大学生创新创业项目

结题报告

项目名称 温度传感器在环保生活中的应用 项目负责人 姚 刚 所属单位 太原师范学院计算机系 指导教师 金砺 小组成员 姚刚 毛江 熊学琴 刘微 雷晓敏

2013年11月3日

项目名称 申请经费 申 请 人 或 申 请 团 队 导 师 姓 名 0.5 万元 年级 四 四 四 四 四

温度传感器在环保生活中的应用研究起止时间 所在院系 计算机系 计算机系 计算机系 计算机系 计算机系 院系 计算机系 2012 年 3 月至 2014 年 3 月 联系电话 18734896092 18234105310 18234106091 18734906582 15635385687 联系电话 13935116851 E-mail 502787590@http://www.77cn.com.cn 365071281@http://www.77cn.com.cn 331556531@http://www.77cn.com.cn 1390926281@http://www.77cn.com.cn 179874478@http://www.77cn.com.cn E-mail13935116851@http://www.77cn.com.cn

姚刚 毛江 雷晓敏 刘薇 熊学琴 姓 名

金砺

一、项目的建设目标及主要研究内容 问题的提出 伴随着科技技术的飞快发展、人们的生活条件日益提高，智能化已经渗透到 了生活的各个方面。人们对养生的重视程度越来越高，水作为人体的生命源泉， 如果每个人能根据自己的需求喝到适温适量的水，对身体健康大有益处。因此， 我们提出了智能水杯的设想。 市场上的水杯正逐步向多样化和功能复合化的方向发展，其主要原因：一是 现在社会进步，经济发展人们对生活的质量要求越来越高，每天的饮水量是衡量 健康的重要指标； 二是如果水杯上能随时显示喝水的流量、 水的温度等有效信息， 这种既方便又好用的生活小物品将会受到人们的青睐。 尽管现在市面上有各种各样的水杯，但是我们小组设计的这种水杯具有新 颖、 独特和环保的特点， 是健康生活的必需品。 最突出的设计就是它有水温提示、 喝水量等有效信息的实时显示，这样人们就不会无意中被热水烫到，而且在冬天 也可以及时知道水是不是变冷了，还可以计算并显示你喝过的水量，知道自己每 天的饮水量有没有达到健康的水准。这将有效地解决上班族身体水盐失衡的问 题。

我们设计的这款水杯，针对了不同年龄段的人群，对于婴幼儿，奶粉对水 温的要求比较高，对于老年人来讲，泡茶对温度要求也比较高，对于注重养生的 白领阶层，咖啡，奶茶等时尚饮品也需要合适的温度，因此，我们的水杯上显示 温度有不错的市场需求，更加方便了我们的生活。 研究内容 硬件设计 单片机系统 方案采用 AT89S52 单片机作为控制器，完成所有的控制功能，包括： ☆温度传感器 DS18B20 的初始化和读取温度值 ☆LED 模块驱动 ☆温度存储及读取 ☆PC 机的串口通信 DS18B20 原理 DS18B20 采用 3 脚 PR-35 封装或 8 脚 SOIC 封装，管脚排列。GND 为地， DQ 为数据输入/输出端(即单线总线) ,该脚为漏极开路

输出，常态下呈高电 平，Vcc 是外部+5V 电源端，不用时应接地，NC 为空脚。 DS18B20 温度传感器的内部存储器包括一个高速暂存 RAM 和一个非易失 性的可电擦除的 E2RAM,后者存放高温度和低温度触发器 TH、TL 和结构寄存 器。暂存存储器包含了 8 个连续字节，前两个字节是测得的温度信息，第一 个字节的内容是温度的低 8 位，第二个字节是温度的高 8 位，第三个和第四 个字节是 TH、TL 的易失性拷贝，第五个字节是结构寄存器的易失性拷贝， 这三个字节的内容在每一次上电复位时被刷新，第六、七、八个字节用于内 部计算，第九个字节是冗余检验字节。

软件设计

二、方案论证 基于我们对水杯的设计，我们需要使用测量水温的测量设备、温度的显示 设备。 测温设备的选取方案 方案一：采用热敏电阻可满足测温要求，但热敏电阻精度低，重复性和可靠性 较差，对于精度要求较高的测温不适用，而且采用热敏电阻要求复杂的电路和算

法，增加了设计复杂度。

方案二：采用专用的集成温度传感器(如 AD590、LM35/LM45)和数字化温度传 感器(DS18B20、DS1620)测温，数字化温度传感器具有接口简单、直接数字量 输出、精确度高等优点。DS18B20 是 DALLAS 公司的最新单线数字温度传感器， 它是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器。一线总线独特而且经济 的特点，使用户可轻松地组建传感器网络，它的测量温度范围为-55~+125℃, 在-10~+85℃范围内，精度为±0.5℃,现场温度直接以“一线总线”的数字 方式传输，大大提高了系统的抗干扰性，适合于恶劣环境的现场温度测量，如： 环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等，DS18B20 支持 3~5.5V 的 电压范围，使系统设计更灵活、更方便、更便宜、体积更小。DS18B20 可以程序 设定 9~12 位的分辨率，精度为±0.5℃,分辨率设定及用户设定的报警温度存 储在 E2PROM 中，掉电后依然保存。因此，本方案选用 DS18B20 作为温度测量传 感器。 单片机系统选取方案 AT89C51 是一种带 4K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压，高性能 CMOS8 位微 处理器，俗称单片机。AT89C2051 是一种带 2K 字节闪烁可编程可擦除只读存储 器的单片机。单片机的可 擦除只读存储器可以反复擦除 100 次。该器件采用 ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的 MCS-51 指令集和输出 …… 此处隐藏：3811字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……