基于51单片机的wifi无线温度测控系统毕业论文

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1、计算机技术与科学学院课程设计报告（2014—2015学年第二学期）课程名称：______project3_________班级：电子1201学号：14021201191402120120姓名：李栋李凌锋指导教师：胡方强武晓光袁建华包亚萍毛钱萍2015年7月39目录第一部分总体设计与选型分析41.1总体设计41.1.1受控模块41.1.2测温模块51.1.3单片机系统51.1.4显示模块51.1.5控制模块51.1.6wifi模块51.1.7上位机51.2选型分析51.2.1受控模块方案51.2.2测温模块方案51.2.3控制模块方案61.2.4显示模块方案6第二部分电路硬

2、件设计72.1受控模块72.2测温模块72.3单片机系统82.4显示模块92.5控制模块102.6wifi模块112.7上位机13第三部分系统软件设计133.1主程序设计143.2子程序设计153.2.1LCD1602子程序153.2.2DS18B20子程序163.2.3串口中断程序173.2.4定时器中断程序173.2.5PID子程序18第四部分PID调试194.1PID调节器控制原理194.2位置式PID算法204.3PID参数整定204.3.1整定比例带204.3.2整定积分时间204.3.3优化参数214.3.4关于微分21394.3.5死区设置21第五部分系统性

3、能优化215.1反应速度优化215.2稳定性优化225.3优化前后系统性能对比23第六部分问题总结246.1硬件问题246.1.1MOS管开关无法正常工作246.1.2电脑无法连接WIFI模块246.1.3下位机返回数据乱码246.1.4液晶无法显示246.2软件问题246.2.1上位机与下位机无法正常通信246.2.2PID程序无法调用256.2.3DS18B20测温不稳定25第七部分总结25参考文献25附录A仿真图26附录B受控模块实物图27附录C程序2839基于单片机的WIFI无线温度测控系统摘要：温度是一个非常重要的物理量，因为它直接影响燃烧、化学反应、发酵、蒸馏

4、、浓度、结晶以及空气流动等物理和化学过程。温度控制失误可能引起生产安全、产品质量、产品产量等一系列问题。本文介绍的是一个以单片机为核心的无线温度控制系统，主要通过WIFI模块完成远程温度控制功能。在一定的区间内，在自动控制系统的控制下，温度始终在人们要求的范围之内。它利用单片机STC89C52、温度传感器DS18B20及LCD等器件实现。基本工作原理是单片机利用DS18B20对温度进行采集，通过串口传递给WIFI模块，再利用无线信号将数据传递给上位机（笔记本电脑或手机）进行温度显示。同时，上位机可以利用无线信号和通信串口发送目标温度给单片机，单片机利用内置的PID算法进行

5、控温。关键词：单片机；WIFI发送接收；PID；温度控制；LCD显示第一部分总体设计与选型分析系统的总体设计方案应在满足系统整体性能指标的前提下，充分考虑系统使用的环境，所选的结构要尽量简单实用、易于实现，器件的选用要着眼与合适的参数、稳定的性能、较低的功耗、低廉的成本以及较好的互换性能。1.1总体设计以下为本设计的总体框图显示模块wifi模块单片机系统测温模块受控模块上位机控制模块1.1.1受控模块受控对象为水泥电阻和12v供电的风扇，水泥电阻使用12v电源进行加热，风扇用来对水泥电阻进行降温，使其达到目标温度，从而实现温度控制。1.1.2测温模块39测温电路核心器件是

6、温度传感器DS18B20。DS18B20测得水泥电阻的温度传输给单片机进行相应的处理。1.1.3单片机系统本设计的单片机使用51单片机。单片机系统连接受控模块、显示模块、控制模块、wifi模块四个部分。1.1.4显示模块显示模块使用LCD1602进行显示，由单片机驱动，显示测温对象的当前温度以及目标温度。1.1.5控制模块控制部分使用MOS管作为开关器件来控制对受控对象的加热以及降温从而达到温度控制的效果。单片机根据内置的PID程序输出不同占空比的PWM波，控制MOS管的通断，从而达到控温的目的。1.1.6wifi模块wifi模块为有人的USR-WIFI232-T。wif

7、i模块通过串口与单片机系统之间进行双向的数据传输，具体数据由与wifi模块连接的上位机决定。1.1.7上位机上位机软件使用wifi模块配套的软件，而不去重新编写以加快进度。上位机通过wifi模块向下位机发送两种指令。一种是查询指令，要求下位机返回受控对象当前的温度；另一种是控制指令，修改测温对象的目标温度。1.2选型分析1.2.1受控模块方案方案一：将水泥电阻和风扇均直接置于外界环境中。该方案利于风扇对水泥电阻的降温，但外界环境的空气流动以及温度变化将会对水泥电阻的加热产生较大影响。方案二：将水泥电阻和风扇均至于密闭的容器内。