多功能溫控裝置設計

摘 要本設計是基于單片機AT89S52的嵌入式多功能溫度控制裝置。采用被廣泛使用的AT89S52單片機作為主控制器，對系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行相關分析與處理，然后傳輸?shù)綄尿?qū)動電路，從而實現(xiàn)對相關設備的檢測與控制。采用高性能數(shù)字溫度傳感器DS18B20對系統(tǒng)溫度進行檢測，并實時傳送至單片機，為主控制器的控制提供實時數(shù)據(jù)。采用西門子TC35i工業(yè)模塊來實現(xiàn)人機遠程交互，通過AT指令能夠快速傳輸信息。采用光電傳感器TCR5000模塊作為檢測物體是否被盜的信號采集設備。本文設計提出的多功能溫控裝置主要目的是應用于個人電腦的智能散熱、除塵與防盜領域。當然，該系統(tǒng)的功能擴展?jié)摿υ谥悄芗揖?、中小型智能企業(yè)等市場發(fā)展中都不可小覷。該系統(tǒng)的主要功能有溫度檢測控制、遠程離散監(jiān)控、自動報警（防火防盜）、狀態(tài)顯示和手動除塵。本設計亦存在缺陷與不足，因此，在文章中最后提出了部分解決思路和方法，為系統(tǒng)后期的進一步改裝、完善提供了理論基礎。

【關鍵詞】單片機 TC35i 傳感器 LCD12864 報警

隨著居民生活水平的不斷提高和發(fā)展，智能家居的發(fā)展趨勢也在人們的探索中不斷改進與創(chuàng)新，為滿足人類對智能家居的需求，家居的多功能與遠程測控逐步走近了人們的視野。因此，本設計提出了智能家居系統(tǒng)中多功能溫控裝置的設計與實現(xiàn)方案，旨在完成一個集高穩(wěn)定、好擴展、低成本、便于實時監(jiān)測和控制等優(yōu)良性能于一身的智能家居設計。

現(xiàn)如今手機已經(jīng)成為我們在日常生活中使用最頻繁的通信工具，因此我們可以在傳統(tǒng)家電的基礎上使用手機業(yè)務，以低廉的成本開發(fā)家電的遠程測控系統(tǒng)，以實現(xiàn)操作簡單而實用性強的遠程控制功能，同時根據(jù)“目前GSM蜂窩數(shù)字移動通信系統(tǒng)己經(jīng)覆蓋了全國百分之九十八以上的城市和廣大農(nóng)村地區(qū)”的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，選擇把GSM系統(tǒng)功能加入本設計。

因此本設計將具有以下的優(yōu)點：

（1）防盜報警通過GSM網(wǎng)絡傳輸，利用手機接收報警信息，可使消費者不論在何時或是何地都能實時的了解到個人電腦或檢測設備的使用情況。普遍使用的手機成了智能家居的載體顯得更加方便實惠。

（2）不用架線布網(wǎng)，只需將SIM卡插入該設備，直接放置在檢測對象下即可使用，體積小、功能多，結構簡。

（3）SIM卡支持全網(wǎng)，可放置在使用地區(qū)的任何角落，可滿足大范圍遠程的無線監(jiān)測和控制需求。

（4）具備一鍵多能的控制技術。

（5）具有實時顯示溫度、通電時間等多個功能。

1 設計方案

本設計主要功能是實現(xiàn)客戶手機端對被測對象溫度、使用情況等多方面信息的實時遠程監(jiān)控。此系統(tǒng)以TC35i模塊作為遠程信號的傳輸平臺，以短信息和電話的形式傳輸數(shù)據(jù)與命令。系統(tǒng)由溫度檢測、外圍設備、GSM平臺和MCU四大部分組成，其中溫度檢測可實現(xiàn)對物體表面溫度的實時采集和預處理，GSM平臺實現(xiàn)遠程收發(fā)數(shù)據(jù)與命令，MCU實現(xiàn)所有信息的整合和處理。溫度檢測模塊采用高性能數(shù)字溫度傳感器DS18B20，GSM平臺用TC35i工業(yè)模塊來實現(xiàn)，通過AT指令的形式傳輸信息。主控制部分以AT89S52為處理器。還有外置按鍵、液晶屏、顯示燈和報警等電路。軟件程序設計主要包括主程序、各個模塊的初始化子程序、溫度采集處理子程序、GSM模塊程序和報警顯示子程序等幾個子部分。最后程序和硬件相結合形成此多功能遠程控制裝置。

2 系統(tǒng)硬件設計與實現(xiàn)

本設計裝置系統(tǒng)的主要硬件包括51單片機最小系統(tǒng)、按鍵輸入電路、光電傳感器檢測電路、溫度采集電路（DS18B20）、顯示電路（LCD12864）、散熱器驅(qū)動電路（繼電器）、報警驅(qū)動電路（蜂鳴器）和GSM模塊（TC35i）。

3 系統(tǒng)軟件設計與實現(xiàn)

本系統(tǒng)軟件設計與實現(xiàn)這部分的工作，主要是采用模塊化的方法，通過繪制其中主要模塊的程序流程圖，結合各模塊的使用手冊，分析、整理得到整個系統(tǒng)軟件設計與實現(xiàn)、編程與調(diào)試的思路。

系統(tǒng)的軟件設計與實現(xiàn)重點在單片機的編程上。通過數(shù)字溫度檢測模塊配合單片機編程，采集環(huán)境或被控對象表面溫度并實時顯示。通過單片機控制單元向 TC35i 寫入不同的 AT 指令完成相關遠程功能。

4 結論

系統(tǒng)優(yōu)點：由于系統(tǒng)采用了高性能的數(shù)字溫度傳感器檢測環(huán)境和被控對象溫度的方式，因此有效避免了以往散熱裝置部分能量浪費的缺陷，也可起防火作用。由于系統(tǒng)安裝了遠程移動通信模塊和單片機智能模塊，當產(chǎn)生有效報警信號時，移動通信模塊就會自動向預先存有電話號碼的用戶端移動手機發(fā)送短信息，這樣報警信息就可以傳送到移動通信服務覆蓋的任何地方和角落，克服了僅僅使用蜂鳴器或藍牙等方式報警時，信號傳送距離不足之處。用戶手機既是報警信號的接收器又是系統(tǒng)的遙控器，做到了系統(tǒng)與用戶端遠程雙向溝通的效果。

系統(tǒng)完善與擴展：本設計系統(tǒng)還可通過軟件、硬件方面的改進，增加好多輔助功能，也可添加例如濕度、煙霧等其他檢測模塊，使系統(tǒng)在智能家居多功能化的發(fā)展背景下更有競爭力。

參考文獻

[1]居水榮.單片機及其發(fā)展趨勢[J].微納電子技術，2001（02）.

[2]周月霞，孫傳友.DS18B20硬件連接及軟件編程[J].傳感器世界，2001（12）.

[3]張光喜.Siemens TC35i短信收發(fā)模塊的設計[J].今日科苑，2007（08）.

[4]劉建清.輕松玩轉(zhuǎn)51單片機C語言[M].北京：北京航空航天大學出版社，2011（03）.

作者簡介

賈博文，男，甘肅省慶陽市人。大學本科學歷。初級職稱。現(xiàn)為四川水利水電技師學院助理講師。

作者單位

四川水利水電技師學院 四川省廣元市 628003