基于无线网络技术的大型温度控制系统的研究

发布时间：2017-09-12 15:19

  本文关键词：基于无线网络技术的大型温度控制系统的研究

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【摘要】：针对当前大型烘房控制系统功能简单、自动化控制程度低等方面的不足,本文设计了基于无线网络技术的大型烘房温度控制系统,该系统可快速高效实现大型烘房的温度控制,提高木材、皮革、织物、纸张等的干燥质量,同时节约能源,经济效益显著。该系统是由中心PC机和若干个下位机(监控点)组成,系统的下位机主要由核心单片机AT89C52、温度采集模块、湿度采集模块、温度控制模块、无线数传模块、LCD显示模块和键盘模块组成。中心PC机和下位机之间数据信息交换通过SA68D21DL无线数传模块来实现;每个下位机实时的把所检测的区域的温湿度信息上传给中心PC机,由中心PC机显示整个烘房的温湿度控制状况;中心PC机把烘房温湿度控制的相关技术信息下传给每个下位机,包括控制温度、PID控制器参数等信息。每个下位机对所监控区域的温湿度进行实时检测,并且通过PID控制器对加热器进行控制,调整所监控区域的环境温湿度,同时把所监控的温湿度信息上传给PC机。基于无线网络技术的大型烘房温度控制系统设计包括硬件设计和软件设计两部分:系统硬件部分的设计包括以AT89C52为核心单片机的最小系统设计、温度传感器选型及温度采集模块和温度控制模块、湿度采集模块、无线数传模块选型及设计、LCD显示模块的设计、键盘模块设计。系统软件部分的设计包括系统程序设计、温度数据采集程序设计、湿度数据采集程序设计、温度控制程序设计、无线通信程序设计、下位机温湿度显示模块和报警处理程序设计、键盘操作程序设计;设计了温度控制系统的PID控制器,并进行了控制器参数整定。进行了基于MATLAB/Simulink环境下的仿真实验和基于Lab VIEW的模拟实验,实验的结果表明,基于无线网络技术的大型烘房远程温度控制系统性能稳定、工作可靠,控制准确、调整迅速,能够很好的实现大型烘房的温度控制;该系统还具有现场环境温湿度显示和报警功能。
【关键词】：温度控制 单片机 PID控制器 LabVIEW
【学位授予单位】：西安工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP273
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-13
• 1.1 引言9
• 1.2 温控技术的国内外研究现状及其发展状态9-11
• 1.2.1 温控技术9-10
• 1.2.2 国内外的研究现状10-11
• 1.2.3 国内外的发展动态11
• 1.3 本课题研究的主要内容11
• 1.4 本文的组织结构11-13
• 2 大型烘房温度控制系统的设计方案13-17
• 2.1 大型烘房温度控制系统的设计要求13
• 2.2 系统的总体方案设计13-14
• 2.3 大型烘房温度控制系统的工作过程14-15
• 2.4 本章小结15-17
• 3 大型烘房温度控制系统的硬件设计17-29
• 3.1 下位机的系统设计17-18
• 3.1.1 下位机主控制芯片的选型17
• 3.1.2 最小系统电路的设计17-18
• 3.2 温度采集模块18-20
• 3.2.1 温度传感器的选型18-19
• 3.2.2 温度采集模块的设计19-20
• 3.3 湿度采集模块20-21
• 3.3.1 湿度传感器的技术参数20-21
• 3.3.2 湿度传感器的电路连接21
• 3.4 无线数传模块21-26
• 3.4.1 无线数传模块的选型21-23
• 3.4.2 无线数传模块的设计23-26
• 3.5 LCD显示模块的设计26-27
• 3.6 键盘模块设计27
• 3.7 本章小结27-29
• 4 大型烘房温度控制系统的软件设计29-37
• 4.1 虚拟仪器的概念29-30
• 4.2 LabVIEW简介30
• 4.3 LABVIEW编程环境30-32
• 4.3.1 启动界面30-31
• 4.3.2 前面板31-32
• 4.3.3 程序框图32
• 4.4 大型烘房温度控制系统的程序设计32-36
• 4.4.1 温度数据采集程序设计33-34
• 4.4.2 无线通信程序设计34-35
• 4.4.3 湿度数据采集流程图35-36
• 4.4.4 下位机显示模块程序设计36
• 4.4.5 键盘操作程序设计36
• 4.5 本章小结36-37
• 5 PID控制器的设计及仿真模拟实验37-49
• 5.1 PID控制器简介37-38
• 5.1.1 PID控制器的结构与原理37
• 5.1.2 PID控制器参数对控制性能的影响37-38
• 5.2 PID控制器设计38-42
• 5.2.1 PID控制器的算法38-40
• 5.2.2 烘房对象的数学模型40-41
• 5.2.3 PID控制器参数的整定41-42
• 5.3 基于MATLAB/Simulink环境下的仿真实验42-47
• 5.4 基于LabVIEW的模拟实验47-48
• 5.5 本章小结48-49
• 6 总结和展望49-51
• 6.1 主要结论49
• 6.2 研究展望49-51
• 参考文献51-55
• 附录一55-59
• 附录二59-63
• 作者攻读学位期间发表论文清单63-65
• 致谢65

【参考文献】

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本文编号：837982