论文总字数：16465字

摘 要

温度测量在现代社会中有着广泛的应用，在社会生活高品质的催促下，温度测量技术只有不断提高，才能满足人们对温度的严格要求。而传统的温度测量系统存在诸多缺点:（1）需要复杂的电路；（2）容易受到各种环境因素（如温度、电磁场等）的干扰；（3）在铺设有线电缆的场合进行远距离传输会引起误差等等。

针对以上情况，本论文设计了一种基于GPRS的无线温度检测系统。本系统采用了STM32F103RCT6单片机作为主要控制芯片（即CPU）、利用DS18B20数字温度传感器采集温度和SIM800C无线通讯模块进行数据传输。论文完成了硬件设计方案论证和温度采集以及硬件电路所需的电路图。硬件设计包括温度采集电路、显示电路、USB电源电路、GPRS模块接收及发送电路。采集温度程序的编写是利用Keil5进行编程。在几次调试之后，这个无线温度检测系统可以实现温度采集以及无线数据传输。

关键词：温度测量 无线传输 单片机

Hardware Design of Real - time Detection System for Cold Storage Temperature

Abstract

Temperature measurement in the modern society has a wide range of applications, in the social life of high-quality urging, the temperature measurement technology is only continuously improve in order to meet people's stringent temperature requirements. The traditional temperature measurement system has many shortcomings: (1) the need for complex circuits; (2) vulnerable to a variety of environmental factors (such as temperature, electromagnetic field, etc.) interference; (3) in the laying of cable and cable for long-distance transmission Will cause errors and so on.

In view of the above situation, this paper designed a GPRS-based wireless temperature detection system. The system uses the STM32F103RCT6 microcontroller as the main control chip (ie CPU), the use of DS18B20 digital temperature sensor to collect temperature and SIM800C wireless communication module for data transmission. The paper completes the hardware design scheme demonstration and the temperature acquisition and the hardware circuit needed circuit diagram. Hardware design includes temperature acquisition circuit, display circuit, USB power supply circuit, GPRS module to receive and send the circuit. The collection of temperature programs is programmed using Keil5. After several commissioning, the wireless temperature detection system can achieve temperature acquisition and wireless data transmission.

Key words: temperature measurement; wireless transmission; single chip

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 课题研究背景及意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3课题研究内容及要求 2

第二章 方案论证 3

2.1 单片机方案论证 3

2.2 温度传感器的方案论证 3

2.3 GPRS模块的方案论证 4

2.4 总体方案论证 5

第三章 硬件电路设计 7

3.1 单片机电路设计 7

3.2 显示电路设计 10

3.3 温度传感器电路设计 12

3.3.1 DS18B20的介绍 13

3.3.2 DS18B20的工作原理及组成结构 13

3.3.3 DS18B20的电路设计 15

3.4 GPRS模块的电路设计 16

3.4.1GPRS模块的介绍： 16

3.4.2 GPRS模块中TCP的传输原理 17

3.4.3 GPRS模块的工作方式及电路原理图 18

第四章 温度采集的软件设计 23

4.1温度采集 23

4.2温度采集实现过程流程图 24

第五章 原理图绘制 26

5.1 绘图工具 26

5.2 原理图绘制 26

第六章 调试及结果 27

6.1测试坏境及工具 27

6.2 测试过程及方法 27

6.3 测试结果 27

第七章 总结 30

参考文献 31

致谢 32

附录一 电路原理图 33

附录二 温度采集及显示程序 37

第一章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

温度是一个重要的物理量，其检测技术有着广泛应用^[1]。而促使温度检测技术及系统不断发展的主要因素有以下几个方面：（1）人们生活水平的提高。人们追求高品质的饮食，而好的食品需要储存在合适的温度下来保证营养，因为过低或者过高的温度造成食品损毁。这就要求温度检测系统应用更加灵活，可以快速检测与反馈。（2）市场、用户等方面的实际需要。由于市场的存在以及用户的贴切需求，食品的储存时间可长可短，这要求储存装置设置灵活的时间。（3）传统温度检测系统存在局限性。原有的有线温度检测系统有着复杂电路、易受环境因素干扰、成本较高等缺点，如果单靠传统温度检测系统来进行实时温度的检测，会引起温度调节的延时，这将直接导致食品，药类等物品的损坏，这已经不能满足现如今的需求。（4）各种先进科技技术的应用。现在的计算机技术处理与分析数据更加方便，温度传感器的发展更加趋于智能化^[2]，其基于单片机的应用也更加广泛，无线数据传输技术也展现出强劲的发展劲头，其优越的性能使其在工业生产与温度检测系统设计中应用更加广泛。

1.2 国内外研究现状

温度检测技术发展速度较快，始于1970年。而我国对于温度检测技术的研究比国外晚了大约10年左右。我国温度测量技术虽然与发达国家相比有着较大悬殊，不过温度传感器技术，在我国已经应用的非常广泛，可以说各个领域都有它的存在。

作为温度检测的重要器件，温度传感器经历了三个发展阶段^[2]：第一阶段先是出现了传统的简单的温度传感器。第二阶段又出现了灵敏度高的模拟温度传感器。第三阶段则是输出全数字化的数字温度传感器问世。

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