基于AT89C51和LABVIEW智能温度传感器设计

1、.PAGE ：.；用于农业领域的智能温度传感器的设计摘要：本文引见了基于数字温度传感器DSB的测温系统的设计，论述了其与ATC单片机和PC机相结合组成传感器测温系统，实现温度检测系统的硬件和软件设计。该系统由DSB与单片机ATC的接口电路，串口通讯电路组成，经过软件编程发送到上位机PC机，并在PC机上用LABVIEW界面远程显示测的温度值。该系统构造简单，抗干扰才干强，稳定可靠，适宜于恶劣环境下进展现场温度丈量，可运用于仓库测温、温室大棚和消费过程监控等领域。关键字：DSB Labview测温系统 ATC智能传感器的定义和实现途径.智能传感器的定义智能传感器Intelligent sensor

2、 或 Smart sensor最初是由美国宇航局 年在开发出来的产品。宇宙飞船上需求大量的传感器不断向地面发送温度、位置、速度和姿态等数据信息，用一台大型计算机很难同时处置如此庞杂的数据，要不丧失数据，并降低本钱，必需有能实现传感器与计算机一体化的乖巧传感器。智能传感器是指具有信息检测、信息处置、信息记忆、逻辑思想和判别功能的传感器。它不仅具有传统传感器的各种功能,而且还具有数据处置、缺点诊断、非线性处置、自校正、自调整以及人机通讯等多种功能。它是微电子技术、微型电子计算机技术与检测技术相结合的产物。早期的智能传感器是将传感器的输出信号经处置和转化后由接口送到微处置机部分进展运算处置。年代智能

3、传感器主要以微处置器为中心,把传感器信号调理电路、微电子计算机存贮器及接口电路集成到一块芯片上,使传感器具有一定的人工智能。年代智能化丈量技术有了进一步的提高,使传感器实现了微型化、构造一体化、阵列式、数字式,运用方便和操作简单、具有自诊断功能、记忆与信息处置功能、数据存贮功能、多参量丈量功能、联网通讯功能、逻辑思想以及判别功能。智能化传感器是传感器技术未来开展的主要方向。在今后的开展中,智能化传感器无疑将会进一步扩展到化学、电磁、光学和核物理等研讨领域。.智能传感器的实现途径智能传感器的“智能主要表达在强大的信息处置功能上。在技术上有以下一些途径来实现。在先进的传感器中至少综合了其中两种趋势

4、，往往同时表达了几种趋势。 采用新的检测原理和构造实现信息处置的智能化。采用新的检测原理，经过微机械精细加工工艺设计新型构造，使之能真实地反映被测对象的完好信息，这也是传感器智能化的重要技术途径之一。例如多振动智能传感器，就是利用这种方式实现传感器智能化的。工程中的振动通常是多种振动方式的综合效应，常用频谱分析方法分析解析振动。由于传感器在不同频率下灵敏度不同，势必呵斥分析上的失真。采用微机械加工技术，可在硅片上制造出极其精细的沟、槽、孔、膜、悬臂梁、共振腔等，构成性能优良的微型多振动传感器。目前，已能在mmmm的硅片上制成条振动板、谐振频率为kHz的多振动智能传感器。运用人工智能资料实现信息

5、处置的智能化 利用人工智能资料的自顺应、自诊断、自修复、自完善、自调理和自学习特性，制造智能传感器。人工智能资料具有感知环境条件变化普通传感器的功能，自我判别处置器功能及发出指令和自我采取行动执行器功能。因此，利用人工智能资料就能实现智能传感器所要求的对环境检测和反响信息调理与转换的功能。人工智能资料种类繁多，例如半导体陶瓷、记忆合金、氧化物薄膜等。按电子构造和化学键分为金属、陶瓷、聚合物和复合资料等几大类；按功能特性又分为半导体、压电体、铁弹体、铁磁体、铁电体、导电体、光导体、电光体和电致流变体等集中按外形分为块材、薄膜和芯片智能资料。集成化 集成智能传感器是利用集成电路工艺和微机械技术将传

6、感器敏感元件与功能强大的电子线路集成在一个芯片上或二次集成在同一外壳内，通常具有信号提取、信号处置、逻辑判别、双向通讯等功能。和经典的传感器相比，集成化使得智能传感器具有体积小、本钱低、功耗小、速度快、可靠性高、精度高以及功能强大等优点。软件化 传感器与微处置器相结合的智能传感器，利用计算机软件编程的优势，实现对丈量数据的信息处置功能主要包括以下两方面：运用软件计算实现非线性校正、自补偿、自校准等，提高传感器的精度、反复性等。用软件实现信号滤波,如快速傅里叶变换、短时傅里叶变换、小波变换等技术,简化硬件、提高信噪比、改善传感器动态特性。运用人工智能、神经网络、模糊实际等，使传感器具有更高智能即

7、分析、判别、自学习的功能。多传感器信息交融技术 单个传感器在某一采样时辰只能获取一组数据，由于数据量少，经过处置得到的信息只能用来描画环境的部分特征，且存在着交叉敏感度的问题。多传感器系统经过多个传感器获得更多种类和数量的传感数据，经过处置得到多种信息可以对环境进展更加全面和准确的描画网络化 独立的智能传感器，虽然可以做到快速准确地检测环境信息，但随着丈量和控制范围的不断扩展，单节点、被动的信息获取方式曾经不能满足人们对分布式测控的要求，智能传感器与通讯网络技术相结合，构成网络化智能传感器。网络化智能传感器使传感器由单一功能、单一检测向多功能和多点检测开展；从被动检测向自动进展信息处置方向开展

8、；从就地丈量向远间隔 实时在线测控开展。传感器可以就近接入网络，传感器与测控设备间无需点对点衔接，大大简化了衔接线路，节省投资，也方便了系统的维护和扩展。智能温度传感器的运用背景引见温度是一种最根本的环境参数，人民的生活与环境的温度息息相关，在工业消费过程中需求实时丈量温度，在农业消费中也离不开温度的丈量，因此研讨温度的丈量方法和安装具有重要的意义.丈量温度的关键是温度传感器，温度传感器的开展阅历了三个开展阶段:传统的分立式温度传感器，模拟集成温度传感器，智能集成温度传感器.目前，国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式，从集成化向智能化、网络化的方向飞速开展.本设计选择集成电路温度传感器AD作

9、为传感器器丈量温度.该安装适用于人民的日常生活和工、农业消费用于温度丈量. 智能温度传感器的设计.原理和功能描画 大棚蔬菜满足了人民能一年四季吃到新颖蔬菜的愿望，为提供更多量、更有营养价值的蔬菜，智能的大棚温度监控系统已成为农民的迫切需求。以S单片机和上位机为主的温度监控系统可对大棚内部的温度进展实时监控，以人性化的方式向大棚管理人员提供温度调理的信息，协助 农民提高农作物的产量，减少农民的任务量。温度监控系统采用S单片机为中心，DSB为温度传感器。其中，DSB是美国DALLAS半导体公司继DS之后最新推出的一种改良型智能温度传感器。与传统的热敏电阻相比，他可以直接读出被测温度并且可根据实践要

10、求经过简单的编程实现位的数字值读数方式。可以分别在. ms和 ms内完成位和位的数字量，并且从DSB读出的信息或写入DSB的信息仅需求一根口线单线接口读写,温度变换功率来源于数据总线，总线本身也可以向所挂接的DSB供电，而无需额外电源。因此运用DSB可使系统构造更趋简单，可靠性更高。他在测温精度、转换时间、传输间隔 、分辨率等方面较DS有了很大的改良，给用户带来了更方便的运用和更令人称心的效果。 大棚温度采用数字温度传感器DSB，单片机根据输入的温度得出结果，蜂鸣器报警提示农民作出适当的温度调理。在大棚内经过数码管来显示结果，监控室内经过用美国国家仪器公司的NI Labview为开发环境开发的

11、上位机监控软件。该系统本钱低，操作方便，设计人性化，具有良好的推行价值。.硬件设计.系统硬件构造图P.口ATCDSB温度传感器报警数码管显示上位机图 系统构造框图.系统电路原理图图 硬件电路原理图.软件设计. 上位机监控软件设计图 前面板程序图图 后面板程序图.主程序流程图本系统采用P.口接传感器DSB，在DSB初始化后采集P.口传感器温度，然后把采集的温度发送到串口送入PC机上位机，并在上位机用Labview远程显示。开场初始化DSB复位采集温度值发送数据图 主程序流程图单片机首先发出一复位脉冲，使信号线上一切的DSB 芯片都被复位，然后从器件DSB 回送一存在脉冲，告知主机已预备就绪。系列

12、任务。DSB 的任务流程图图 DSB 的任务流程图.实验结果图 最终实验结果终了语 经过这次的作业，在很大程度上提高了我自主学习和思索的才干。论文中所涉及的知识很大程度上是在已有的知识根底上，借助书籍和网上资源，经过反复思索而得出的。当然还有一部分是参考资料上的内容。本次作业非常适宜当下农民人数日益减少，个体农业不景气的情况，在设计和报告中并没有思索到所用芯片的知识能否能被本人完全吸收，作出本人称心的设计。但是在实行的过程中，觉得要深化地了解一块传感器的功能是需求下一番功夫的，经过本人努力而获得的每一个知识也是更具意义的。由于才干及时间的限制，该系统并不是特别完善，针对DSB，我查阅大量的相关

13、资料和跟据上课所学习的得到莫大收获。由于C言语和汇编言语相比有很大的优越性，故此次系统设计采用了C言语的编写方式。置信在日后的学习中，努力地学习这方面的知识，日后必会有才干为农民设计一款适用、方便的温度控制系统，也可以在此系统根底上扩展自动通风系统等功能，大幅度的减少农民的任务量。参考文献 马淑华，王凤文，张美金.单片机原理与接口技术M.北京：北京邮电大学，. 张鹏，王雪梅.单片机原理与运用实例教程M.北京：海洋，. 张婧武，周灵彬.单片机系统的PROTEUS设计与仿真M.北京：电子工业，. 唐颖，程菊花，任条娟.单片机原理与运用及C程序设计M.北京：北京大学，. 边春元，李文涛，江杰，杜平.

14、C单片机典型模块设计与运用M.北京：机械工业，.附录 源程序#includeUnsigned char code Duan=xf,x,xb,xf,x,xd,xd,x,xf,xf,x,x;unsigned char Data_Buffer=,;unsigned char Temperature=;/温度值sbit DAQ =P; /定义通讯端口sbit wei = P;sbit wei = P;void delay(unsigned int i) while(i-);void SendString(uint ch) /发送至上位机数据 char i = ; ES = ; SBUF = ch ;

15、while( TI = ); TI = ; delay(); SBUF = ch; while(TI=); TI=; ES=;void Init_DSB(void) /初始化函数 unsigned char i=; DAQ = ; /DQ复位 delay(); /稍做延时 DAQ = ; /单片机将DQ拉低 delay(); /准确延时 大于 us DAQ = ; /拉高总线 delay(); i=DAQ; /稍做延时后 假设x=那么初始化胜利 x=那么初始化失败 delay();/读一个字节unsigned int ReadOneChar(void) unsigned char i=, da

16、t = ;for (i=;i;i-) DAQ = ; / 给脉冲信号 dat=; DAQ = ; / 给脉冲信号 if(DAQ=) dat|=x; delay(); return(dat);void WriteOneChar(unsigned char dat) /写一个字节 unsigned char i=; for (i=; i; i-) DAQ = ; DAQ = dat&x; delay(); DAQ = ; dat=; unsigned int ReadTemperature(void) /读取温度 unsigned char H_valu=,L_valu=;unsigned int Buff_T=;float tt=;Init_DSB();WriteOneChar(xCC); / 跳过读序号列号的操作WriteOneChar(x); / 启动温度转换I