基于stm32的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(jì)的遠(yuǎn)程溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 姓姓 名：蘇名：蘇 舒舒專專 業(yè)：電力電子與電力傳動(dòng)業(yè)：電力電子與電力傳動(dòng)學(xué)學(xué) 號(hào)：號(hào)：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(jì)主要內(nèi)容1. 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)2. PID算法研究3. 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4. 系統(tǒng)測(cè)試與驗(yàn)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(jì)目的設(shè)計(jì)目的 將溫度控制的相關(guān)信息傳遞送到Internet上，實(shí)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(chǎng)監(jiān)控信息，出差在外的人員能及時(shí)了解到監(jiān)控情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)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(jì)主要內(nèi)容設(shè)計(jì)主要內(nèi)容 1. 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)2. PID算法研究3. 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4. 系統(tǒng)測(cè)試與驗(yàn)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(jì)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)( (2) STM322) STM32溫度控制器各主要硬件電路設(shè)計(jì)溫度控制器各主要硬件電路設(shè)計(jì) 溫

3、度自動(dòng)控制電路溫度自動(dòng)控制電路1. 1. 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)1. 1. 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 繼電器電路繼電器電路 類類R-FR-F溫度測(cè)量電路溫度測(cè)量電路1. 1. 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 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(jì)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) E E2 2PROMPROM存儲(chǔ)電路存儲(chǔ)電路1. 1. 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) LCDLCD顯示電路顯示電路1. 1. 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 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(jì)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)(3) (3) 基嵌入式基嵌入式WebWeb服務(wù)器硬件電路設(shè)計(jì)服務(wù)器硬件電路設(shè)計(jì) 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(jì)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ENC28J60ENC28J60與與RJ45RJ45的接口電路的接口電路1. 1. 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)(4) (4) 系統(tǒng)電源電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)電源電路設(shè)計(jì) 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(jì)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 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(jì)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)(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(gè)參數(shù)的值，就可以根據(jù)前后三次測(cè)量得到的偏差值，就可以計(jì)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(shí)現(xiàn)算法在溫度控制器中的實(shí)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(jì)溫度控器的軟件設(shè)計(jì) 溫度控制器主程序設(shè)計(jì)溫度控制器主程序設(shè)計(jì) PIDPID控制程序設(shè)計(jì)控制程序設(shè)計(jì)3. 3. 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 定時(shí)器中斷程序設(shè)計(jì)定時(shí)器中斷程序設(shè)計(jì) 串口中斷程序設(shè)計(jì)串口中斷程序設(shè)計(jì)3. 3. 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)(2(2) ) 嵌入式嵌入式WebWeb服務(wù)器的軟件設(shè)計(jì)服務(wù)器的軟件設(shè)計(jì) 嵌入式嵌入式WebWeb服務(wù)器主程序設(shè)計(jì)服務(wù)器主程序設(shè)計(jì)3. 3. 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 通信程序設(shè)計(jì)通信程序設(shè)計(jì)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(jì)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)處理程序設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)處理程序設(shè)計(jì)3. 3. 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)(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(yàn)證系統(tǒng)調(diào)試與功能驗(yàn)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(yàn)證系統(tǒng)調(diào)試與功能驗(yàn)證4. 4. 系統(tǒng)調(diào)試與功能驗(yàn)證系統(tǒng)調(diào)試與功能驗(yàn)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(yàn)證系統(tǒng)調(diào)試與功能驗(yàn)證(5) (5) 測(cè)試測(cè)試結(jié)果結(jié)果 測(cè)量 參數(shù)數(shù)據(jù)測(cè)量?jī)?nèi)容溫度可調(diào)范圍()分辨率()曲線顯示誤差絕對(duì)值()10穩(wěn)定

8、時(shí)的波動(dòng)范圍()30穩(wěn)定時(shí)的波動(dòng)范圍()50穩(wěn)定時(shí)的波動(dòng)范圍()5上升至25時(shí)間(分)15上升至30時(shí)間(分)實(shí)測(cè)結(jié)果0-600.010.50.30.20.3300200標(biāo)準(zhǔn)值0-600.11111330300 測(cè)量 參數(shù)數(shù)據(jù)測(cè)量?jī)?nèi)容30上升至45時(shí)間(分)20下降至5時(shí)間(分)30下降至15時(shí)間(分)45下降至25時(shí)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(shí)測(cè)結(jié)果2303202302450.40.250.5標(biāo)準(zhǔn)值3003003003002224. 4. 系統(tǒng)調(diào)試與功能驗(yàn)證系統(tǒng)調(diào)試與功能驗(yàn)證總結(jié)總結(jié) 本文設(shè)計(jì)了一種基于STM32的遠(yuǎn)程溫度控制系統(tǒng)，

9、實(shí)現(xiàn)對(duì)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(jì)：以Cortex-M3內(nèi) 核的STM32 為主處理器，采用增量式PID控制算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)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(jì)：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(shí)時(shí)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(yàn)證。三三. . 總結(jié)與展望總結(jié)與展望展望展望1. 在實(shí)際的測(cè)量和控制中，快速實(shí)時(shí)的對(duì)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(duì)溫度控制現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行準(zhǔn)確的控制，依舊是我們需要考慮