隨著全球變暖的加劇，冬季的溫度控制對于許多人來說變得更加重要。然而，目前，許多城市仍然使用傳統的直流電或者其他技術來提供溫度控制。這種做法有很多缺點，比如，人們無法獨立控制溫度，導致了資源的過度消耗。此外，使用傳統的溫度控制系統也會導致室內溫度的波動，并且溫度控制的效果并不理想。近年來，由于新能源、新技術的不斷推陳出新，采暖方式也在不斷演變，特別是在獨立家庭供熱領域，更是迎合當下的需求。因此，在研究如何實施智能家庭供熱時，我們將重點放在溫度控制感應器的選型上，并結合DS18B20數字溫度傳感器，構建一種溫度控制器，以實現更加精準的溫度監測。采用先進的智能化技術，可以根據需求，對室內的采暖時長和室內溫度進行精確的監測，從而更好地滿足當前的需求。

這個系統由一個單片機控制器、一個按鈕控制器、一個LCD顯示器和一個溫度檢測器組成。系統能完成溫度的檢測、設置溫度、加熱的功能，采用DS18B20溫度傳感器實時檢測溫度并進行轉化，檢測到的溫度值通過LCD1602液晶屏進行實時顯示，并可以通過單片機AT89C51外部擴展的按鍵電路來設定溫度值，通過加熱電路對水溫進行控制，升溫時開啟加熱電路，降溫時關閉加熱電路，實現對溫度在20℃～30℃控制的自動化。

本題目通過單片機控制，實現的水溫監測、設置、加熱等功能。本系統成本低廉，功能實用，具有便于攜帶的特點。

關鍵詞：智能供暖；AT89C51；DS18B20；自動控制；溫度控制

Asa result of climate conditions, heating has become a basic living requirementfor northern residents in the north. At present, there are many problems in thecentral heating of direct coal and thermoelectric joint production in mostparts of northern China. For example, residents cannot shut down the heatingpipe independently, cause a large amount of waste in energy, and the form ofsingle tube heating causes the heat distribution between different floors, thepoor heating quality, the problem of the standard of charging standards.Theadvent of fresh energy and technologies has caused the heating mode to evolvein a variety of ways, with the emergence of the independent household heatingmode offering an efficient solution. Consequently, this paper, based on thetemperature sensor technique, includes the selection of a temperature sensorchip and USES single chip microcomputer to create a temperature controller. Theautomatic control of the heating time and the temperature of the room is usedto meet the requirements of the heating system in the new situation.A singlechip microcomputer, key circuit, LCD display, and temperature detection circuitcomprise this system. It can detect the temperature, which is displayed in realtime via the lcd1602. LCD screen, and can be set by the single chip at89c51external extension key circuit to set the temperature value, the temperature iscontrolled by the heating circuit, the heating circuit is opened, the heatingcircuit is opened, the heating circuit is turned off, and the heating circuitis closed when the temperature is cooled, and the automation of the temperaturecontrol is controlled by the temperature of 20~ 30℃.A single chipmicrocomputer, capable of temperature monitoring, setting, heating and otherfunctions of the realization, is the controller of this issue. Itsaffordability, practicality, and ease of transport make it an ideal choice.

引  言

當前，東北地區的采暖方式以水暖氣為主，它的工作原理為：先把清潔的水燒開，然后把它轉換成可以持續使用的熱能，隨后，這些熱能會被傳遞給室內的空調，空調的風力可以把室內的空氣調節至舒適的溫度。當熱水的溫度下降時，它便開啟一個新的循環系統，即冷卻的水經受加熱，并釋放出大量的熱能，這種一個周而復始的循環系統，使得整個室內的氛圍都變得更加舒適。而氣暖氣的工作原理，則是利用一個加熱器，把一部分的冷卻的空氣放入，使其變得更容易受到加熱，而另一部分的熱卻不斷地向外傳遞，最后，這種一個周而復始的循環系統，使得整個室內的氛圍都變得更舒適。這兩種暖氣通常使用煤炭燃燒，熱企煤炭儲備和經營資金缺口較大，甚至容易產生停熱、棄管、設備凍害等多種問題出現，智能供暖系統與設備的研發勢在必行。

水是一種至關重要的物質，它能夠改善人類的健康狀況，并且能夠根據不斷變化的環境及其相關的需求，調節水的溫度，以保證其正確的使用。因此，水溫控制技術的出現，使得它能夠更好地服務于多種行業，從而改善社會的發展。隨著微機測量及其相關的控制技術的飛快進步，基于單片機的智能化溫度收集及其相關的管理系統的出現，極大地改善了人們的日常工作及生活環境的溫度管理能力。

第一章 緒論

由于微電子、微計算機技術的飛速進步，微機測量與控制溫度的方法也已被普遍采納，它具備邏輯結構簡單、使用簡便、操作成本便宜、特性安全可靠、經濟實惠的優勢，從而推動著該領域的迅速發展。由于高新技術的蓬勃發展，單片機現已被廣泛地運用于電力、軍事、交通、農業、石油化工、電信等眾多行業，尤其是在家庭設備，例如空調、冰箱、微波爐，更加精準地實現對室內環境的監測和控制。“單片機”，又稱為《單片微型機計算器》，是一種由單塊芯片組裝的多用途微小計算機系統，它擁有簡約的外觀、低功率的輸入輸出、安全可靠的網絡連接、安全可靠的操作系統、安全可靠的存儲以及可以根據需求調節的功能。使用單片機進行控制器，在極大地改善了溫度測量與控制的準確性、靈敏度以及效率方面取得了顯著的成果。然而，由于其本質的局限，它無法實現對溫度的實時監控，因此必須依賴于其他的支持元素，如擴展插槽、傳感器、模數轉換器、外圍設備以及被控對象。為了實現準確的定時溫度監測，我們必須深入探索和開發出一套完整的單片機實現。

隨著科技的進步，我國的工業已經進入了一個全新的發展時期，而水溫控制技術則是其中的核心。它能夠有效地調整和優化各個環節的溫度，并且能夠根據需求采取合適的控制策略，從而使整個工廠的運行更加高效和穩定。通過精心設計的技術手段，可以有效地改善生產流程，從而達到更高的產出質量、更低的成本，同時還可以有效地降低人員的負擔，避免資源的浪費，這些技術手段已經成為許多工廠的關鍵步驟。這個項目的核心部分采用了AT89C51芯片來控制水溫。

1.1 研究背景

溫度控制是一項極其繁瑣、復雜的工作，需要人工操作，但是可以通過計算機來完成，它可以提供準確、快捷的溫度控制，從而避免出現任何錯誤。相比于傳統的手動操作，計算機可以更加高效地完成溫度控制，節省了大量的時間和精力。隨著科技的發展，計算機技術已經成為工作人員日常監督和控制的重要工具，其獨特的優勢使得它們成為手工管理的替代品。尤其是在北方的冬季，智能化的儀器儀表和無線傳感器的研究已經成為測控領域的必備技術，而溫度參數的監測和監控也成為了測控和系統的核心部分。本文旨在深入探討51單片機的溫度采集與智能溫控系統的結構特點，并從硬件和軟件兩個層面，對其應用前景進行詳細分析，以期為市場提供更加有效的解決方案。   

在國外對于溫度測量控制技術研究始于20世紀70年代。而我國的溫度測控技術研究始于20世紀80年代，溫度測控技術包括了溫度的測量技術和溫度的控制技術。[2]目前的溫度測量技術主要的測量方法分成兩大類別，一類是接觸式的測溫方法，另一類是非接觸式的測溫方法。接觸測溫法在測量時需要與被測物體或介質充分接觸，主要包括的測溫方法有膨脹式測溫接觸式光電、熱色測溫、電量式測溫等等。而非接觸式的測溫方法不需要接觸被測對象，包括激光干涉測溫、光譜法測溫、輻射式測溫以及聲波、微波測溫方法等。在本系統中選擇的是接觸式測溫方法利用集成芯片測溫，屬于電量式測溫的范疇。溫度控制在近年來已經成為我國工作對象控制中重要的一部分廣泛使用各種加熱裝置、加熱方式。由于各種原因，控制策略的多樣性可以得到充分的體現，包括但不限于：采用數值計算、運用邏輯分析、運用概率論、運用決策分析、運用邏輯思維等。在如今對控制技術的需求，又有先進的些許控制方式，本文研究系統采用了經典的控制算法對恒溫部分進行控制。

1.2  研究目的及意義

通過將DS18B20與單片機結合，并結合特定的電路板，我們創造出了一種新型的電子式智能溫度儀，它不僅可以實時監控物體的表面溫度，還可以精確檢測出物體內的每一處細微變化，使我們更加便捷、精準。由溫度傳感器和單片機組成的電子體溫計。[3]其優勢顯著：它的應用簡便，可信度高，檢測精度高，因此，它已經成為了我們日常生活中必備的工具。

1.3  主要研究內容

本系統以AT89C51單片機為核心，有按鍵控制電路，DS18B20溫度檢測電路，LCD1602顯示電路，加熱電路。DS18B20溫度傳感器實時檢測溫度并進行轉化，檢測到的溫度值通過LCD1602液晶屏進行實時顯示，并可以通過單片機AT89C51外部擴展的按鍵電路來設定溫度值，通過加熱電路對水溫進行控制，升溫時開啟加熱電路，降溫時關閉加熱電路，實現對溫度在20℃～30℃控制的自動化。

主要技術指標及要求：

1、單片機實現水溫度控制，保存供暖正常溫度在范圍為20～30℃，測量精度為1℃；

2、實時顯示當前的溫度值；

3、具有溫度設定和加熱散熱功能。