智能温度数据采集单片机系统研发论文

2020-09-24 04:29:45 94

0引言

随着数字信息时代的不断发展，基于单片机的数据采集系统具有结构紧凑，工作性能稳定，扩展性好，和丰富的功能。已经得到了充分的重视和广泛的应用。人是恒温动物。人体肝脏，脾脏，胆囊，血压，血液成分等会随着温度的变化而受到不同程度的影响，舒适的温度有利于健康。

本文进一步分析研究基于单片机的室温智能温度数据采集系统。该系统分为两部分：室温数据收集器和监视室温的主机。该采集器基于STC15F2K61S2微控制器，实现对室温的实时监控，相关设备的显示和控制，达到控制室温的效果。

1系统的整体设计

系统的整个过程包括信号采集，信号的单芯片处理，实时显示采集的数据，智能控制温度控制设备，并将收集的数据上传到PC进行存储和分析。系统原理如图1所示。该系统包括前端温度传感器，单芯片计算机，按钮，数字管显示器，空调和其他温度控制设备以及PC。其中，单片机是核心设备，主要完成采集信号的处理和转换，并将转换后的数据信息显示在数码管上。同时根据温度变化自动控制空调，风扇和暖气，数据存储在上位机的数据库中，可以显示当天的室温情况，历史改变趋势曲线，并使用空调和暖气设备。

1.1单片机的I / O端口分配

对于由单片机控制的智能温度采集系统，单片机是系统设计的核心部分，合理使用。单片机的I / O端口资源是系统设计成功的关键。该系统使用微控制器的P0和P2端口控制数字管的字码和字体代码，P1.0端口用于将传感器检测到的模拟信号输入到微控制器内部的A / D转换器。 ，P3.0和P3.1实现与上位机的串行通讯，P3.2〜P3.4与按键连接，P3.5〜P3.7与温控设备连接。

1.2 A / D转换模块

温度传感器采样的数据用于数据采集。单片机同时触发转换过程。转换后，它读入单片机并执行进一步的信号处理。该系统中使用的ADC转换器模块是集成在STC15系列微控制器中的8通道10位高速ADC转换器模块。模拟信号输入端口设置在P1端口的8个引脚上。该系统仅使用P1.0作为模拟信号。输入端口。 ADC转换器模块中涉及的主要寄存器为：

（1）ADC控制寄存器ADC_CONTR（参见表1）。

（2）A / D与转换中断相关的寄存器IE（参见表2）。

EA：通用中断使能控制位。设置为1以启用总中断。

EADC：ADC使能控制端子，设置为使能ADC中断。

当EA = 1且EADC = 1时，ADC控制寄存器ADC_CONTR中的ADC_FLAG是A / D转换结束标志，是A / D转换结束时的中断请求标志。

该模块主要包括程序的两个部分：ADC初始化程序和ADC中断服务程序。其中，初始化程序主要用于将P1端口设置为ADC输入通道，启动ADC转换器，并使能CPU中断，等待中断请求以结束A / D转换。程序设计过程如图2所示。

完成A / D转换后，ADC转换器停止工作，并将相应的中断标志位ADC_FLAG设置为1，程序跳至ADC中断服务程序在ADC中断服务程序中，主要任务是清除中断标志位，计算A / D转换的数字量，然后重新启动ADC转换器。 ADC中断服务程序的工作流程如图3所示。

1.3数据存储和分析模块

微控制器收集室温后，经过数据处理后，结果需要上传到PC进行数据存储和分析。由于上载的数据量很小，因此该系统使用串行端口通讯进行数据传输。主机接收到实时数据后，需要将实时室温存储在数据库中，以为历史数据的管理和分析提供可靠的数据支持。

此系统使用的数据库是SQL Server，并且编写Java语言来连接到数据库并通过JDBC提供的接口来操作数据库。数据存储过程如图4所示。

2结论

单机智能温度采集和分析系统单片机可以实时记录室内温度的变化，在不适合人体健康的情况下，智能控制温控设备来调节室内温度。

参考文献

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