operated by the non mature personnel, and test task is composed of high-speed automatic control

14、complete test equipment. Because the data acquisition test system with high speed and flexibility, can meet the data collection and test the task cannot be completed many traditional methods, thus obtained the preliminary approval. Probably in the late 60s, both at home and abroad have data acquisit

15、ion equipment and system engineering system belongs to a special. In twentieth Century 70 in the late 1990s, with the development of micro machine, the birth of the collector, the instrument with the computer data acquisition system for integrated solution. Because of the excellent performance of da

16、ta acquisition system, more than the automatic detection instruments and special traditional data acquisition system, which was a surprising development. Since 70 time, the process of data acquisition system development gradually divided into two categories, one category is the laboratory data acqui

17、sition system, one is the industrial field data acquisition system. In twentieth Century 80s along with the popularization of computer, data acquisition system has been greatly developed, began to appear in data acquisition and automatic test system of general. Data acquisition system of the stage o

18、f mainly has two kinds, one kind of the instrument and the collector, the general purpose interface bus and the computer. This system is mainly used in the laboratory, there are some applications in the industrial field. Second kinds of the data acquisition card, and computer standard bus, this clas

19、s is widely used in industrial field. In twentieth Century 80 time later period, great changes have taken place in data acquisition, industrial computer, single-chip microcomputer and large scale integrated circuit, software management, is the system cost is reduced, the volume small, function is mu

20、ltiplied, data processing capability has been greatly enhanced. Since twentieth Century 90 years, in the international advanced technologies of the country, using the data acquisition system has been successfully to the military, avionics and aerospace technology, industry and other fields. The inte

21、grated circuit manufacturing technology continues to improve, the single-chip microcomputer data acquisition system with high performance, high reliability (DAS). Data acquisition technology has become a special technology, has been widely used in the industrial field. Data acquisition system of the

22、 stage adopts module structure, according to the requirements of different applications, through a simple increase and change module, and system programming, can be extended or modified system, quickly formed a new system. Though the direction now by microcomputer as the core of a programmable data

23、acquisition and processing acquisition technology obtained the rapid development, and consists of a data acquisition system only requires a data acquisition card, put it in the slot and supplemented by computer application software, can realize the data acquisition function, but it does not produce

24、impact on the data acquisition system based on single chip microcomputer. Compared with the data acquisition card cost and functional restrictions, MCU with multi function, high efficiency, high performance, low voltage, low power consumption, low price advantage, while the double microcontroller wi

25、th high precision, fast conversion speed, can also through the acquisition of multi point, so can a can meet the requirement of practical application of data acquisition system the, simple circuit structure, high reliability. This makes the data acquisition system of single chip as the core has been

26、 widely used in many fields. In daily life and work, we often used for temperature control, temperature control system is widely used in automobile, boiler, electronic, chemical and other fields. Some of the temperature control system of early commonly use the analog circuit design, some use the the

27、rmistor, some of the uses of platinum resistance, some using thermocouples, and some use of PN junction, its accuracy and precision are not very ideal, now basically is the digital technology of a new generation of products based on, the product features, is the former generation. With the continuou

28、s improvement of cost performance MCU, application of a new generation of products are more and more widely, industrial process control system can constitute a complex, complete the complex control functions. Small appliances can be used to control, or even electronic toys for children. It is powerf

29、ul, small size, light weight, flexible and easy to use, with appropriate interface chip, can construct a wide range, functions of different micro electronics products. Control of measurement and display. In this design, according to the persons intention little extension, you can achieve more powerf

30、ul functions. With the development of social development, science and technology and gradual improvement of peoples living standard, now increasingly high degree of automation, information technology, single-chip computer and sensor applications more widely. A variety of convenient automatic control

31、 system in life into the peoples life. MCU and sensor is applied more and more widely in automatic control, it is practical, easy to use, advanced technology, and their widespread use is a sign of the progress of science and technology. In reality the temperature control is not appropriate to moldy,

32、 rotten warehouse daily work is needed to solve the problem, is an important index to measure the quality of warehouse management. It directly affects the life of reserve materials and working reliability. In order to maintain the daily work smoothly, the first task is to strengthen the temperature

33、detecting warehouse. At the same time, the special arrangements for personnel to go to the warehouse to measure temperature regularly is very troublesome, so the design of an automatic detection and display of temperature, it is necessary to temperature control equipment unlimited transmission and c

34、an be more remote. The temperature detection has many methods, devices and the use of alternative technology there are many. Therefore, the overall design of the system should satisfy the overall performance index system, considering the system use environment, the chosen structure as simple as poss

35、ible and practical, easy to implement, selection of devices should focus on the appropriate parameters, stable performance, low power consumption, low cost and good interchangeability.Temperature is a physical quantity of contact very many people in daily life, the daily life of people, animals and

36、plants to survive and multiply and ambient temperature are closely related, petroleum, chemical, metallurgy, textile, machinery manufacturing, aerospace, pharmaceutical, tobacco, file storage, food storage and other fields also have higher requirements the temperature. For example: tobacco and paper

37、 is hygroscopic high material, each stage of cigarette production are very special requirements for temperature, to ensure that the materials used in the water, ensure the production efficiency and product quality; temperature control level of printing workshop has a great influence on the printing

38、quality; rust in order to prevent the inventory of weapons and ammunition metal materials, mildew, and other items, must keep the environment temperature can not be too high; and the preservation of fruits, seeds, such as meat, also need to ensure a certain temperature. With the development of scien

39、ce and technology, many new industries has put forward higher requirements on the environment: the large scale integrated circuit manufacturing air cleanliness high, biochemical pharmaceutical need precise temperature control. Therefore, to monitor and control the temperature has been a very importa

40、nt technology in the production process. At present, the temperature sensor has been widely applied to many fields of meteorological, agricultural, metallurgical, chemical, textile, food, household appliances, storage etc. Because the measuring space large venues large, maintenance is difficult, the

41、 existing cable temperature measurement system cannot meet the needs of measurement detection. In order to realize the measurement acquisition of remote temperature data, we design a kind of wireless temperature acquisition system based on embedded technology and wireless sensor technology, can solv

42、e the problems in this area. 外文文獻(xiàn)：基于單片機(jī)的無線溫度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)近年來，數(shù)據(jù)采集及其應(yīng)用受到了人們?cè)絹碓綇V泛的關(guān)注，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)也有了迅速的發(fā)展，它可以廣泛的應(yīng)用于各種領(lǐng)域。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)起始于20世紀(jì)50年代，1956年美國(guó)首先研究了用在軍事上的測(cè)試系統(tǒng)，目標(biāo)是測(cè)試中不依靠相關(guān)的測(cè)試文件，由非成熟人員進(jìn)行操作，并且測(cè)試任務(wù)是由測(cè)試設(shè)備高速自動(dòng)控制完成的。由于該種數(shù)據(jù)采集測(cè)試系統(tǒng)具有高速性和一定的靈活性，可以滿足眾多傳統(tǒng)方法不能完成的數(shù)據(jù)采集和測(cè)試任務(wù)，因而得到了初步的認(rèn)可。大概在60年代后期，國(guó)內(nèi)外就有成套的數(shù)據(jù)采集設(shè)備和系統(tǒng)多屬于專用的系統(tǒng)。20世紀(jì)70年

43、代后期，隨著微型機(jī)的發(fā)展，誕生了采集器、儀表同計(jì)算機(jī)溶為一體的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。由于這種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的性能優(yōu)良，超過了傳統(tǒng)的自動(dòng)檢測(cè)儀表和專用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，因而獲得了驚人的發(fā)展。從70年代起，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)發(fā)展過程中逐漸分為兩類，一類是實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，一類是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 20世紀(jì)80年代隨著計(jì)算機(jī)的普及應(yīng)用，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)得到了很大的發(fā)展，開始出現(xiàn)了通用的數(shù)據(jù)采集與自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)。該階段的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要有兩類，一類以儀表儀器和采集器、通用接口總線和計(jì)算機(jī)組成。這類系統(tǒng)主要應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室，在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)也有一定的應(yīng)用。第二類以數(shù)據(jù)采集卡、標(biāo)準(zhǔn)總線和計(jì)算機(jī)構(gòu)成，這一類在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用較多。20世

44、紀(jì)80年代后期，數(shù)據(jù)采集發(fā)生了很大的變化，工業(yè)計(jì)算機(jī)、單片機(jī)和大規(guī)模集成電路的組合，用軟件管理，是系統(tǒng)的成本減低，體積變小，功能成倍增加，數(shù)據(jù)處理能力大大加強(qiáng)。 20世紀(jì)90年代至今，在國(guó)際上技術(shù)先進(jìn)的國(guó)家，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)已成功的運(yùn)用到軍事、航空電子設(shè)備及宇航技術(shù)、工業(yè)等領(lǐng)域。由于集成電路制造技術(shù)的不斷提高，出現(xiàn)了高性能、高可靠的單片機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS）。數(shù)據(jù)采集技術(shù)已經(jīng)成為一種專門的技術(shù)，在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。該階段的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用模塊式結(jié)構(gòu)，根據(jù)不同的應(yīng)用要求，通過簡(jiǎn)單的增加和更改模塊，并結(jié)合系統(tǒng)編程，就可擴(kuò)展或修改系統(tǒng)，迅速組成一個(gè)新的系統(tǒng)。盡管現(xiàn)在以微機(jī)為核心的可編程數(shù)據(jù)采集

45、與處理采集技術(shù)的發(fā)展方向得到了迅速的發(fā)展，而且組成一個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)只需要一塊數(shù)據(jù)采集卡，把它插在微機(jī)的擴(kuò)展槽內(nèi)并輔以應(yīng)用軟件，就能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集功能，但這并不會(huì)對(duì)基于單片機(jī)為核心的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)產(chǎn)生影響。相較于數(shù)據(jù)采集板卡成本和功能的限制，單片機(jī)具多功能、高效率、高性能、低電壓、低功耗、低價(jià)格等優(yōu)點(diǎn)，而雙單片機(jī)又具有精度較高、轉(zhuǎn)換速度快、能夠?qū)Χ帱c(diǎn)同時(shí)進(jìn)行采集，因此能夠開發(fā)出能滿足實(shí)際應(yīng)用要求的、電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的、可靠性高的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。這就使得以單片機(jī)為核心的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在日常生活和工作中，我們常常用到溫度控制，溫度控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于汽車, 鍋爐, 電子, 化工等各個(gè)領(lǐng)

46、域。早期常用的一些溫度控制系統(tǒng)都使用模擬電路設(shè)計(jì)制作的，有些使用熱敏電阻，有些使用鉑電阻，有些使用熱電偶，還有些使用PN結(jié)，其準(zhǔn)確性和精度都不是很理想，現(xiàn)在基本上都是基于數(shù)字技術(shù)的新一代產(chǎn)品，這種產(chǎn)品功能強(qiáng)，是前者的換代之物。隨著單片機(jī)性能價(jià)格比的不斷提高，新一代產(chǎn)品的應(yīng)用也越來越廣泛，大可構(gòu)成復(fù)雜的工業(yè)過程控制系統(tǒng)，完成復(fù)雜的控制功能。小則可以用于家電控制，甚至可以用于兒童電子玩具。它功能強(qiáng)大，體積小，質(zhì)量輕，靈活好用，配以適當(dāng)?shù)慕涌谛酒梢詷?gòu)造各種各樣、功能各異的微電子產(chǎn)品。在本設(shè)計(jì)上按照個(gè)人的意圖稍加擴(kuò)展，就可以實(shí)現(xiàn)更多更強(qiáng)大的功能。隨著社會(huì)的發(fā)展、科技的進(jìn)步以及人們生活水平的逐步提高

47、，現(xiàn)如今自動(dòng)化、信息化程度越來越高，單片機(jī)和傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣。各種方便于生活的自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)入了人們的生活。單片機(jī)和傳感器在自動(dòng)控制中的應(yīng)用越來越廣泛，它實(shí)用性強(qiáng)，使用方便，技術(shù)先進(jìn)，它們的廣泛應(yīng)用是科技進(jìn)步的標(biāo)志。 現(xiàn)實(shí)中溫度控制不適當(dāng)導(dǎo)致的發(fā)霉，腐爛問題是倉(cāng)庫(kù)日常工作急需解決的問題，是衡量倉(cāng)庫(kù)管理質(zhì)量的重要指標(biāo)。它直接影響到儲(chǔ)備物資的使用壽命和工作可靠性。為保持日常工作的順利進(jìn)行，首要任務(wù)是加強(qiáng)倉(cāng)庫(kù)的溫度檢測(cè)。同時(shí)專門的安排人員去定期去倉(cāng)庫(kù)測(cè)量溫度也非常麻煩，因此設(shè)計(jì)一種自動(dòng)檢測(cè)和顯示溫度，并且能夠進(jìn)行較遠(yuǎn)距離的無限傳輸?shù)臏囟瓤刂圃O(shè)備很有必要。溫度是人們?nèi)粘Ｉ钪薪佑|非常多的一個(gè)物

48、理量，人們的日常生活、動(dòng)植物的生存繁衍和周圍環(huán)境的溫度息息相關(guān)，石油、化工、冶金、紡織、機(jī)械制造、航空航天、制藥、煙草、檔案保管、糧食存儲(chǔ)等領(lǐng)域?qū)囟纫灿兄^高的要求。例如：煙葉和紙張是吸濕性極高的材料，卷煙生產(chǎn)的每一個(gè)階段對(duì)溫度都有非常特別的要求，以確保所使用材料的水分，保證生產(chǎn)的效率和產(chǎn)品質(zhì)量；印刷車間的溫度控制水平對(duì)印刷質(zhì)量有很大的影響；為防止庫(kù)存武器彈藥、金屬材料等物品霉?fàn)€、生銹，必須保持環(huán)境溫度不能過高；而水果、種子、肉類等的保存又需要保證一定的溫度。溫度的檢測(cè)有許多方法，可供選擇的器件和運(yùn)用的技術(shù)也有多種。因此，系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案應(yīng)在滿足系統(tǒng)整體性能指標(biāo)的前提下，充分考慮系統(tǒng)使用的

49、環(huán)境，所選的結(jié)構(gòu)要盡量簡(jiǎn)單實(shí)用、易于實(shí)現(xiàn)，器件的選用要著眼于合適的參數(shù)、穩(wěn)定的性能、較低的功耗、低廉的成本以及較好的互換性能。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，許多新興產(chǎn)業(yè)對(duì)環(huán)境提出了更高的要求：制造大規(guī)模集成電路需要極高的空氣潔凈度，生物化學(xué)制藥需要精確的溫度控制。因此，對(duì)溫度的監(jiān)測(cè)和控制已成為生產(chǎn)過程中非常重要的技術(shù)要求。目前，溫度傳感器已廣泛應(yīng)用于氣象、農(nóng)林、冶金、化工、紡織、食品、家用電器、倉(cāng)儲(chǔ)等許多領(lǐng)域。由于一些大型場(chǎng)所的測(cè)量空間較大，維護(hù)較困難，現(xiàn)有的有線溫度測(cè)量系統(tǒng)無法滿足計(jì)量檢測(cè)的需要。為了能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)距離溫度數(shù)據(jù)的計(jì)量采集，本人研究設(shè)計(jì)了一種結(jié)合嵌入式技術(shù)和無線傳感器技術(shù)的無線溫度采集系統(tǒng)

50、，可以解決這方面的難題。單片機(jī)有兩種基本結(jié)構(gòu)形式:一種是在通用微型計(jì)算機(jī)中廣泛采用的，將程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器合用一個(gè)存儲(chǔ)器空間的結(jié)構(gòu)，稱為普林斯頓（Princeton）結(jié)構(gòu)。另一種是將程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器截然分開，分別尋址的結(jié)構(gòu)，稱為哈佛（Har-vard）結(jié)構(gòu)，一般需要較大的程序存儲(chǔ)器，目前的單片機(jī)以采用程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器截然分開的結(jié)構(gòu)為多。 單片微型計(jì)算機(jī)自從問世以來，作為微型計(jì)算機(jī)一個(gè)很重要的分支，應(yīng)用廣泛，發(fā)展迅速，尤其是美國(guó)Intel公司生產(chǎn)的MCS-51系列單片機(jī)，由于其具有集成度高，處理功能強(qiáng)，可靠性高，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，在智能儀器儀表、工業(yè)檢測(cè)控制、機(jī)電一體

51、化等方面取得了令人矚目的成就。 本文討論的單片機(jī)無線溫度控制系統(tǒng)的核心是目前應(yīng)用極為廣泛的51系列單片機(jī)，配置了外圍設(shè)備，構(gòu)成了一個(gè)可編程的溫度測(cè)量和顯示系統(tǒng)，具有體積小，可靠性高，功能強(qiáng)等特點(diǎn)。不僅能滿足所需要求而且還有很多功能可供開發(fā)，有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。 20世紀(jì)80年代中期以后，Intel公司以專利轉(zhuǎn)讓的形式把8051內(nèi)核技術(shù)轉(zhuǎn)讓給許多半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)廠家，如ATMEL、PHILIPS、ANALOG、DEVICES、DALLAS等。這些廠家生產(chǎn)的芯片是MCS-51系列的兼容產(chǎn)品，準(zhǔn)確地說是與MCS-51指令系統(tǒng)兼容的單片機(jī)。這些兼容機(jī)與8051的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（主要是指令系統(tǒng)）相同，采用CMOS工藝，因而，常用80C51系列來稱呼所有具有8051指令系統(tǒng)的單片機(jī)，它們對(duì)8051單片機(jī)一般都作了一些擴(kuò)充，更有特點(diǎn)。其功能和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力更強(qiáng)，不該把它們直接稱呼為MCS-51系列單片機(jī)，因?yàn)镸CS只是Intel公司專用的單片機(jī)系列型號(hào)。MCS-51系列及80C51單片機(jī)有多種品種。它們的引腳及指令系統(tǒng)相互兼容，主要在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上有些區(qū)別。目前使用的MCS-51系列單片機(jī)及其兼容產(chǎn)品通常分成以下幾類：基本型、增強(qiáng)型、低功耗型、專用型、超8位型、片內(nèi)閃爍存儲(chǔ)器型。