本系统由温度采集模块,固态继电器控制模块,单片机模块,PC机软件处理模块。4个模块加起来实现温度的控制,以及温度采集和温度经过软件处理的分析。它们的逻辑关系如图1所示。
本系统的任务是对某种特定环境的温度进行采集并进行保存和再显示,通过单片机去控制固态继电器,从而控制其温度值的大小,再通过PC机实时显示当前的温度,并对当前的温度进行分析与保存。便于与以后的温度值进行对比等应用。首先由ATmega16单片机控制GTJ4-10A固态继电器从而控制交流电,再达到控制温度值的大小,这个时候通过DS18B20温度传感器对当前的温度值进行采集。将采集的数据结果通过Tx送给单片机,单片机将达到的温度值一方面通过串行通讯端口送给计算机,另一方面将温度数据进行对比分析,再通过IO控制GTJ4-10A固态继电器。从而实现了温度值控制。另一方面PC机得到的温度值送给MFC软件绘制温度曲线,同时通过保存按钮将温度值以及采集当前温度的时间记录下来。然后再经过显示按钮将温度值和时间显示出来。这就是对温度的实时采集与分析。
继电器模块单元通过单片机的IO口控制,让单片机的计算器计数,当环境温度的需要加热时,我们通过IO让继电器工作,达到某一数值时,再给继电器IO口低电平,从而通过单片机和利用继电器实现弱点控制交流电的作用,这里主要是利用了单片机PWM实现控制,从而就实现温度值大小的控制。具体电路图如图2所示。
2.4 报警输出电路
报警输出电路通过单片机的PA6口控制8550三极管,从而控制蜂鸣器。当温度值达到某一值时,蜂鸣器报警。这时通知单片机停止加热,再经过固态继电器控制加热设备,实现温度维持在一恒定的温度值附近。如果温度值低于某一数值时,单片机通知加热设备加热,这个原理是采用采集温度值控制的,从而达到用户的要求。采用AVR单片机和GTJ4-10A固态继电器实现实时测量监控系统的设计通过单片将数据传递给PC机,PC机将接收到的数据在温度曲线显示与分析用户见面显示出来。本软件设计中还有串口选择、波特率的选择、停止显示、清空数据、关闭程序等基本功能。这里主要是温度值的曲线绘制,然后再将温度值保存起来并进行再显示的操作。从而达到实时采集与分析的功能。温度曲线显示与分析用户界面如图4所示。
3.1 温度显示曲线图
显示设计单元是将保存的温度值和时间值再绘制成温度曲线图,便于清楚分析数据。通过ReadData函数将保存的数据读出来,然后在经过画图函数绘制温度曲线图,在这里可以清楚地看到历史数据,这样做便于实验数据科学分析,这部分功能主要是显示历史温度值和时刻,实验结果如图5所示。
4 、结束语
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