基于单片机和WIFI的温度采集系统设计分析

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　　摘 要 在物理学中温度是一个十分重要的内容，常见于燃烧、化学反应等过程中，同时在人们的生产中也经常会遇到温度，其对产品的质量有很大的影响。在对温度信息进行采集过程中，是基于单片机和WIFI的，然后将收集到的信息传输到计算机上，在上面对温度进行显示，计算机通过WIFI，将温度发送给单片机，然后单片机在内置的PID算法下，对温度进行有效控制。
　　关键词 单片机;WIFI;系统设计;分析
　　在现代工业与农业的发展中，温度是十分重要的要素，对工农业的发展起着十分关键的作用。为确保生产产品的质量，就要通过合理设置温度检测点，对温度信息进行合理收集，确保在生产过程中对温度进行合理控制，提高对人们的服务品质。本文在对温度信息进行收集时，是基于单片机和WIFI模块的，然后对温度采集系统进行合理设计。
　　1 系统的软件设计
　　1.1 WIFI模块设置与程序的编程
　　第一，WIFI模块设置。对WIFI模块的设置，主要设置为服务器模式，将端口与IP地址分别设置为70000与192.168.1.8起。在串口的方式下，将单片机通信与WIFI进行连接，将WIFI与单片机相连时，需要将RXD与TXD进行连接。当WIFI数据出现后，模块就会将信息接收到，然后借助串口将信息发送给单片机。第二，程序的编程。二者的连接是基于串口的方式进行连接的，所以就要对WIFI模块进行使用时，要对串口的参数进行设置，在完成初始化之后，在中断的方式下WIFI对数据进行接收与发送。
　　1.2 温度采集流程的设计与上位机监控软件
　　第一，温度采集流程的设计。在对温度进行采集时需要在DS18B20上进行操作，并且在进行操作时需要按照下面的流程进行：初始化→对DS18B20进行搜索→对DS18B20进行匹配→发送指令（温宿转换）→对温度进行读取。然后将搜集到的信息发送到单片机上进行处理，经过处理之后，在WIFI 的利用下，将温度信息发送到上位机上。第二，上位机监控软件。当将温度数据采集回来并且上传到上位机之后，要能对数据进行高效的、便捷的显示，这时就要在WIFI串口的利用下，对上位机监控软件进行调试，这样就能将发送回来的温度在单片机上进行显示。同时在使用过程中，要将通信接口进行合理配对，做好相关的准备工作，比如服务器端口等。在对位机监控软件进行配置时，需要保持与WIFI模块的一致性，否则会出现通信不成功的情况[1]。
　　2 软件设计
　　2.1 温度传感器与单片机处理器的选择
　　第一，温度传感器的选择。在本文的设计中，在对温度进行测量时，选择的温度芯片为DS18B20，该芯片是数字化芯片，实行对信号的数字化输出，在设计中电路较为简单，并且能够实现单片机的良好连接。在实际应用过程中也能实现对温度的合理采集，在采集过程中能够对一些干扰因素进行排出，提升温度传感器的精准性。第二，单片机处理器的选择。本文的设计中单片机的芯片主要选择宏晶公司的产品，是STC15系列的一个芯片，该芯片具有较快的速度，并且能实现ISP/IAP的下载功能。在实际应用中容量较大，相比于其他产品性价比更高[2]。
　　2.2 按键处理器、显示方案与WIFI模块的选择
　　第一，按键处理器的选择。在對按键处理器进行选择时，需要对多个内容进行考虑，比如便捷性、控制能力等。因此在选择过程中要对电力进行合理优化与精简，并且要在温度的上、下限控制中合理应用按键，同时要确保按键的独立性，要对实际应用中的不同功能进行满足。因此要选择方便控制与电路简单的按键。第二，显示方案选择。本次设计中选择的显示器为LCD液晶显示器，该显示器具有多项优势，能够对能耗进行合理控制，具有较小的尺寸，在使用过程中对数据信息的存储量较大，良好的稳定性等。第三，WIFI模块的选择。选择RM04作为WIFI模块的主要工作模块，在实际应用中，在串行接口的方式下进行连接，并且要对标准的网络进行满足，要将TCP/IP协议内置在系统中，确保在传输过程中数据的透明性[3]。
　　3 系统测试
　　在使用给系统时，用户只需要在上位机上的监控软件进行点击，让后就能对单片处理器上的电路发送命令，命令的发送需要WIFI模块的帮助下完成，这样就能读继电器的通断情况进行控制，从而实现对温度的有效控制。在完成软件的编写之后要进行测试，需要将程序下载到单片机上。在WIFI串口调试助手的帮助下，将通信接口进行合理设置，同时也要对服务器IP与协议类型等进行合理设置。这时在WIF串口调试助手的应用下，将温度信息进行发送、显示。当温度与LCD液晶显示器上的值一样时，说明在该系统能够正常运行，温度传感器上的数据能够正常显示。通过测试，对相关数据信息的分析发现，本文的设计符合相关要求，在对温度进行采集过程中，能保持良好的稳定性与精准度。
　　4 结束语
　　基于单片机和WIFI的温度采集系统在工农业的发展中应用十分广泛，在温度的采集工作中具有良好的稳定性与精准性。通过测试，该系统的各项功能均能满足设计要求，并且能够在实际应用中发挥其良好的作用。
　　参考文献
　　[1] 刘刚，王立香. 基于MSP430单片机和LabVIEW的温度监控系统设计[J]. 科技创新与应用，2018，（2）：102-103.
　　[2] 李木国，吴镇曦，褚晓安. 基于WiFi的无线浪高数据采集系统的设计[J]. 计算机测量与控制，2018，（9）：172-175.
　　[3] 王浩. 基于Esp8266WIFI平台和MQTT协议的远程设备数据采集与控制设计[J]. 泰山学院学报，2017，（06）：90-95.
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