基于SPCE061A 單片機(jī)水溫數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

于 躍 李 超 姜 東 王 玥 張志勇

（長春大學(xué)旅游學(xué)院 吉林 長春130607）

1 概述

隨著時代的進(jìn)步，科技也不斷的在發(fā)展著。智能化也在不斷的完善著，智能化已經(jīng)逐漸的替代了人工工作。水溫的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)在日常生活中應(yīng)用的非常廣泛，而精準(zhǔn)的控制水溫和高效的采集水溫的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)是人工無法達(dá)到的。

智能化體高了人們的生活水平，也使人們的生活變得更加便利，讓人們在工作中變的更加輕松。隨后著智能化逐漸的發(fā)展，智能化的優(yōu)勢也隨之顯現(xiàn)。水是人們生命的源泉，水在人們的生活中是必不可少的一部分，在工業(yè)化中也是重要的得部分之一，而將水溫的數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)變得智能化可以防止發(fā)生意外。近年來我國因?yàn)樗疁氐臄?shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)不到位，意外頻頻發(fā)生。智能化水溫的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)可更精準(zhǔn)的采集水溫的數(shù)據(jù)和更高效的控制水溫，提高了工作的效率，更好的保障了工作的安全性。

2 系統(tǒng)硬件構(gòu)成

本系統(tǒng)由SPCE061A 單片機(jī)為核心、PT100 溫度傳感器、數(shù)碼管三部分構(gòu)成。

2.1 本系統(tǒng)以SPCE061A 單片機(jī)做為核心控制器件，SPCE061A 單片機(jī)是高性能的16 位機(jī)構(gòu)的微控制器且價格低。SPCE061A 里只內(nèi)嵌32k 字的內(nèi)存，具有較強(qiáng)的中斷處理能力，能夠快速的處理相對復(fù)雜的數(shù)字信號。SPCE061A 單片機(jī)可應(yīng)用在家用電器控制、儀器儀表、工業(yè)控制、醫(yī)療設(shè)備、智能家居控制、通訊產(chǎn)品等方面。

2.2 溫度是自然界中與人類打交道的最多的物理變量之一，而在本系統(tǒng)中則使用PT100 溫度傳感器作為采集溫度信號器件，PT100 溫度傳感器它是集溫度濕度采集于一體的傳感器。PT100 溫度傳感器是一個可以將溫度變量轉(zhuǎn)化為可傳送的標(biāo)準(zhǔn)輸出儀表。主要由兩部分組成：傳感器和信號轉(zhuǎn)換器，傳感器主要是熱電偶或者熱電阻；信號轉(zhuǎn)換器主要是由測量單元、信號處理和轉(zhuǎn)換單元組成。PT100 溫度傳感器溫度的采集范圍是在-200～+850℃。并且PT100 溫度傳感器應(yīng)用得范圍廣泛，可應(yīng)用在醫(yī)療、電機(jī)、工業(yè)、溫度計算等方面。

2.3 數(shù)碼管是一種可以顯示數(shù)字和其他信息的電子設(shè)備。它是顯示屏其中的一類，通過對其不同的管腳輸入相對的電流，會使其發(fā)亮，從而顯示出數(shù)字能夠顯示時間、日期、溫度等所有可以用數(shù)字表示的參數(shù)。數(shù)碼管的價格便宜，使用簡單，因此在家電領(lǐng)域應(yīng)用比較廣泛。而本系統(tǒng)中最終系統(tǒng)所測出的溫度數(shù)字會使用數(shù)碼管顯示出來將。

2.4 系統(tǒng)成本低，操作簡單，它解決了一直困擾著我們的問題，解決了測量數(shù)據(jù)不精確，保證了其數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性，并且實(shí)現(xiàn)了可連續(xù)精確度高的水溫控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集。解決了數(shù)據(jù)采集不精準(zhǔn)問題，同時也提高了人們的工作效率，節(jié)約水資源等問題。

系統(tǒng)利用溫度傳感器采集到當(dāng)前的溫度信號，通過SPCE061A 單片機(jī)將溫度信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，最后在數(shù)碼管上實(shí)現(xiàn)溫度顯示。單片機(jī)的溫度控制信號輸出端連接至電腦或手機(jī)，降低了控制系統(tǒng)的制造成本。在本系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集使用在高溫和氧化性介質(zhì)中物理化學(xué)很穩(wěn)定的PT100?；赟PCE061A 單片機(jī)水溫數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)可以準(zhǔn)確穩(wěn)定的采集所測水溫的數(shù)據(jù)，保證其數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性，并且可以有效的控制水溫，該系統(tǒng)可以通過電腦設(shè)置一個恒定的溫度，將水環(huán)境數(shù)據(jù)與所設(shè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，當(dāng)前溫度高于恒定溫度時，會自動報警。該系統(tǒng)可以通過一臺電腦或一部手機(jī)來遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，而系統(tǒng)可以將所測出的數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂圃撓到y(tǒng)的手機(jī)或者電腦上。

3 系統(tǒng)軟件構(gòu)成

系統(tǒng)軟件是以給系統(tǒng)編寫一個程序Java 語言，數(shù)據(jù)庫，操作系統(tǒng)等為核心構(gòu)成一個水溫的數(shù)據(jù)采集和控制的系統(tǒng)。

該系統(tǒng)使用Java 語言編寫出溫度測量和溫度控制的程序。Java 語言是一種可以撰寫跨平臺應(yīng)用軟件的面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計語言，它具有卓越的通用性、高效性、平臺移植性和安全性。Java 編程語言是個簡單、面向?qū)ο蟆⒎植际?、解釋性、健壯、安全與系統(tǒng)無關(guān)、可移植、高性能、多線編程和動態(tài)語言。

本系統(tǒng)應(yīng)用數(shù)據(jù)庫功能來記錄每一個所測量出的水溫數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫簡單來說是本身可視為電子化的文件柜——存儲電子文件的處所，用戶可對文件中的數(shù)據(jù)進(jìn)行新增、截取、更新、刪除等操作。

4 系統(tǒng)的最終效果

系統(tǒng)最后可以測出精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)并控制水溫，系統(tǒng)利用溫度傳感器采集出溫度信號由單片機(jī)將溫度信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，最后將數(shù)字呈現(xiàn)在數(shù)碼管上結(jié)束。該系統(tǒng)可以通過手機(jī)或者電腦來接受數(shù)據(jù)，可以再無人操作的環(huán)境下測出當(dāng)前水溫，并將所測量出的水溫傳輸?shù)娇刂圃撓到y(tǒng)的手機(jī)或者電腦上在系統(tǒng)中對水溫設(shè)定一個恒定的最大值，當(dāng)所測量的水溫大于等于設(shè)定的最大值時會自動發(fā)出警報，可對系統(tǒng)設(shè)定一個恒定的最小值，當(dāng)所測量的水溫低于設(shè)定的最小值是發(fā)出警報。本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了無人采集水溫數(shù)據(jù)，可以更好的監(jiān)控所測水溫的溫度，當(dāng)水溫高于恒定最大值時會向手機(jī)或者電腦的控制者發(fā)出警報，防止突發(fā)意外的發(fā)生，一定程度上的降低了工業(yè)、醫(yī)療、電機(jī)等一些場所發(fā)生突發(fā)意外的概率。給人們的工作帶來了極大的便利，方便了工作人員隨時查看數(shù)據(jù)并及時的發(fā)現(xiàn)問題，使工作人員的安全的得到了保障，也使人們的生活水平的得到了提高。

5 結(jié)論

本系統(tǒng)主要以水溫數(shù)據(jù)的采集和控制為主，主要以嵌入式技術(shù)為主。實(shí)現(xiàn)了水溫的數(shù)據(jù)采集和自動控制，保證其數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性，好處是可以控制水溫和自動采集數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娔X上，方便工作人員查看數(shù)據(jù)及時發(fā)現(xiàn)問題，并且降低了它所需要的成本從而使生產(chǎn)它更加方便快捷，可以實(shí)現(xiàn)高精度的溫度控制和采集到精確地數(shù)據(jù)，節(jié)約水資源和提高工作的效率。并為工業(yè)生產(chǎn)保證了產(chǎn)品的質(zhì)量，保證生產(chǎn)的自動化，智能化能夠順利的進(jìn)行，安全地進(jìn)行，從而提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。也更加為水資源提供保障，實(shí)現(xiàn)水資源的再生和利用更高效化。它的應(yīng)用會給人們的生活工作都帶來很好的方便，使得人們的物質(zhì)層面需求與精神層面需求進(jìn)一步獲得幸福感、滿足感。