【报名阶段需要填写的内容】

1. 参赛者姓名（必填项）：王鹏程

2. 单位或学校名称（必填项）：河南理工大学

3. 当前职务或职称（必填项）：学生

4. 参赛作品的名字（必填项）：基于STM32的智能温度控制系统

5. 简要陈述您的idea和作品（必填项）：

近年来，随着人们对反季节蔬菜需求量的大量增多，农业大棚在农业生产中占有越来越大的比重，而温度作为农业大棚中最重要的一个控制量，对其控制的要求也越来越高，传统的温度控制系统往往需要人工调节温度，消耗的大量人力、物力，而且难以满足对温度控制高精度、快速性与低功耗的要求。因此，迫切需要设计一套完整的智能温度控制系统。

本文设计的基于STM32的智能温度控制系统的主要功能是实现农业大棚内温度的无线远距离监测及智能控制。系统主要由两部分组成：温度的采集与智能控制端和上位机温度监控端。系统的主控制使用的是Cortex-M3内核的STM32F103vet6单片机，温度的采集与智能控制端将DS18B20数字式温度传感器采集到的温度数据通过OLED显示屏显示，使用按键设置大棚内的温度，控制器与驱动电路可以用来调节大棚内温度，控制机可编写程序输出PWM信号，利用PID算法可计算出应调整PWM信号占空比的大小，从而通过调节电机的转速使大棚内的温度达到设定值。上位机温度监控端包括PC机和PC机连接的单片机，与PC机相连的单片机可通过NRF24L01接收控制端的温度数据，实现了温度数据的远距离传输，与PC机连接的单片机通过串口将接收到的温度数据传输到PC机。PC机的上位机界面使用的是LabVIEW编程，可记录一段时间内温度数据的变化曲线及温度的超限报警等功能，并利用LabVIEW模拟出了温度的增量式PID控制过程。

本设计整体上实现了大棚内温度的智能化控制，相比与传统的温度控制方式，对温度的测量与控制精度更高、数据传输速度更快且功耗较低，符合节能、环保的设计要求，具有较强的实用价值。

6. 拟用到的立创商城在售物料（必填项）：

STM32F103VET6、OLED显示模块、nRF24L01-REEL

7. 拟用到的非立创商城物料或其它补充（必填项）：

DS18B20

【作品正式发表（报名成功后进入设计阶段）需要填写的内容】

一、作品简介

本系统选用选用高性价比的STM32单片机作为主控制器，利用DS18B20数字式温度传感器采集大棚内的温度。采用2.4G无线传输NRF24L01将温度采集的下位机处理得到的温度数值传送到与PC机连接的单片机中。通过单片机的串口通信将温度数据传输到PC机上的上位机显示，上位机使用LabVIEW编写。温度控制算法为增量型PID控制算法，计算出实时温度与预设温度之间的PID增量，然后根据此增量线性的调节PWM波的占空比，控制升降温，从而达到调节大棚内温度的目的。在设计过程中主要要求系统应满足以下几方面要求：

（1）工作人员可以远离生产环境通过PC机对温度进行监测；

（2）温度的测量精度满足要求，温度值的传输速度尽量快，温度测量的精度和传输速度对温度控制环节的好坏影响很大；

（3）温度的测量范围较宽，系统可以应用于不同的环境中；

（4）对温度连续检测，并可以在没有工作人员的参与下对温度进行控制；

（5）PC机可以显示一段时间内的温度变化曲线；

（6）该系统整体消耗功率较低，符合节能的要求；

（7）该系统性能足够稳定，可以适应于不同的生产环境；

该系统主要应用与我国传统的农业大棚的温度控制领域，系统主要需要实现以下几个功能：

（1）可以实现对农业大棚的温度进行监控并显示。

（2）通过无线传输将大棚的温度数据传输到监控室，并显示。

（3）可以在PC机上观测到大棚的温度变化曲线。

（4）通过反馈调节可以控制大棚内的温度在某一合适值附近，而且此温度值可以由人为设定。

二、系统构架图 

本基于STM32单片机的温度控制系统主要由一下几部分组成：温度采集系统温度数据显示模块、上位机温度显示界面、温度无线传输模块以及PID温度控制系统。

整个系统主要有两部分组成：温度测量与控制部分，上位机温度显示与调节部分，两部分通过无线数据接收模块进行数据交换。温度测量与控制部分主要实现的是对大棚内温度的多点测量，并把得到的温度数据传送给中央处理器进行处理显示，处理器同时又可对大棚内的温度进行控制。上位机显示与调节部分主要处理器将得到的温度数据通过串口在PC机上显示，并可观察到一段时间内温度数据的变化，并通过按键将大棚内的温度控制在任意要求的数值左右。无线数据传输主要实现温度数据和控制数据变量的控制。整个系统最突出的特点主要有可以实现远程监控与控住，系统整体功耗较低。

三、硬件部分的描述

本设计使用的硬件电路主要包括系统电源电路、STM32最小系统，NRF24L01无线模块，OLED显示电路，DS18B20温度检测电路以及升降温驱动电路。硬件平台的搭建先利用Altium Designer 15.0.7 根据电路图生成PCB图的功能，将本设计的电路连线图自动生成了相应的PCB图，并进行布线.

四、材料清单（BOM列表)

列出您这个作品所用到的主要器件（关键器件即可），比如单片机&ARM芯片、专用集成芯片(ASIC)、传感器、功能模块等。

如果所列出的芯片是来自我们立创商城上的，最好能写出该器件的商品编号或附上对应购买链接。

五、软件部分的描述（选填）

STM32F103VET6、OLED显示模块、nRF24L01-REEL

六、作品演示

请上传您的作品的功能演示到腾讯视频，并编辑到本楼（或附上视频链接）。按要求上传视频可获得5分，具体详见活动规则。

七、总结

温度的智能化检测与控制一直是自动化专业的前沿技术，在计算机科学技术不断进步、自动化控制原理逐渐成熟的今天，大棚温室系统的研究已经迈入了一个崭新的智能化阶段并且不断地对其功能进行完善。本文设计的基于STM32的温度控制系统仅仅是对温度控制系统做出了一个简单的设计方案，但整个设计的实用性较高，系统体积较小、功耗低、集成度高、接口电路简单，能够很方便地是用户嵌入到其他的控制系统中，所需的元器件都也可以很方便地获取，使系统的可应用范围更加广泛。本设计基于国内传统的温室控制技术以及国外先进的智能化自动温室控制技术，可以有效改善目前我国农业大棚智能监控系统的不足，本设计融合了传感器、智能控制、单片机微处理器以及通信技术实现了农业大棚的智能监控与调节，具有一定的实用性和可推广性。

此外温度控制也可以应用在很多领域，比如在一些人不能直接进入的场所，利用单片机控制的温度控制器，可以设置并控制其中的温度。在不久的将来温度控制系统一定会广泛地应用在我们的日常生活及农业生产中，这将会对提高企业自动化水平、降低生产成本、减轻工人劳动强度、提高生活质量等方面起到积极的促进作用，让温度控制更好的服务于整个社会和人们的生活。总之基于单片机的温度控制器利用在很多领域。本课题只是单片机机温度控制系统的一种设计方法。

欢迎参与！    期待楼主佳作

您已经报名成功！

您现在就可以开始进行设计工作了，后期相关内容请在一楼编辑进行完善。

当前所有参赛选手分值统计表及活动详细介绍见：  http://www.szlcsc.com/go/17523dej