2021年远程温度控制综合系统优质毕业设计.doc

引言
温度是工业生产中常见被控参数之一。从食品生产到化工生产，从燃料生产到钢铁生产等等，无不包含到对温度控制，可见，温度控制在工业生产中占据着很关键地位，而且伴随工业生产现代化，对温度控制速度和精度也会越来越高。多年来，
温度控制领域发生了很大改变，工业生产中对温度控制不再局限于近距离或直接控制，而是需要进行远距离控制，这就产生了远程温度控制。
远程温度控制通信方法有多个，如经过网络，无线电等等。每一个方法全部有其优点和缺点。利用无线电通信，方便、灵活，而且经济。它不需要像网络控制花费巨大通信资源，也不受网络速度影响。
在温度控制方法上，传统控制方法(包含经典控制和现代控制)在处理含有非线形或不正确特征被控对象时十分困难。而温度系统为大滞后系统，较大纯滞后可引发系统不稳定。
在温度采集方法上，通常是利用热电偶把热化为电信号，再经过A/D转换得到温度值。这种方法速度慢，而且精度不是很高。综合上面考虑和自己爱好，设计了基于无线电通信远程温度控制系统。本文具体介绍了系统硬件设计，软件设计，和调试等，期望它能给初级电子制作爱好者带来部分无线电通信和温度控制基础常识，和应该注意部分事项。
1、温度控制发展及意义
在人类生活环境中，温度饰演着极其关键角色。不管你生活在哪里，从事什么工作，无时无刻不在和温度打着交道。自18世纪工业革命以来，工业发展对是否能掌握温度有着绝正确联络。在冶金、钢铁、石化、水泥、玻璃、医药等等行业，能够说几乎%80工业部门全部不得不考虑着温度原因。
现代工业设计、工程建设及日常生活中常常需要用到温度控制,早期温度控制关键应用于工厂中，比如钢铁水溶温度，不相同级钢铁要经过不一样温度铁水来实现，这么就可能有效利用温度控制来掌握所需要产品了。在现代社会中，温度控制不仅应用在工厂生产方面，其作用也表现到了各个方面，伴随大家生活质量提升，酒店厂房及家庭生活中全部会见到温度控制影子，温度控制将愈加好服务于社会。
2 总体设计和可行性分析
设计任务
1、利用所学知识设计远程温度控制系统。电烤箱温度可在一定范围内由人工设定，温度信号检测方案自行确定，用单片机采取PID控制算法实现温度实时控制，静态误差1度，超调量〈%，系统温度调整时间ts〈4分钟。控制输出采取脉冲移相触发可控硅来调整加热有效功率。控制温度范围室温--125℃，用十进制数码显示箱内温度。
2、采取PID控制算法实现温度实时控制，并显示温度实际值。
3、了解计算机控制系统基础原理和组成；
4、实现无线发送、接收，编码、解码校验。实现超限报警；
5、掌握计算机控制系统软、硬件设计和调试，实现满足指标要求控制系统。
关键技术指标：
（1）温度控制误差：≤±℃；
（2）发射频率：≥300MHZ
（3）发射距离：≥500m
（4）误码率：≤10-6
总体设计框图及概述述
图 系统总体设计框图
图 键盘控制面示意图
，键盘控制面采取2*4式键盘，K0，K1功效分别是左移一位和右移一位；K4，K5功效分别是加1和减1；K2，K3，K6分别是向从系统00，01，10发送温度设定值功效键。K7为清楚报警鸣声且熄灭报警提醒红绿灯。编码解码部分采取通用编解芯片PT2262/PT2272。PT2262/PT2272工作电压低，可进行地址编码，地址码多达531441种，数据最多可达6位。发射接收部分采取F05T，J04T模块，发射接收频率为433M，工作电压3
—12V，。温度传感器采取“一线总线”数字温度传感器DS18B20，DS18B20测量范围为-55℃—125℃，测量精度为±℃。
温度采集系统设计
采取经典反馈式温度控制系统，。
温度采集系统框图
数字PID控制
数字PID控制在生产过程中是一个最普遍采取控制方法，在冶金、机械、化工等行业中取得广泛应用。下面简单介绍PID控制基础原理、数字PID控制算法及其改善和PID参数整定及其发展。
PID控制原理
在模拟控制系统中，控制器最常见控制规律是PID控制。PID控制器是一个线性控制器，它依据给定值r(t)和实际输出值c(t)组成控制偏差e(t)=r(t)-c(t)。将偏差百分比、积分和微分经过线形组合组成控制量，对被控对象进行控制，故称PID控制器。其控制规律为：
u(t)=Kp[e(t)+1/Ti∫e(t)dt+Tdde(t)/dt] （1）
或写成传输函数形式
G(S)=U(S)