本文研究了在沼气反应器内，通过单片机系统实现对环境温度的智能化控制。本系统采用AT89C51单片机，配以数字式温度传感器DS18B20，该温度传感器可以自行设置温度上下限值。单片机将DS18B20采集到的温度信号与输入的温度上、下限值进行比较，由此判断是否启动继电器以开启设备。经实践证明，该设计在温度测量的精确度等各方面都有良好的表现。它可以实现对温度的实时显示控制，是一种比较智能经济的方案，适于大力推广，以便促进反应器内的反应过程，从而提高反应器内的转化率，以带来很好的经济效益和社会效益。

课题的研究内容及研究方法

本设计主要解决的问题通过单片机控制系统，实现对温度的智能控制。该温度控制系统采用层次化和模块化的设计，整个系统由控制器模块、加热模块、温度采集模块、键盘设定模块、显示模块和报警模块组成。对系统进行仿真和调试，其中包括硬件仿真和软件仿真，完成数据的采集和处理。

本设计将信息采集技术、信息传输技术、信息存储技术及信息处理技术等相互融合，将环境温度参数和单片机控制理论相结合，提出一种切实可行的温度控制系统，可以全面、实时、自动的对监测数据进行自动记录、存储和处理。

本设计的预期结果

该温度控制系统用于沼气反应器中，实现对温度的实时显示和控制，是一种比较智能经济的方案，可以促进反应器内的反应过程，从而提高反应器内的转化率，以带来很好的经济效益和社会效益。

系统的设计原理

数字式温度传感器DS18B20从设备环境的不同位置采集温度，并将采集到的温度传给单片机AT89C51，该温度值经单片机处理后得到当一个相对稳定的数据，再根据系统设定的温度上下限值，通过加热设备对环境温度进行调整。当采集的温度经过处理后低于设定的温度下限值时，单片机通过控制可控硅开启升温设备（加热器）；当采集的温度经处理后高于设定的温度上限值时，单片机通过控硅可控硅停止加热设备。当由于环境温度变化太剧烈或由于加热设备及温度传感器出现故障，导致一段时间内不能将环境温度调整到规定的范围内时，单片机通过发光二极管实现报警功能。

系统的总体设计方案

本设计将信息采集技术、信息传输技术、信息存储技术及信息处理技术等相融合，结合环境温度参数监测和单片机控制理论，提出一种切实有效的环境温度控制系统，可以全面、实时、自动的对监测到的数据进行自动记录、显示以及处理。

本设计主要解决的问题通过单片机控制系统，实现对温度的智能控制。该温度控制系统采用层次化及模块化的设计，整个系统是由控制器模块、加热模块、温度采集模块、键盘设定模块、显示模块和报警模块组成。根据分析，结合器件和设备等因素的综合考虑，确定了如下方案：

1．采用AT89系列单片机作为控制器，分别对温度采集、数码管显示、键盘设定模块和加热装置功率进行控制。

2．温度采集模块采用数字式温度传感器DS18B20。此器件经软件设置可以实现高分辨率测量。

3．加热装置模块采用双向可控硅及其驱动器件实现系统的加热。

4．键盘设定模块采用按键组成的键盘实现温度上下限值的设定。

5．显示模块用四位七段共阴数码管显示实时的温度值。

6．报警模块采用发光二极管实现报警功能。

系统硬件总体结构

数字式温度传感器DS18B20从设备环境的不同位置采集温度，并将采集到的温度传给单片机AT89C51，该温度值经单片机处理后得到当一个相对稳定的数据，再根据系统设定的温度上下限值，通过加热设备对环境温度进行调整。当采集的温度经过处理后低于设定的温度下限值时，单片机通过可控硅开启升温设备（加热器）；当采集的温度经处理后高于设定的温度上限值时，单片机通过可控硅停止加热设备。当由于环境温度变化太剧烈或由于加热设备及温度传感器出现故障，导致一段时间内不能将环境温度调整到规定的范围内时，单片机通过发光二极管实现报警功能。