摘 要：介绍了一种利用温度传感器结合MATLAB数据处理实现温度数据采集的装置。利用数据采集板对室内温度进行采集，接着利用该采集板能直接支持Simulink进行硬件在线仿真的特点，在Simulink中进行建模仿真，同时可以将仿真后的温度数据在PC界面上以曲线的方式显示，并对室内加热装置进行调控。

关键词：MATLAB；Simulink；USB数据采集板；温度传感器

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.07.005

0 引言

在控制系统的通信有许多方法和应用平台，具有不同的特点。其中，MATLAB以其强大的数据处理能力和丰富的功能模块，在信号处理、自动控制等领域广泛应用。它用简单的命令代替复杂的代码，编程语言简单易学，对研究和开发帮助很大。它的Simulink可以提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境，线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模仿真中应用十分广泛。

本文讨论的控制室内温度的问题，通过预测控制方法可以有效地调节控制环境温度，从而达到需要的设定值或者实现预测控制的目的 [1]。

1 采集温度数据的方案

1.1 数据采集板的原理及组成

采集模块采用单片机作为CPU，利用其外设资源进行端口的输出/输入和A/D转换，利用USB通信芯片与计算机进行数据交互[2]。

数据采集卡如图1所示，其组成介绍如下：

（1）USB传输：使用PHILIP公司D12芯片；

（2）CPU：ATmega16（AVR）单片机；

（3）4路A/D：具有10位分辨率，输入电压范围0～4.096V，输入阻抗为可调47kΩ；

（4）2路D/A：具有10位分辨率，电压输出范围为0～4.096V；

（5）4路输入输出：LED两路，按键两路；

（6）工作电压：利用USB的5V电源，无需外接。

为提高抗干扰性，该采集卡设计了一阶低通滤波器。……