多传感器融合温度检测系统设计.docx

摘要:我们的周围早已离不开温度这一物理量，无论是我们的生产生活，还是动植物的成长，温度都是一个必不可少的因素。所以对温度的控制也是当下乃至未来热门的研究领域之一。而单一的温度测量又很难保证所测结果的准确性和全面性，因此为了获取被测对象的全面和完整的信息，必须采用多个传感器对同一对象进行多方位检测与融合。而此次选题主要进行研究的就是利用多传感器融合进行温度检测系统的设计。

本次毕业设计主要是通过使用STM32芯片、DHT11传感器模块、LCD1602液晶显示屏模块和报警模块共同完成。利用三个温湿度传感器DHT11采集温湿度信息并发送给STM32芯片，芯片内部通过AD转换以及数据处理，利用数字显示屏LCD1602显示出来，同时报警模块进行判断测温湿度值是否超过所设的上下限，如果超过，蜂鸣器报警。然后将显示的数据进行多组采集利用MATLAB软件进行算法融合的仿真。本次设计主要用到Keil 5进行程序的编写、运行和调试。系统能够独立地完成单个传感器的数据采集，MATLAB能够完成多个传感器的算法融合。从而达到多传感器融合温度检测的目的。

关键词：DHT11传感器；融合算法；STM32芯片；MATLAB软件；多传感器

目录

摘要

Abstract

前    言-1

1 温度传感器的原理-3

1.1 温度传感器的测量方法和特点-3

1.2 温度传感器种类-3

1.2.1 热电偶式温度传感器-3

1.2.2 热电阻式温度传感器-4

1.2.3 集成温度传感器-5

2 多传感器温度测量硬件电路设计-6

2.1 方案的选择-6

2.1.1 传感器选择方案-6

2.1.2 显示器选择方案-6

2.1.3 单片机主芯片选择方案-6

2.2 系统总体设计方案-7

2.3 硬件设计-8

2.3.1 主芯片模块设计-8

2.3.2 温湿度采集模块的设计-9

2.3.3 显示电路的设计-10

2.3.4 按键模块和蜂鸣器报警电路设计-10

3 多传感器融合温度测量的软件设计-12

3.1 系统软件设计-12

3.2 温湿度传感器数据采集程序设计-13

3.3 数据处理及显示程序设计-14

3.4 按键及报警程序设计-14

3.5 多传感器融合温度测量的算法融合设计-14

3.5.1 按标量加权线性最小方差最优融合公式-15

3.5.2 算法融合的仿真结果-15

3.5.3 算法融合的仿真分析-19

4 设计调试-20

结    论-21

参考文献-22

附录A 系统软件程序-23

附录B 融合累计误差仿真程序-34

致    谢-35