基于单片机的温度控制 系统设计文献综述

前言

随着现代工业的发展，人们需要对工业生产中有关温度系统进行控制，如钢铁冶炼过程需要对刚出炉的钢铁进行热处理，塑料的定型及各种加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中温度进行实时监测和精确控制 温度是日常生活、工业、医学、环境保护、化工、石油等领域最常遇到的一个物理量。而且，很多领域的温度可能较高或较低，现场也会较复杂，有时人无法靠近或现场无需人力来监控。如加热炉大都采用简单的温控仪表和温控电路进行控制, 存在控制精度低、超调量大等缺点, 很难达到生产工艺要求。且在很多热处理行业都存在类似的问题，所以，设计一个较为通用的温度控制系统具有重要意义。这时我们可以采用单片机控制，这些控制技术会大大提高控制精度，不但使控制简捷，降低了产品的成本，还可以和计算机通讯，提高了生产效率.

单片机是指芯片本身，而单片机系统是为实现某一个控制应用需要由用户设计的，是一个围绕单片机芯片而组建的计算机应用系统，这是单片机应用系统。单片机自问世以来，性能不断提高和完善，其资源又能满足很多应用场合的需要，加之单片机具

有集成度高、功能强、速度快、体积小、功耗低、使用方便、价格低廉等特点，因此，应用日益广泛，并且正在逐步取代现有的多片微机应用系统。

1. 陈岩《基于ARM 的远程控制温控系统的设计》一个基于ARM的远程控制系统的设计.该系统以无线寻呼网络接收POCSAG编码的控制命令字,同时利用DIMF信号发送器将要反馈的数据通过公用电话网络以DTMF编码传送回去,从而实现了一个功能完整的远程控制系统,弥补了以往远程控制系统的不足同。

2．金凯鹏 胡即明《基于模糊PID 算法远程温度控制系统的实现》针对实时温度控制对象, 算法远程温度控制系统是一套远程控制系统,并结合了模糊PID控制算法,利用其电路组成和设计原理,实现了对远程温度系统的监视和控制功能.采集端主要实现温度采集、数码显示、温度设定、无线编码发射、加热开关控制等功能;监控部分主要实现无线解码接收、温度显示、报警等功能模块.本系统实现了实时控制与无线传输结合.

3. 王晓员《基于单片机多点温度控制的硬件构建设计》针对目前许多塑料反应炉温度控制不准确的现状,进行了基于MCS-51系列单片机多点温度控制的硬件构建的设计.采用数字化温度传感器DS18820,TLC2543型号的12位开关电容运次逼近模数A/D转换器.成本低、可靠性高

4. 王芳《利用单片机实现温度智能控制》温度控制系统是

一个闭环反馈控制系统,它是用温度传感器将检测到实际炉温A/D转换,送入到计算机中,与设定值进行比较,得出偏差.对此偏差按PID算法进行修正,求得对应的控制量控制可控硅驱动器,调节电炉的加热功率,从而实现对炉温的控制.

5. 李晓伟 郑小兵 周磊 李建军《基于单片机的精密温控系统设计》基于单片机的精密温控系统是一种基于单片机的精密温控系统.该系统采用单片机为核心控制部件进行PID运算,数字式温度传感器DS18B20芯片测量温度,大功率放大器OPA548驱动半导体致冷器TEC实现温度控制,精度达到±0.1℃.关键字;单片机;温度控制;PID控制

6. 储海兵 谭功全 曹亢 任善荣《单片机温度控制实验系统》以单片机AT89C51为核心的温度控制实验系统.它使用一线制数字温度传感器DS18B20采集温度,经过PID算法计算输出PWM波控制固态继电器调节热阻丝发热功率,最终控制被控对象温度.另外,该系统还扩展了人机接口和串口通信.整个系统不但成本低廉、而且使用和扩展方便,为广泛深入应用提供了借鉴

7. 叶丹《基于单片机的自适应温度控制系统》人体生物组织活性检测要求较高的温度准确度和稳定度,针对该应用设计了一个温度控制器;用现代控制理论分析了该系统;建立了系统的数学模型,并推导出其状态空间方程.从而提出了先使温度快速稳定在目标温度附近,然后通过自调整参数达到目标温度的自适应温度控制方案.仿真计算的结果证明了方案的可行性和对环境

温度变化的适应能力.最后以PIC16C72A单片机为核心,具体实现了一个使用该控制方案的温度控制系统.实验结果表明该方案可以取得满意的准确度和稳定度.

8. 张小娟《一种基于模糊控制的温度控制系统设计》针对被控对象存在的滞后、时变、非线性等特点,将模糊控制算法引入除氧器控制系统,改善了系统的控制效果,并设计了以PIC18F252单片机为核心,实现了该控制方案.该控制方法在除氧器温度控制系统的应用中,取得了良好的效果.文中使用MATLAB软件对PID控制、带自调整因子模糊控制分别进行了仿真研究,仿真结果表明,带自调整因子模糊控制能满足调节时间短、超调量小且稳态误差在104±3 ℃内的控制要求.

9. 美国加里福尼亚大学Zadeh教授《模糊集合论》标志着模糊数学的诞生。模糊自动控制是以模糊数学为理论基础，即以模糊集合论，模糊语言变量和模糊逻辑推理为基础的一种计算机数字控制，属于智能控制方法。

10. 陈伟 邢梅香 《基于SOC单片机的模糊温度测控系统设计》提出一种基于SOC单片机的模糊温度测控系统的设计方案.采用SOC型单片机MSP430F149为控制核心,利用MSP430F149片内资源,实现温度采集信号的放大、ADC转换处理、PWM驱动控制等功能,以最小的硬件结构完成模糊温度闭环控制.同时,应用RS-485通讯协议,实现上位机与底层控制

节点之间可靠的数据通讯.

11. 赵丽娟 《基于单片机的温度监控系统的设计与实现》温度测控在工业领域具有广泛的应用,随着传感器技术和单片机技术等不断发展,为智能温度测控系统精度的提高和稳定性改善等提供了条件.本文介绍了一种基于单片机的温度闭环控制装置,通过对机内数字PID参数的设置,达到对不同受控对象的不同温度要求进行高精度控制.

设计了一种基于89C51单片机和DS1820数字温度传感器的智能温度测控系统,可实现温度控制、故障分析以及通过GSM移动通信模块进行远程报警等功能.系统具有结构简单、稳定可靠、操作方便等特点,有广阔的应用前景.

12. 彭秋红 沈占彬《基于单片机温度控制系统的硬件设计》数字式温度传感器的结构、性能及系统资源,分析了计算机与单片机控制模块的通信方方式,建立了控制系统多点通讯协议.在以单片机AT89C2051为核心单元的基础上,搭建了温度控制系统.

硬件方面有8155接口电路，A/D转换电路，温度传感器DS18B02进行设计，然后把它们整合成为一个整体，完成对温度进行控制的硬件部分。在软件设计方面，对主程序，中断服务程序，采样子程序，数字滤波程序进行编写

13. 张艳艳《基于PID算法和89C52单片机的温度控制系