摘要
温度报警在生活、工业以及农业上都具有广泛的用途，比如生活上设置一个温度报警功能，可以转换为对火灾的监控；工业上锅炉对温度报警功能，实现对锅炉异常监控等，所以高可靠高精度温度报警控制系统的设计具有重要意义。
本文设计以温度报警和控制功能为核心的温度控制系统，首先实现对实现该功能的要素进行分析，设计系统方案，选择确定以DS18B20传感器来实现温度的检测功能，采用ARM单片机接受传感器检测到的温度数据后，与设定的温度上限范围，温度下限范围进行比较，自动识别温度是否异常，如果识别到温度异常，设计蜂鸣器和LED进行报警，实现温度报警功能，同时采用继电器调节升温和降温功能，使得温度维持在给定范围内；通过分析各个模块的特点，对嵌入式温度控制系统的硬件电路做了详细的分析，对软件算法进行详细的分析，最后对实物制作，完成了以温度控制为核心的嵌入式温度控制系统的实物焊接与制作,设计出一款温度控制系统，其中系统工作稳定，检测灵敏度高，实现对温度的检测、显示以及控制。
关键词：DS18B20温度传感器，ARM单片机，温度控制，报警
1 总体方框图
以温度控制功能为核心的报警系统，通过满足系统要求的传感器检测温度，单片机读取传感器检测温度值后，对该温度值显示，同时与设定温度上限和下限比较后，判断是否存在温度异常，对蜂鸣器和继电器进行控制，系统框图如图2-1所示。
图2-1 系统框图
2 硬件总体框图
本文系统硬件包括单片机控制电路，温度检测电路，显示电路，按键控制电路以及温度控制电路，硬件总体框图如图3-1所示。
图3-1 硬件总体框图
DS18B20传感器电路：将温度数据传送给单片机，实现对温度的检测。
三个按键电路：实现对温度调节界限的上限和下限调节。
显示电路：采用LCD1602对检测的实时温度值和设置的界限值实时显示。
升温和降温继电器：采用两路继电器实现对加热片和风扇驱动，实现升温和降温。
报警电路：采用蜂鸣器当温度出现异常时，进行报警。
单片机控制电路：接受传感器和按键电路的信息，对继电器以及报警和显示电路驱动。
3 硬件总体电路
整个系统以STM32为核心，通过读取DS18B20温度传感器的检测数据后，在内部对数据进行判断，对LCD显示控制的同时，也对继电器电路进行控制调节温度，总体硬件布线图如图3-9所示。
图3-9 总体硬件布线图
4 功能调试
实现温度报警，须具有对温度检测、显示报警和按键设置等功能，主要对这三个功能进行验证：
1.按下电源系统上电，可以看到LCD上的显示屏，会显示两排内容，一排显示实时温度值，一排显示温度阈值，上电显示如图5-2所示。
图5-2 上电显示
2.报警功能，给温度传感器加热，可以看到LCD上显示的实时温度值会上升，当高出显示的阈值时，指示灯和蜂鸣器工作报警，温度报警功能如图5-3所示。
图5-3 温度报警功能
3.按键设置功能，本文设定的温度范围25到35，可以通过按键分别对两个界限进行设置，按键设置如图5-4所示。
图5-4 按键设置
以温度报警功能为核心的温度报警器，实现了LCD显示值，蜂鸣器和LED灯对温度过高和过低进行报警提示，其中系统工作稳定，在检测精度、检测范围等功能设计都实现了。
5 总结
利用传感器技术和单片机技术，以实现温度报警为出发点，来设计整个系统，选择DS18B20高精度数字式温度传感器实现对温度的检测，检测到温度异常后，就会通过灯光和声音指示报警，本文完成的工作以及得到的总结如下：
1.以温度报警功能为基础，围绕温度的检测、显示、报警等方面展开工作，实现检测0到+125摄氏度的温度范围。
2.研究单片机与DS18B20传感器之间的通信时序，单片机按照DS18B20传感器的工作时序，来精确的采集温度数据。
3.采用显示、蜂鸣器以及LED灯实现温度的显示功能和核心的温度异常报警功能。
4.围绕单片机及外围电路，传感器及外围电路以及报警等电路的研究，设计各部分硬件电路和软件算法，实现对嵌入式温度控制系统的实物验证。
设计出来的嵌入式温度控制系统，实物通过调试，实现以温度报警为主要功能的温度检测报警系统，因受时间和能力条件的限制，系统还能做的更加完善，比如通常温度和湿度不分家，可以增加湿度的报警功能，同时该系统不具有对温度远程检测和对温度远程控制的功能，因此功能相对单一，如果能在系统中增加保湿和去湿功能以及无线发送数据到监控端实现远程监控，那么系统将会得到非常大的升级。
