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解读DS18B20数字温度传感器的控温使用(水产饲养为例)

解读DS18B20数字温度传感器的控温应用(水产养殖为例)-其工作过程为:多个数字温度传感器DS18B20将感应到的温度模拟信号转换为数字电信号后,输入到温度检测模块,由温度检测模块传输给微控制器模块,进行数据的处理,经过处理好的数据一方面通过232通讯传输给上位机实时监控显示;另一方面在进行模糊PID参数的自调整,调整好的参数输出到控制执行模块和加热模块,控制执行模块接受到命令以后执行卷帘电机的开度、冷气机的开关、热水炉的开关及变频器的调节等。

  DS18B20 单线通讯功用是分时完结的,他有严厉的时隙概念,假如呈现序列紊乱, 1-WIRE 器材将不呼应主机,因而读写时序很重要。在水产饲养业中,水温文环境的温度操控,关于饲养来说非常的重要,因而,咱们今日讲的就是DS18B20 数字化温度传感器在饲养进程中到底有哪些运用。

1 体系概述

本温控体系是针对鳝鱼麦苗培养而研制的一套以温度操控为主统筹其他目标的监控体系。其体系构成如图1所示。本体系由32位微操控器模块、温度收集模块、光照收集模块、操控履行模块、加热模块等组成。其作业进程为:多个数字温度传感器DS18B20将感应到的温度模拟信号转换为数字电信号后,输入到温度检测模块,由温度检测模块传输给微操控器模块,进行数据的处理,经过处理好的数据一方面经过232通讯传输给上位机实时监控显现;另一方面在进行含糊PID参数的自调整,调整好的参数输出到操控履行模块和加热模块,操控履行模块接受到指令今后履行卷帘电机的开度、冷气机的开关、热水炉的开关及变频器的调理等。

2 硬件部分

2.1 DS18B20简介

DS18B20是最新型的数字化温度传感器,是单总线器材宗族中的一员。它运用一种片内专有的温度丈量技能测温。运用凹凸温度系数振荡器记载由其时环境温度所确认的计数值,以此确认其时当地的温度。内部主要有测温电路,1-Wire接口电路,存储电路及CRC校验电路。特色如下:

(1) 1-wire数字接口;

(2) 专有的64位ROM序列号。含有8位宗族号(28H),48位独立序列号,8位CRC校验码,确保串行数据传输的牢靠,犯错可查验;

(3) -10℃至+85℃规模内确保测温精度:±0.5℃;

(4) -55℃至+125℃的宽作业规模;

(5) +3.0V至+5.5V的宽电源规模;

(6) 可根据实践情况选用本地供电或经过I/O线供电;

(7) 用户可选的9至12位分辨率,可编程挑选;

(8) 2字节EERROM,存储上下限报警温度设定值;

(9) 封装方法有TO-92,150milSO和倒装芯片(±2.0℃精度);

(10) 体积小,价格低,运用灵敏;

(11) 无需任何外围硬件;

(12) 16位二进制温度数据格式(两个字节),负温度选用补码表明。这些特色使体系规划更灵敏、便利,合适构建大型的温度丈量体系。单总线的数字方法传输也大大进步了体系的抗干扰才能。主机与DS18B20交流数据主要靠CPU依照1-wire单总线协议在单总线上发生复位时序和读写时序来完成。其间包括复位脉冲、呼应脉冲,写1写0读1、读0时序。只要呼应脉冲由DS18B20宣布,其他都由主机(程序)宣布。时序要求详细介绍如下:

①复位时序:主机宣布一个宽度为480~960μs的负脉冲之后,再宣布15~60μs的正脉冲,DS18B20则会宣布一个60~240μs的呼应负脉冲,复位时序完毕。

②写时刻片:即写一位二进制信息,周期至少为61μs,且含至少1μs的恢复时刻。主机发动写时序之后的15~60μs之间,DS18B20主动采样数据线,低电平为0,高电平为1。主机写0时,继续低电平60~120μs之间。写1时,要在发动后15μs之内使数据线变为高电平。

③读时刻片:即读一位二进制信息,周期及恢复时刻要求与写时刻片相同。主机发动读时序之后,至少坚持1μs低电平,然后在挨近发动后15μs之前读入数据。低电平为0,高电平为1。

2.2 STM32F103CB简介

该体系芯片选用ST公司的32位微处理芯片STM32F103CB,该芯片选用Cortex-M3内核的作为中心操控单元,具有32位硬件除法和单周期乘法器等一系列先进的体系结构;能够有效地完成一些数字信号处理的算法(如FFT、DTMF等),有多达128KB的闪存,4个通用定时器模块,32位定时器形式科技小论文,34个中止,具有8个优先级,2个SSI同步串行接口模块等丰厚的资源。

STM32F103CB微处理器模块是整个温控体系的中心模块,主要功用是实时处理数字温度传感器DS18B20收集到的温度信息,并将得到的温度信息值与含糊PID操控器设定操控输出曲线进行实时比照得出需求输出的操控信号量;发生输出操控PWM波信号和经过232通讯传输给上位机实时监控显现。

2.3 硬件电路图

解读DS18B20数字温度传感器的控温运用(水产饲养为例)

图2 DS18B20温度收集电路图

解读DS18B20数字温度传感器的控温运用(水产饲养为例)

图3 232通讯电路图

3 软件部分

3.1 温度收集子使命

解读DS18B20数字温度传感器的控温运用(水产饲养为例)

图4 DS18B20数据收集流程图

3.2 含糊PID操控子使命

解读DS18B20数字温度传感器的控温运用(水产饲养为例)

图5 含糊PID算法流程图

3.3 上位机界面

本上位机界面选用VB编写,便利有用,操作简略。

解读DS18B20数字温度传感器的控温运用(水产饲养为例)

图6 上位机操控界面

4 完毕语

本体系将含糊PID温度主动操控技能运用于水产饲养中,以饲养场内各种水温为主要被控目标,建立了以含糊PID操控理论为根底的温度主动操控体系,整个体系能够有效地降低消耗,进步出产功率,契合国家提出的“节能减排”要求,契合国家经济发展方针,具有非常宽广的商场运用远景。

解读DS18B20数字温度传感器的控温运用(水产饲养为例)

图7 调试现场一

解读DS18B20数字温度传感器的控温运用(水产饲养为例)

图7 调试现场二

经过现场3个月的实践运用测验,现在运转杰出,到达了最初的规划意图。

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