赵志强

（201620 上海市 上海工程技术大学）

0 引言

水温检测与控制广泛存在于生活和生产中，例如自动加热浴缸的水温控制、锅炉中的水温检测与控制等。传统的水温检测通常以热电阻热电偶为检测元件[1]，PLC 为控制器，系统较冗杂，成本较高。本文采用数字式温度传感器DS18B210 温度传感器作为检测元件，基于ARM 的STM32 芯片作为控制器，设计了一种高效准确的水温检测与控制系统。该系统调试简单，维护成本低且功能拓展性高，为温度检测与控制提供了参考。

1 系统设计

本系统包括以ARM Cortex-M4 为内核的STM32F429 控制板、电热合金丝加热棒、半导体制冷片、DS18B20 温度传感器、语音播报电路、继电器控制电路。

本系统采用的DS18B20 温度传感器具有较好的防水性能[2]，因此可将温度传感器置于水箱中，直接采集水温并将水温显示到LED 数码管上。STMF429 微处理器将采集到的水温数据与设定的阈值温度进行比较。若水温低于阈值温度，则接通控制加热棒的继电器，启动加热棒，直到实际水温达到阈值温度，停止加热并播报语音提示；若水温比阈值温度高，则接通制冷片继电器，启动制冷片，待水温冷却到阈值温度时，停止制冷并播报提示语音。系统设计如图1 所示。

图1 系统控制原理图Fig.1 System control schematic diagram

2 硬件设计

硬件系统主要包括STM32F429 微处理器、水温检测模块、显示模块、语音播报模块、加热模块、制冷模块。

2.1 水温检测模块

DS18B20 温度传感器是由DALLAS 半导体公司推出的一种“一线总线”接口的温度传感器[3]，它具有体积小、适用电压范围大、测温范围宽、连接简单等特点。……