基于stm32的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計ppt

1、碩碩 士士 學(xué)學(xué) 位位 論論 文文 答答 辯辯基于基于stm32stm32的遠(yuǎn)程溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計的遠(yuǎn)程溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計 姓姓 名：蘇名：蘇 舒舒專專 業(yè)：電力電子與電力傳動業(yè)：電力電子與電力傳動學(xué)學(xué) 號：號：102340281102340281指導(dǎo)老師：劉指導(dǎo)老師：劉 牮牮一一三三一. 選題背景及目的二. 設(shè)計主要內(nèi)容1. 系統(tǒng)硬件設(shè)計2. PID算法研究3. 系統(tǒng)軟件設(shè)計4. 系統(tǒng)測試與驗證三. 總結(jié)與展望主要內(nèi)容主要內(nèi)容 恒溫培養(yǎng)箱是生物工程、衛(wèi)生防疫、制藥、化工、食品、飲料、農(nóng)業(yè)、畜牧，水產(chǎn)等科研部門、大專院校的理想之選。1. 1. 選題背景選題背景一一. . 選題背景及目的選題背景

2、及目的2. 2. 設(shè)計目的設(shè)計目的 將溫度控制的相關(guān)信息傳遞送到Internet上，實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制具有重要意義，使處于不同地區(qū)的各相關(guān)部門之間交流現(xiàn)場監(jiān)控信息，出差在外的人員能及時了解到監(jiān)控情況，實現(xiàn)對監(jiān)控現(xiàn)場的遠(yuǎn)程控制、指揮決策。一一. . 選題背景及目的選題背景及目的二二. . 設(shè)計主要內(nèi)容設(shè)計主要內(nèi)容 1. 系統(tǒng)硬件設(shè)計2. PID算法研究3. 系統(tǒng)軟件設(shè)計4. 系統(tǒng)測試與驗證 (1) (1) 遠(yuǎn)程溫度控制系統(tǒng)硬件電路總體架構(gòu)遠(yuǎn)程溫度控制系統(tǒng)硬件電路總體架構(gòu)1. 1. 系統(tǒng)硬件設(shè)計系統(tǒng)硬件設(shè)計( (2) STM322) STM32溫度控制器各主要硬件電路設(shè)計溫度控制器各主要硬件電路設(shè)計 溫

3、度自動控制電路溫度自動控制電路1. 1. 系統(tǒng)硬件設(shè)計系統(tǒng)硬件設(shè)計1. 1. 系統(tǒng)硬件設(shè)計系統(tǒng)硬件設(shè)計 繼電器電路繼電器電路 類類R-FR-F溫度測量電路溫度測量電路1. 1. 系統(tǒng)硬件設(shè)計系統(tǒng)硬件設(shè)計 JTAGJTAG調(diào)試接口電路調(diào)試接口電路1. 1. 系統(tǒng)硬件設(shè)計系統(tǒng)硬件設(shè)計 E E2 2PROMPROM存儲電路存儲電路1. 1. 系統(tǒng)硬件設(shè)計系統(tǒng)硬件設(shè)計 LCDLCD顯示電路顯示電路1. 1. 系統(tǒng)硬件設(shè)計系統(tǒng)硬件設(shè)計 按鍵與按鍵與LEDLED指示電路指示電路1. 1. 系統(tǒng)硬件設(shè)計系統(tǒng)硬件設(shè)計(3) (3) 基嵌入式基嵌入式WebWeb服務(wù)器硬件電路設(shè)計服務(wù)器硬件電路設(shè)計 以太網(wǎng)控制器

4、電路以太網(wǎng)控制器電路1. 1. 系統(tǒng)硬件設(shè)計系統(tǒng)硬件設(shè)計 ENC28J60ENC28J60與與RJ45RJ45的接口電路的接口電路1. 1. 系統(tǒng)硬件設(shè)計系統(tǒng)硬件設(shè)計(4) (4) 系統(tǒng)電源電路設(shè)計系統(tǒng)電源電路設(shè)計 3.3V 3.3V穩(wěn)壓供電電路穩(wěn)壓供電電路 5V 5V穩(wěn)壓供電電路穩(wěn)壓供電電路1. 1. 系統(tǒng)硬件設(shè)計系統(tǒng)硬件設(shè)計 備用電源充電電路備用電源充電電路1. 1. 系統(tǒng)硬件設(shè)計系統(tǒng)硬件設(shè)計(1) (1) 增量式增量式PIDPID算法算法將上面兩式相減并整理，就可以得到增量式PID控制算法公式為： 121112122211AkkkkkkPkkkPkPkPkkkkeeeTuuuKeeeTd

5、TiTTTdTdTdKeKeKeTiTTTeBeCe位置式PID表達(dá)式為：00( )( )( )( )(1)( )(1)( )( )kDPjIkPIDjTTu kKe ke je ke kTTe ke kK e kKe j TKT112110kkkkPkjjeeTuKeeTdTiT 由上式可以看出，如果T是定值，那么只需要知道A、B、C這三個參數(shù)的值，就可以根據(jù)前后三次測量得到的偏差值，就可以計算出控制量 。2 2. . 溫度溫度控制算法研究控制算法研究(2(2) ) 增量增量式式PIDPID算法在溫度控制器中的實現(xiàn)算法在溫度控制器中的實現(xiàn)2. 2. 溫度控制算法研究溫度控制算法研究(1) (

6、1) STM32STM32溫度控器的軟件設(shè)計溫度控器的軟件設(shè)計 溫度控制器主程序設(shè)計溫度控制器主程序設(shè)計 PIDPID控制程序設(shè)計控制程序設(shè)計3. 3. 系統(tǒng)軟件設(shè)計系統(tǒng)軟件設(shè)計 定時器中斷程序設(shè)計定時器中斷程序設(shè)計 串口中斷程序設(shè)計串口中斷程序設(shè)計3. 3. 系統(tǒng)軟件設(shè)計系統(tǒng)軟件設(shè)計(2(2) ) 嵌入式嵌入式WebWeb服務(wù)器的軟件設(shè)計服務(wù)器的軟件設(shè)計 嵌入式嵌入式WebWeb服務(wù)器主程序設(shè)計服務(wù)器主程序設(shè)計3. 3. 系統(tǒng)軟件設(shè)計系統(tǒng)軟件設(shè)計 通信程序設(shè)計通信程序設(shè)計uart_rx_threaduart_rx_thread線程流程線程流程uart_tx_threaduart_tx_thr

7、ead線程流程線程流程3. 3. 系統(tǒng)軟件設(shè)計系統(tǒng)軟件設(shè)計 數(shù)據(jù)處理程序設(shè)計數(shù)據(jù)處理程序設(shè)計3. 3. 系統(tǒng)軟件設(shè)計系統(tǒng)軟件設(shè)計(1) (1) 用戶登陸界面用戶登陸界面4. 4. 系統(tǒng)調(diào)試與功能驗證系統(tǒng)調(diào)試與功能驗證(2(2) ) 控制控制網(wǎng)頁界面網(wǎng)頁界面1 14. 4. 系統(tǒng)調(diào)試與功能驗證系統(tǒng)調(diào)試與功能驗證4. 4. 系統(tǒng)調(diào)試與功能驗證系統(tǒng)調(diào)試與功能驗證(3) (3) 控制控制網(wǎng)頁界面網(wǎng)頁界面2 2(4) (4) LCDLCD顯示顯示4. 4. 系統(tǒng)調(diào)試與功能驗證系統(tǒng)調(diào)試與功能驗證(5) (5) 測試測試結(jié)果結(jié)果 測量 參數(shù)數(shù)據(jù)測量內(nèi)容溫度可調(diào)范圍()分辨率()曲線顯示誤差絕對值()10穩(wěn)定

8、時的波動范圍()30穩(wěn)定時的波動范圍()50穩(wěn)定時的波動范圍()5上升至25時間(分)15上升至30時間(分)實測結(jié)果0-600.010.50.30.20.3300200標(biāo)準(zhǔn)值0-600.11111330300 測量 參數(shù)數(shù)據(jù)測量內(nèi)容30上升至45時間(分)20下降至5時間(分)30下降至15時間(分)45下降至25時間(分)25下降至10的超調(diào)量()30下降至15的超調(diào)量()15上升至30的超調(diào)量()實測結(jié)果2303202302450.40.250.5標(biāo)準(zhǔn)值3003003003002224. 4. 系統(tǒng)調(diào)試與功能驗證系統(tǒng)調(diào)試與功能驗證總結(jié)總結(jié) 本文設(shè)計了一種基于STM32的遠(yuǎn)程溫度控制系統(tǒng)，

9、實現(xiàn)對遠(yuǎn) 程設(shè)備的監(jiān)控，主要完成了以下內(nèi)容：1.STM32溫度控制器的硬件和軟件設(shè)計：以Cortex-M3內(nèi) 核的STM32 為主處理器，采用增量式PID控制算法，實現(xiàn)對恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)溫 度的控制。2.STM32嵌入式Web服務(wù)器硬件和軟件設(shè)計：以ST公司的Cortex-M3 內(nèi)核的STM32微處理器作為主處理器，擴(kuò)展以太網(wǎng)等外圍接口電 路。在移植嵌入式實時操作系統(tǒng)Rt-Thread和嵌入式TCP/IP協(xié)議 棧Lwip的基礎(chǔ)上，開發(fā)了數(shù)據(jù)處理程序和通信程序。3.增量式PID算法的研究。4.系統(tǒng)調(diào)試和功能驗證。三三. . 總結(jié)與展望總結(jié)與展望展望展望1. 在實際的測量和控制中，快速實時的對溫度參數(shù)進(jìn)行采集，確保數(shù)據(jù)的傳輸?shù)恼_性和可靠性，并且對溫度控制現(xiàn)場進(jìn)行準(zhǔn)確的控制，依舊是我們需要考慮