DOI:10.13436/j.mkjx.2012.03.047 第 33 卷第 03 期 2012 年 03 月 煤 矿 机 械 Coal Mine Machinery Vol.33 No.03 Mar. 2012 基于 Matlab/Simulink 与单片机的动态温度监控系统 的设计 唐伟杰， 吴明友， 曹少泳 （北京理工大学 珠海学院 机械与车辆学院， 广东 珠海 519085） 摘 要： Matlab 有着强大的数值处理能力，已应用于工程计算、控制系统设计、数字信号处理 等诸多领域之中。 工业控制中，常常需要对温度进行监控，以 AT89S52 单片机作为控制器，在 Simulink 中建立温度监控模型，由 DS18B20 检测到的温度数据通过串行通信，发送至上位机实时显示，当温 度 超 出 设 定 警 戒 值 时 ， 由 上 位 机 发 出 指 令 信 号 给 AT89S52 单 片 机 ， 控 制 警 报 动 作 。 实 验 利 用 Simulink 平台下 Instrument Control Toolbox，控制可行且方便。 关键词： Simulink；单片机； 串行通信； 温度监控 中图分类号： TP368.1 文章编号： 1003 － 0794（2012）03 － 0247 － 03 Design of Dynamic Temperature Monitoring System Based on Matlab/ 文献标志码： A Simulink and Single-chip Microcomputer TANG Wei-jie, WU Ming-you, CAO Shao-yong （School of Mechanical Engineering and Vehicle, Zhuhai College of Beijing Institute of Technology， Zhuhai 519085， China） Abstract: Matlab/Simulink as a powerful software to handle data, has already been used in various fields such as engineering calculation, control system design, digital signal processing. Pepole need to monitor temperature in industrial control usually. This paper use AT89S52 as the core of the controller, build the modle of temperature monitor system in simulink platform. The real -time displaying of temperature data which detected by DS18B20 was sended to simulink through serial communication. The instructions which control the alarm was sended to AT89S52 by simulink when the temperature exceeded the alert value. The experiment use Instrument Control Toolbox under simulink platform. The control is feasible and convenient in this way. Key words: Simulink； single-chip microcomputer； serial communication； temperature monitor 0 引言 无 论 在 工 业 控 制 中 ，还 是 在 日 常 生 活 中 ，经 常 会需要了解某一对象的当前温度、历史温度以及温 度的变化趋势等相关信息，同时还能在温度出现超 出警戒的情况下自动报警。 所以对其进行监控显得 十分重要。 考虑到系统尽可能体积小，结构简单 ，成本低， 而且易于编程控制，控制器采用 AT89S52。 温度传 感器选择方面，在温度测量范围要求不是很高的情 况下 ，常 采用 DS18B20 芯片 ，该 芯片不需要 外 接 电 源，只需要一条通信线，能实现多点测量 ，简化了分 布式温度测量的应用，可编程的分辨率为 9~12 位， 测量温度范围为-55~+125 ℃。 MATLAB/Simulink 作 为动态 建 模 、仿 真 及 分 析 的 一 款 重 要 工 具 ，为 工 程 设 计 人 员 提 供 了 大 量 的 帮 助 ， 平 台 下 Instrument Control Toolbox，能很好地支 持串行通 信 ，通 过 该 工 具箱， 能从 Simulink 中发送指令信号给下位机 ，也 能直接从下位机中读取数据信息进行分析和处理。 本文是将 Simulink 与单片机结合起来，通过串行通 信，进行温度监控。 1 Matlab/Simulink 模型的建立 如 图 1 所 示 为 Simulink 与 AT89S52 单 片 机 组 成 的 动 态 温 度 监 控 系 统 框 图 ， 采 集 的 温 度 信 号 由 DS18B20 经 P3.4 口送入 AT89S52，报警装置由 P1.0 口控制。 247 DS18B20 实时温度曲线 AT89S52 SIMUINK 串行 通信 温度监 控模型 报警装置 数据分析 与处理 图 1 Simulink 与 AT89S52 的动态温度监控系统 在 Matlab2010b/Simulink 中建立温度监控模型， 如图 2 所示。 该模型利用 Instrument Control Toolbox 下 Query Instrument 来接收从下位机 AT89S52 发送 过来的温度数据信息， 通过 scope 得到直观的实时 温度 曲 线 ，同 时 对 温 度 数 值 进 行 条 件 判 断 ，当 超 过 所设定的最高警戒值后，通过 To Instrument 将编辑 的 指 令 信 号 发 送 给 下 位 机 控 制 报 警 器 动 作 。 实 验 中，设定警戒温度为 50 ℃。 Query Instrument 串口接收 AT89S52 发送来的数据 指令信号给定 0 实时温度 To Instrument 警戒值设定 串口发送指令至 AT89S52 图 2 Simulink 动态温度监控模型 2 动态监控的具体实现 下位机单片机采用 C 语言编程，需要设定好串 口 的 波 特 率 ， 要 与 simulnk 中 Query Instrument、To Instrument 保持一致。 DS18B20 采集到的 对象温度 数据为 float 型， 要通过串口发送给上位机接收，可 以通过共用体实现。 部分程序如下所示： union //定义共用体 中国煤炭期刊网 www.chinacaj.net

第 33 卷第 03 期 2012 年 03 月 煤 矿 机 械 Coal Mine Machinery Vol.33 No.03 Mar. 2012 基于 SolidWorks 的液压支架三维参数化设计 李 矿， 周玉乾， 李延波 （平顶山煤矿机械有限责任公司， 河南 平顶山 467001） 摘 要： 介绍了在 SolidWorks 环境下，液压支架三维参数化设计的设计流程和设计方法。实践 表明，上述设计方式能够显著地提高设计效率和设计质量，并能够实现团队间的并行设计工作,可 以满足实际设计的要求。 关键词： SolidWorks； 液压支架； 参数化设计 中图分类号： TP391.72 文献标志码： A 3D Parametric Design of Hydraulic Support Based on SolidWorks 文章编号： 1003 － 0794（2012）03 － 0248 － 03 LI Kuang, ZHOU Yu-qian, LI Yan-bo (Pingdingshan Coal Mine Machinery Co., Ltd., Pingdingshan 467001， China) Abstract： The paper introduced design flow and method about 3D parametric design of hydraulic support by using softwire SolidWorks. It proved that methed can sharply improve design efficiency and quality, furthermore,could make team work parallelly. Key words： SolidWorks； hydraulic support； parametric design 0 引言 为了从根本上提高设计效率和设计质量，从繁 重的审图工作中走出来，三维设计软件被越来越多 的企业和工程师所应用。 液压支架行业中三维设计 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 过观察发现 ，当在 57 s 时 ，实际 温度达到警 戒温度 { float f; 50 ℃，此时将指令信号发送至下位机驱动报警器动 作 ，当 到达 93 s 时 ，检测 温度回落至 50 ℃以 下 ，解 除警报。 void main(void) {char wendu0, wendu1, wendu2, wendu3; char u[4];}wendu; union wendu; ………………//其中串口设定、 温度采集转换程序 代码略 wendu.f = temp_f; //temp_f 为实际温度 ，数据类型为 float wendu0 = wendu.u[0];wendu1 = wendu.u[1]; wendu2 = wendu.u[2];wendu3 = wendu.u[3]; Serial_SendChar(wendu0);//调用发送函数 Serial_SendChar(wendu1); Serial_SendChar(wendu2); Serial_SendChar(wendu3); if(RI) {RI = 0; //接收完毕，RI 由软件清零 //判断接收是否完成 P1=SBUF;//将 simulik 发送来的指令送 P1，控制喇叭 报警 }} Serial_SendChar(char i)//串行发送函数 { SBUF=i; while(! TI); TI = 0; } //发送完毕，TI 由软件清零 将编写好的程序，编译生成.HEX 文件，然后烧 录 至 AT89S52 单 片 机 中 。 Simulink 模 型 中 Query Instrument、To Instrument 设 定 Port 为 COM3，Bau- drate 为 2400b/s，其中 Query 选项 Data format 为 Bi- nary，Precision 为 32 -bit float，Byte order 为 Little Endian；Send 选项 Output 为 ASCII。 3 实验结果及结论 如图 3 所示，图 3（a）为 0~110 s 实时温度曲线， 以及指令信号，图 3（b）为 55~60 s 的细节显示。 通 248 / ℃ 度 温 e u l a v / 令 指 60 40 20 0 0 1.5 1.0 0.5 0 0 60 50 / ℃ 度 温 10 20 30 40 50 60 时 间 t/s 70 80 90 100 120 10 20 30 40 50 60 时 间 t/s 70 80 90 100 120 （a）实时温度曲线及指令信号 55.5 56.0 56.5 57.0 57.5 58.0 58.5 59.0 59.5 60.0 时 间 t/s 40 55.0 1.5 1.0 0.5 0 55.0 55.5 56.0 56.5 57.0 57.5 58.0 58.5 59.0 59.5 60.0 e u l a v / 令 指 时 间 t/s （b）55~60 s 细节显示 图 3 实验结果 实验证明基 于 MATLAB 及单 片 机 的 动 态 温 度 监控系统是可行的，通过 Instrument Control Toolbox 工具箱，上位机 Simulink 模型能与下位机单片机很 好地进行通信，且实现起来方便可靠。 参考文献： ［1］张立材. 基于 Matlab 环境的串行数据通信［J］. 微计算机信息，2004 (3)：100-101. ［2］兰红莉，罗文广. 基于 MATLAB 的 PC 机 与 单 片 机 串 行 通 信 实 现 ［J］. 计算机应用与软件，2006(6)：73-76. ［3］蒯 锐. 基 于 Matlab 的 实 时 多 路 温 度 采 集 系 统 设 计 ［J］. 南 京 师 范 大学学报，2009(9)：18-21. 作 者 简 介 ： 唐 伟 杰 （1982- ），湖 南 衡 阳 人 ，讲 师 ，硕 士 ，广 西 大 学 ，电 力 电 子 与 电 力 传 动 专 业 ，从 事 机 械 电 子 、控 制 理 论 、电 工 电 子 方面的研究，电子信箱：tangwei6474@163.com. 责任编辑：武伟民 收稿日期：2011－08－24 中国煤炭期刊网 www.chinacaj.net