基于51單片機糧倉溫濕度監(jiān)測-Visual Basic上位機顯示

1、論文題目：糧倉溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)（軟件）專 業(yè)：自動化本 科 生：孫婷婷 （簽名）_指導(dǎo)教師：樂春峽 （簽名）_摘 要本設(shè)計是以單片機為核心，配合溫度傳感器（DS18B20）和濕度傳感器(HIH-4010)，相關(guān)的外圍電路以及上位機（VB）顯示組成了糧倉溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)，可以監(jiān)測糧倉環(huán)境的溫度和濕度信號，檢測人員可以通過LCD1602液晶顯示的數(shù)據(jù)或者上位機（VB），實時監(jiān)控糧倉環(huán)境的溫度和濕度情況。所有的測量操作都可以通過主機控制軟件來實現(xiàn)，溫度傳感器得到的測量信號，經(jīng)電路轉(zhuǎn)換為電信號，直接送入單片機。濕度傳感器則需要經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換芯片（TLC549）的處理送到單片機進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，然后經(jīng)過軟件分析

2、處理后送顯示裝置。本系統(tǒng)還應(yīng)用RS232與上位機相連接，可以設(shè)置溫度、濕度的報警值，也可以實時顯示溫濕度的采樣值，并將其存入數(shù)據(jù)庫，便于以后對于數(shù)據(jù)的處理。關(guān)鍵詞：STC89C52RC單片機，溫度傳感器，濕度傳感器，LCD顯示，上位機Subject: Barn Temperature and Humidity Monitoring System (Software) Specialty: AutomationName: SunTingting (Signature) _Instructor: YueChunxia (Signature) _ABSTRACTThis design is base

3、d on single chip microcomputer as the core including the temperature sensor (DS18B20), humidity sensor (HIH-4010), the related peripheral circuit and PC (VB) . It can monitor the temperature and humidity signal of granary environment. Workers can display data through the LCD1602 or PC (VB) in time t

4、o monitor the barn conditions. All of the measuring the operation can be controlled by software .Temperature sensors can get the signal and the circuit converts them into electrical signals to send the microcontroller. Humidity sensor need to make use of A/D conversion chip to convert the data to an

5、alysis them by MCU sending them to display device by software. This system is connected with PC by RS232.It can set alarm value of the temperature and humidity .It also can display temperature and humidity in time, and save them in the database to handle the data conveniently in the future. Key word

6、s: STC89C52RC microcontroller, temperature sensors, humidity sensors, LCD display, PC目 錄第1章 前 言11.1背景11.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢11.3設(shè)計的目的及意義21.4設(shè)計的主要工作31.5本文的主要內(nèi)容3第2章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計42.1單片機及其外圍電路軟件設(shè)計4系統(tǒng)總體框圖設(shè)計4主程序流程圖52.1.3 DS18B20溫度傳感器62.1.4 HIH4010濕度傳感器62.1.5 TLC549 A/D轉(zhuǎn)換模塊82.1.6 LCD1602顯示模塊9按鍵模塊10報警模塊10串口通信模塊12小結(jié)132.

7、2上位機軟件設(shè)計132.2.1上位機系統(tǒng)總體設(shè)計14系統(tǒng)各個模塊142.2.3 小結(jié)33第3章 系統(tǒng)調(diào)試和結(jié)果分析343.1單片機調(diào)試及分析343.2上位機調(diào)試及分析34第4章 總 結(jié)35參考文獻(xiàn)36致 謝37附錄381.仿真原理圖382硬件原理圖393.上位機顯示圖404.實物圖405.單片機程序41第1章 前 言1.1背景 俗話說“國以民為本，民以食為天”，糧食是一個國家的立國之本。是一個國家穩(wěn)定繁榮的基礎(chǔ)。所以說糧食對于國家的重要性是不言而喻的。也正因為如此糧食的科學(xué)儲藏就顯得尤為重要。就我們國家來說，糧食一般存放在糧倉中。對于一些大型糧倉或多或少都還存在著不同程度的糧食儲存變質(zhì)問題。根

8、據(jù)國家糧食保護(hù)法規(guī)定，必須定期抽樣檢查糧倉糧食的溫度和濕度，以便及時采取相應(yīng)的措施，防止糧食的變質(zhì)。但大部分糧倉目前還是采取人工測量溫度和濕度的方法，這不僅使糧倉工作人員工作量增大，且工作效率低，如果檢測任務(wù)如不能及時徹底的完成，則很有可能會造成糧食大面積變質(zhì)。 1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢隨著傳感器技術(shù)、計算機應(yīng)用技術(shù)、超大規(guī)模集成電路技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展，監(jiān)控系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域，在此同時，糧倉溫濕度監(jiān)控技術(shù)的研究在軟、硬件等方面都有了一定的進(jìn)展。 初期，以熱敏電阻，濕敏電阻作為傳感器件，通過檢測電阻的變化來反映糧食溫濕度的變化，為糧食保管提供參考依據(jù)。采用人工測量與人工抄

9、錄、管理相結(jié)合的傳統(tǒng)方法，并且用人工的辦法對糧食進(jìn)行晾曬，通風(fēng)，噴灑藥劑防止因存儲不當(dāng)引起的溫濕度異常及蟲害，消耗了大量的人力和財力，效率較低。這30年里，糧情檢測技術(shù)在祖國的廣大科技工作者不斷地探索與努力下，不斷完善、進(jìn)步、并日趨成熟，逐步形成了多樣化的糧倉檢測系統(tǒng)，推動了安全、科學(xué)儲糧了發(fā)展。目前，國內(nèi)生產(chǎn)的糧倉溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)種類繁雜，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)均不相同，在糧倉外部溫濕度檢測、糧食內(nèi)部溫濕度檢測及分析、通風(fēng)機械的控制等方面，比之前有了不少進(jìn)步但仍有發(fā)展的空間。 國外的溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)相對比較先進(jìn)，主要體現(xiàn)在以下三個方面： （1）無論是傳感器的測量精度、反應(yīng)速度、穩(wěn)定性、功能多樣性還是使用環(huán)境方

10、面，國外的傳感器都比較先進(jìn)。 （2）構(gòu)成系統(tǒng)整體的測控技術(shù)和管理，無論是硬件還是軟件，都已普遍采用相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)模塊集成，并且早已實現(xiàn)組態(tài)。 （3）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)已經(jīng)普遍采用網(wǎng)絡(luò)連接的現(xiàn)場總線技術(shù)(FCS)，有些需要的場合，則連接到Internet上，實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制、遠(yuǎn)程診斷。 糧倉溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)主要應(yīng)用于監(jiān)測糧倉環(huán)境空間的溫度及相對濕度，從系統(tǒng)控制的角度來看，屬于純滯后控制，而這一技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟。目前研制高精度，高性能，多功能的溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)是主流，提高可靠性、靈活性和降低成本也是其考慮的重點，并且系統(tǒng)在報警、記錄、控制、通信等方面的自動化和智能化也將逐步完善。1.3設(shè)計的目的及意義科學(xué)儲糧是糧食生產(chǎn)

11、的一個重要環(huán)節(jié)，若管理不當(dāng)，糧食發(fā)霉或生蟲會造成極大浪費，而糧倉管理中最重要的問題是監(jiān)測糧堆中溫度和濕度的變化?，F(xiàn)在，我國在糧倉建設(shè)上己經(jīng)實現(xiàn)了規(guī)范化，但是監(jiān)測手段一直未能實現(xiàn)同步現(xiàn)代化。我國許多儲備糧倉每年都因測控設(shè)備的不完善而導(dǎo)致部分糧食霉變，許多大型儲備糧倉的測控設(shè)備仍需高價進(jìn)口，因此國家準(zhǔn)備在未來的幾年內(nèi)對全國所有的糧倉進(jìn)行翻新和改造工作，要求規(guī)范糧倉管理，實現(xiàn)糧倉管理現(xiàn)代化。 影響儲糧安全的最主要因素是糧堆內(nèi)的溫度和濕度，因此這就要求有一種經(jīng)濟實用的糧倉溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)能夠及時監(jiān)測糧倉溫度和濕度分布，準(zhǔn)確分析糧倉溫濕度變化，并及時采取相應(yīng)控制措施，使得管理人員能夠方便有效地進(jìn)行監(jiān)控操作

12、。 基于以上內(nèi)容，我們的目的是設(shè)計一款經(jīng)濟、操作方便、實用的糧倉溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)，用單片機作為下位機，對現(xiàn)場的溫濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，同時采用PC機作為上位機，對糧倉進(jìn)行實時監(jiān)控。通過RS232實現(xiàn)下位機與上位機的數(shù)據(jù)通信。 糧倉溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)是通過現(xiàn)場的單片機檢測糧庫中糧食的基本溫濕度情況。利用上位機對糧倉進(jìn)行監(jiān)控，用戶可方便地構(gòu)造自己需要的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，可以查看歷史數(shù)據(jù)，優(yōu)化現(xiàn)場作業(yè)，提高了生產(chǎn)效率，增強了國家糧食儲備安全水平，以獲得實時糧倉管理，實現(xiàn)自動化、智能化，為實現(xiàn)我國糧倉管理現(xiàn)代化更近了一步。1.4設(shè)計的主要工作該系統(tǒng)主要利用單片機來測量糧倉中的溫度和濕度，為了完成系統(tǒng)功能做以

13、下設(shè)計： (1) 根據(jù)糧倉溫度、濕度的測量范圍及要求，選擇溫濕度傳感器。 (2) 設(shè)計溫濕度測量系統(tǒng)，使之具有測量、報警、設(shè)定限定值及實時顯示的功能。 (3) 設(shè)計基于RS232的通信系統(tǒng)及基于Visual Basic 6.0的人機界面。 1.5本文的主要內(nèi)容本文對所設(shè)計的系統(tǒng)進(jìn)行了介紹和總結(jié)，具體安排如下： 第一章:引言，主要介紹了本系統(tǒng)的背景，研究現(xiàn)狀，發(fā)展方向以及本設(shè)計主要內(nèi)容； 第二章:系統(tǒng)的軟件設(shè)計，分為單片機（下位機）和VB（上位機）兩大部分。第一部分主要介紹了單片機的各個功能模塊的軟件設(shè)計，如溫濕度傳感器，A/D轉(zhuǎn)換芯片，LCD1602等，第二部分主要是VB上位機的軟件設(shè)計 第三

14、章:總結(jié)，對本次畢業(yè)設(shè)計過進(jìn)行總結(jié)，并對系統(tǒng)的功能和存在的問題進(jìn)行分析，還陳述了可行的改進(jìn)方案。 第四、五、六章，分別為致謝，參考文獻(xiàn)和附錄。第2章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計2.1單片機及其外圍電路軟件設(shè)計系統(tǒng)總體框圖設(shè)計該系統(tǒng)主要由以下功能塊構(gòu)成：中央控制處理器STC89C52RC；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（包括溫度傳感器DS18B20，濕度傳感器HIH4010），顯示模塊，報警電路，鍵盤控制系統(tǒng)以及上位機顯示。系統(tǒng)總框圖如圖2-1所示： 圖2-1 基于DS18B20和HIH4010的糧倉溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)方框圖主程序流程圖圖 2-2 系統(tǒng)流程圖2.1.3 DS18B20溫度傳感器DS1820數(shù)字化溫度傳感器是高度集

15、成的單總線式的，體積小、功耗低，抗干擾是它的優(yōu)點。所以本系統(tǒng)采用DS18B20測量糧倉溫度值。單片機的P2.4作為其控制口，與其DQ端口連接。根據(jù)DS18B20必須嚴(yán)格遵守其讀/寫時序的特點，并且必須按照其單總線操作協(xié)議采集溫度數(shù)據(jù)。協(xié)議的流程為：DS18B20的初始化發(fā)送ROM操作命令處理數(shù)據(jù)。以下是DS18B20流程圖：圖2-3 DS18B20讀溫度流程圖2.1.4 HIH4010濕度傳感器本系統(tǒng)的濕度傳感器選用霍尼韋爾（Honeywell）公司生產(chǎn)的線性電壓輸出式集成濕度傳感器HIH4010，該傳感器內(nèi)部包括濕敏電容和信號處理功能電路，可完成將相對濕度值變換成電容值，再將電容值轉(zhuǎn)換成線性

16、電壓輸出的任務(wù)輸出電壓為：Vout=Vsupply×0.0062×sensorRH+0.16 （2-1） 在本系統(tǒng)中固定為+5V，其輸出電壓值與濕度測量值成正比。當(dāng)濕度傳感器把測量的濕度值轉(zhuǎn)換成電壓信號后，送入A/D轉(zhuǎn)換芯片TLC549，,將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后送單片機I/O口。以下是在0、25、85時，HIH4010的輸出電壓V out，與相對濕度（RH）的關(guān)系曲線：圖2-4 V out-RH關(guān)系圖由圖可知：在0時相對濕度與電壓的關(guān)系Vout=0.0357×sensorRH+0.8 (2-3)在25時相對濕度與電壓的關(guān)系Vout=0.0310×sensor

17、RH+0.8 (2-3)在85時相對濕度與電壓的關(guān)系 Vout=0.070×sensorRH+0.8 (2-4)2.1.5 TLC549 A/D轉(zhuǎn)換模塊所謂A/D轉(zhuǎn)換是指將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。A/D轉(zhuǎn)換器（簡稱ADC）是數(shù)據(jù)采集中常用的A/D轉(zhuǎn)換元件，適用于測量系統(tǒng)及儀表。本系統(tǒng)采用HIH4010濕度傳感器采集濕度，其將采集到的濕度值轉(zhuǎn)換為線性電壓最終輸出，由于單片機只能處理數(shù)字信號，所以必須使用A/D轉(zhuǎn)換芯片，將線性電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字型電壓。本系統(tǒng)選用一款常用的A/D轉(zhuǎn)換芯片TLC549，進(jìn)行濕度數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。A/D程序流程圖如下：圖2-5 TLC549流程圖程序設(shè)計時，要將A/D轉(zhuǎn)換輸

18、出的數(shù)字量轉(zhuǎn)化成對應(yīng)的電壓值。設(shè)：X為模擬電壓大小，Y為TLC549采集到的數(shù)字量，其中5V為電壓最大值（本系統(tǒng)為TLC549的基準(zhǔn)電壓值），255為5V對應(yīng)的數(shù)字量。根據(jù)公式： （2-5）得： （2-6）通過該式可得到Y(jié)值所對應(yīng)的模擬電壓的大小，再根據(jù)濕度傳感器的計算公式，算出濕度值。2.1.6 LCD1602顯示模塊本系統(tǒng)為糧倉溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)，需要將溫度、濕度以及溫濕度設(shè)置值顯示出來，供用戶使用。所以選用LCD1602作為顯示器件，P0口為數(shù)據(jù)口，P2口為控制口。液晶第一行顯示溫度濕度值，第二行顯示設(shè)置溫濕度值。以下是運行時的圖形以及程序流程圖。圖2-6 運行時的LCD1602 

19、 圖2-7 LCD1602流程圖2.1.7按鍵模塊主程序開始，單片機將溫濕度報警線和當(dāng)前溫濕度數(shù)據(jù)顯示在1602液晶屏上。如果K2鍵按下，則進(jìn)入菜單1，光標(biāo)閃爍到溫度報警線。如果按下K0鍵，則溫度報警線加1，如果按下K0鍵，則溫度報警線加1；再次按下K2鍵，進(jìn)入菜單2，光標(biāo)閃爍到濕度報警線，如果按下K1鍵，則濕度報警線加1，如果按下K2鍵，則濕度報警線減1；再次按下K2，液晶屏正常顯示溫濕度。按鍵流程圖如下：圖2-8 按鍵流程圖2.1.8報警模塊當(dāng)溫度測量值超過溫度設(shè)定值時，綠燈亮，蜂鳴器報警；當(dāng)濕度測量值超過濕度設(shè)定值時，黃燈亮，蜂鳴器報警。根據(jù)硬件電路：當(dāng)P3.6=0，綠燈亮；當(dāng)P3.7=

20、0，黃燈亮。因為選擇的是有源蜂鳴器，所以當(dāng)P2.3=0時，蜂鳴器報警。硬件電路圖如下：溫度報警燈： 濕度報警燈： 圖2-9 溫度報警燈電路圖 圖2-10 溫度報警燈電路圖蜂鳴器電路：圖2-11 溫度報警燈電路圖程序流程圖如下：圖2-12 報警流程圖2.1.9串口通信模塊在糧倉溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)中單片機作為下位機需要把“溫度測量值”、“濕度測量值”、“溫度設(shè)定值”、“濕度測量值”四種數(shù)據(jù)發(fā)送到上位機。為了上位機處理數(shù)據(jù)的方便，在發(fā)送數(shù)據(jù)時，將每個數(shù)據(jù)分為高低兩個字節(jié)，按照“溫度測量值高字節(jié)”、“濕度測量值高字節(jié)”、“溫度設(shè)定值高字節(jié)”、“濕度測量值高字節(jié)”、“溫度測量值低字節(jié)”、“濕度測量值低字節(jié)”

21、、“溫度設(shè)定值低字節(jié)”、“濕度測量值低字節(jié)”的順序依次發(fā)送。同時由于單片機需要接收上位機傳送過來的“溫濕度設(shè)置值”，所以使用了串口接收中斷。以下分別是串口發(fā)送數(shù)據(jù)流程圖2-13，串口接收中斷流程圖2-14。軟件流程圖：圖 2-13 串口發(fā)送數(shù)據(jù)流程圖圖2-14 串口接收數(shù)據(jù)流程圖2.1.10小結(jié)本節(jié)主要介紹了單片機及其外圍電路的軟件設(shè)計，DS18B20是數(shù)字型溫度傳感器，采集的信號可以直接送入單片機，而HIH4010是集成型濕度傳感器，輸出的信號送入A/D轉(zhuǎn)換芯片TLC549，然后送入單片機。同時可以通過按鍵設(shè)定報警值，最終LCD1602將采集數(shù)據(jù)顯示出來。2.2上位機軟件設(shè)計本次設(shè)計主要是完

22、成糧倉溫濕度數(shù)據(jù)的采集，以及上位機顯示，所以需要串口通信的相關(guān)知識。用上位機顯示，就要設(shè)計顯示界面，因為數(shù)據(jù)的數(shù)目較多，所以采用表格，為了直觀、具體同時繪成溫濕度曲線。為了分析采集到的數(shù)據(jù)，需要建立數(shù)據(jù)庫保存溫濕度數(shù)據(jù)，同時設(shè)計與數(shù)據(jù)庫相關(guān)的一系列模塊，比如“查詢模塊”、“數(shù)據(jù)庫模塊”、“報表模塊”。同時因為是一個系統(tǒng)，其必須具有完整的用戶服務(wù)功能，所以設(shè)計了“用戶登陸”、“注冊用戶”、“修改密碼”模塊。由于以上模塊的建立，使得本系統(tǒng)的上位機部分，具有了一般軟件的所具備的基本功能。上位機系統(tǒng)總體設(shè)計糧倉溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)單片機采集檢測的溫濕度為上位機提供了數(shù)據(jù)，糧倉溫濕度管理系統(tǒng)將實現(xiàn)對這些數(shù)據(jù)的

23、查詢、顯示、報表生成等處理功能，建立一個方便使用、便于管理的人機交互界面。 糧倉溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)目的是對下位機檢測的數(shù)據(jù)進(jìn)行二次處理。主要包括以下功能：1.與溫濕度度監(jiān)控系統(tǒng)單片機進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。2. 將測量數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫。3. 實現(xiàn)溫濕度度信息庫的查詢、顯示、報表生成等處理功能。糧倉溫濕度監(jiān)測信息管理系統(tǒng)模塊框圖如下圖所示：圖2-15 糧倉溫濕度信息管理系統(tǒng)軟件總體框系統(tǒng)各個模塊 1.啟動模塊運行本系統(tǒng)，首先出現(xiàn)啟動窗體（frmsplsh）。向讀者顯示系統(tǒng)名稱，版本信息等。系統(tǒng)啟動時單擊該窗體的任何一處，都將進(jìn)入下一步，登錄模塊。軟件設(shè)計：在“工程”中添加窗體，在“新建”的列表中選擇“展示屏幕”

24、，并把“工程屬性”中的“啟動對象”設(shè)置為frmsplsh窗體。將所需控件拖入窗體中，并設(shè)置屬性。編寫窗體代碼：當(dāng)卸載本窗體時，返回登錄窗體Sub UnloadForm() Unload Me Frm_login.Show End Sub只要單擊窗體的任何部分或按下任何按鍵，都會用UnloadForm()過程，退出該窗體。Private Sub Form_Click() '單擊窗體 UnloadFormEnd SubPrivate Sub Form_KeyPress(KeyAscii As Integer) '按鍵 UnloadFormEnd SubPrivate Sub fra

25、Edge_Click() '單擊框架 UnloadFormEnd SubPrivate Sub imgLogo_Click() '單擊圖標(biāo) UnloadFormEnd SubPrivate Sub lblInfo_Click(Index As Integer) '單擊標(biāo)簽 UnloadFormEnd Sub窗體圖如下：圖2-16 啟動窗體2.登陸模塊為了防止非法用戶的干擾，本系統(tǒng)只允許注冊用戶使用，并且當(dāng)?shù)卿浭〕^三次，系統(tǒng)將自動退出。登錄模塊窗體如下圖：圖2-17 登錄窗體圖軟件設(shè)計：（1）在“工程”中添加窗體，在“新建”的列表中選擇“展示屏幕”，并把“工程屬性”中

26、的“啟動對象”設(shè)置為frmsplsh窗體。（2）將所需控件拖入窗體中，并設(shè)置屬性。（3）編寫窗體代碼：當(dāng)用戶名或密碼為空時，點擊“確定”按鈕后會顯示提示信息“用戶名或密碼不能為空”如圖所示：圖2-18 提示信息圖當(dāng)用戶名或密碼輸入不正確時，點擊“確定”按鈕后會顯示提示信息“對不起，無此用戶或密碼不正確！請重新輸入”如下圖所示：圖2-19 提示信息圖當(dāng)操作三次仍未輸入正確的用戶名或密碼時，系統(tǒng)將提示“您無權(quán)操作本系統(tǒng)！”并且自動關(guān)閉窗體，退出系統(tǒng)。如下圖所示：圖2-20 提示信息圖輸入正確的用戶名或密碼后，將顯示MDI主窗體。3.MDI主窗體本系統(tǒng)采用多文檔界面（Multi Document I

27、nterface，MDI），來組織系統(tǒng)中的多窗體。多文檔界面是一種Windows用戶界面標(biāo)準(zhǔn)，它是由一個父窗體和多個子窗體構(gòu)成。MDI窗體如下：圖2-21 MDI窗體圖在“工程”中添加一個MDI窗體，將其（名稱）屬性設(shè)置為frmMain。它作為整個系統(tǒng)的框架和基礎(chǔ)，包含“菜單欄”，”工具欄”,“狀態(tài)欄”和“子窗體”。界面設(shè)計：（1）菜單欄：為了使用戶操作簡便，一般都會加入在主窗體中“菜單欄”。 本 系統(tǒng)的 “菜單欄”中，設(shè)計了“系統(tǒng)功能”、”數(shù)據(jù)庫”、”查詢”、”顯示”、”報表”和”幫助”這六個主菜單。其中系統(tǒng)功能又包括“用戶管理”子菜單。（2）工具欄： 在系統(tǒng)開發(fā)時，一般習(xí)慣將常用功能放在工

28、具欄上，以方便與用戶操作，當(dāng)需要使用這些功能時，只要單擊“工具欄“上的相應(yīng)圖標(biāo)即可。這就避免了用戶在菜單欄中層層查找的麻煩。本系統(tǒng)中設(shè)計了”查詢”、”顯示”、”報表”、 ”退出”和”修改密碼”這幾個工具欄按鈕。（3）狀態(tài)欄： 狀態(tài)欄用于顯示當(dāng)前狀態(tài)下的系統(tǒng)的信息，本系統(tǒng)的狀態(tài)欄包括系 統(tǒng)名稱“糧倉溫濕度系統(tǒng)”，“設(shè)計者”，“指導(dǎo)老師”，“系統(tǒng)時間”4.注冊新用戶模塊為了用戶服務(wù)更加全面，本系統(tǒng)設(shè)計了“添加新用戶”模塊。登陸系統(tǒng)，然后進(jìn)入MDI主窗體界面，在“系統(tǒng)功能”主菜單下，點擊“添加新用戶”的子菜單，便會彈出以下窗口。如下圖所示：圖2-22 添加新用戶圖（1）當(dāng)“用戶名”的TextBox為

29、空時，單擊“確定”按鈕會彈出“請輸入用戶名”的消息框。來提醒用戶輸入。如下圖所示：圖2-23 信息提示圖（2）當(dāng)“密碼”的TextBox為空時，單擊“確定”按鈕會彈出“請輸入密碼”的消息框。如下圖所示 圖2-24 信息提示圖（3）當(dāng)“用戶名”的TextBox的用戶名與數(shù)據(jù)庫中用戶信息表中的用戶名相同時，按“確定”按鈕會彈出“用戶名已存在，請選擇其他用戶”的消息框。如下圖所示：圖2-25 信息提示圖 （4）為了保證密碼的正確性，本系統(tǒng)要求輸入兩次密碼，如果兩次輸入的密碼不同，按確定按鈕會彈出“兩次輸入的密碼不同，請重新輸入密碼”的消息框。如下圖所示：圖2-26 信息提示（5）本系統(tǒng)的密碼形式只允

30、許“數(shù)字”，所以當(dāng)輸入非數(shù)字型式的密碼時，系統(tǒng)會彈出“密碼只能為數(shù)字”的消息框。如圖所示：圖2-27 信息提示（6）當(dāng)用戶名及“密碼”均輸入正確時，系統(tǒng)會彈出“注冊成功，祝賀你”的消息框。如圖所示：圖2-28 信息提示5.修改密碼模塊 為了方便用戶使用，本系統(tǒng)具有修改密碼的功能。面，登陸系統(tǒng)，然后進(jìn)入MDI主窗體界面，在“系統(tǒng)功能”主菜單下，點擊“修改密碼”的子菜單。將彈出“修改密碼”的窗體。如下圖所示：圖2-29 修改密碼窗體圖（1）為了用戶輸入密碼的準(zhǔn)確性，系統(tǒng)要求輸入兩次密碼，如果兩次輸入的密碼不一致，會彈出“密碼不一致”的消息框。如下圖所示：圖2-30 信息提示（2）本系統(tǒng)的密碼形式只

31、允許“數(shù)字”，所以當(dāng)輸入非數(shù)字型式的密碼時，系統(tǒng)會彈出“密碼只能為數(shù)字”的消息框。如下圖所示：圖2-31 信息提示（3）當(dāng)沒有輸入密碼時，系統(tǒng)會彈出“請輸入密碼”的消息框。如下圖所示圖2-32 信息提示（4）當(dāng)密碼輸入正確時，會彈出“注冊成功”的對話框。如下圖所示：圖2-33 信息提示6.實時顯示模塊本模塊實現(xiàn)將單片機傳送的溫濕度數(shù)據(jù)，通過MSFlexGrid表格實時顯示出來，并且利用Picture控件繪制實時曲線圖，同時還顯示有溫濕度數(shù)據(jù)的“最大值”、“最小值”，以及報警顯示，串口號等。本系統(tǒng)具有通過上位機向單片機發(fā)送設(shè)置溫濕度值的功能，按下“設(shè)置溫濕度”按鈕，便彈出“溫濕度值設(shè)定”的窗體，

32、在文本框中輸入設(shè)定值。按“退出”按鈕后，上位機發(fā)送數(shù)據(jù)，單片機接收。幾秒后上位機又會重新收到單片機傳來的溫濕度設(shè)定值數(shù)據(jù)，并顯示在上位機“設(shè)置溫度”，“設(shè)置濕度”的文本框中。顯示窗體如圖所示：圖2-34 顯示窗體圖溫濕度設(shè)置窗體如圖：圖2-35 設(shè)置窗體圖此系統(tǒng)的溫濕度設(shè)置值默認(rèn)為99和99%以下，當(dāng)輸入數(shù)據(jù)超出范圍時，彈出以下窗體：圖2-36 警告窗體圖 圖2-37 設(shè)置值顯示圖(1) 串行通信控件MSCommVisual Basic 6.0是Microsoft公司推出的Visual Studio 6.0可視化程序中一種編程語言，擁有當(dāng)今世界主流的可視化編程技術(shù)。利用Visual Basic

33、 開發(fā)串口通信主要有兩種方法，一種通過MSComm控件，二是調(diào)用Window API函數(shù)。使用MSComm控件實現(xiàn)通信的方法比調(diào)用API函數(shù)更為簡便、快速，并且用較少的代碼可以實現(xiàn)相同的功能，可以大大地提高編程效率，也可以減少因為編程不當(dāng)而導(dǎo)致的系統(tǒng)不穩(wěn)定。本系統(tǒng)采用MSComm控件，實現(xiàn)與單片機的串口通信。其全稱為Microsoft Communications Control，是微軟公司提供的ActiveX控件，它不但可以進(jìn)行串口通信，而且也可以用來創(chuàng)建功能完備的、事件驅(qū)動的高級通信工具。MSComm控件在串口編程時非常方便，設(shè)計人員不必花時間去了解較為繁雜的API函數(shù)，而且可以在多種語言

34、中使用，比如：Visual Basic、Delphi 、Visual C+等。利用它可以建立與串行端口的連接，通過串行端口連接到其它通信設(shè)備（如調(diào)制解調(diào)器），發(fā)出命令，交換數(shù)據(jù)，以及監(jiān)視和響應(yīng)串行連接中發(fā)生的事件和錯誤。(2) MSComm控件的使用MSComm控件通信的流程圖如圖2-38所示。編寫程序時，只需要按照下面流程圖，即可實現(xiàn)通信功能。圖2-38 MSComm控件通信的流程圖(3)PC機與單片機通信PC機與單片機之間的串行通信主要實現(xiàn)單片機（下位機）的溫濕度數(shù)據(jù)的采集和傳輸。下位機程序用C語言編寫，固化在單片機中。單片機是糧倉監(jiān)測系統(tǒng)的溫濕度數(shù)據(jù)采集端，它主要完成對溫度傳感器DS18

35、B20以及濕度傳感器HIH4010的控制和溫濕度數(shù)據(jù)的讀取以及實現(xiàn)與上位機的數(shù)據(jù)通信。上位機軟件用VB編寫，主要完成通信參數(shù)設(shè)置和溫濕度數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，還有對下位機溫濕報警線的設(shè)置，以及實現(xiàn)與Access數(shù)據(jù)庫的連接。通信參數(shù)設(shè)置主要用來完成對系統(tǒng)通信參數(shù)的設(shè)置，包括設(shè)定通信端口、波特率、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗位和停止位。溫度數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換主要實現(xiàn)對接收到的溫濕度數(shù)據(jù)由十六進(jìn)制到十進(jìn)制的轉(zhuǎn)換，對下位機溫濕報警線的設(shè)置，是通過MSComm控件的output屬性發(fā)送數(shù)據(jù)到單片機，設(shè)置溫濕度報警值。同時將下位機傳送的溫濕度數(shù)據(jù)存入Access數(shù)據(jù)庫。(4)通信協(xié)議為實現(xiàn)PC和單片機之間的正確的傳輸，本文采用通信協(xié)

36、議來規(guī)定數(shù)據(jù)的傳輸。通信協(xié)議如下：波特率：9600bit/s；數(shù)據(jù)格式：8位數(shù)據(jù)位，1位停止位，無奇偶校驗；傳送方式：PC機和單片機均采用查詢方式收發(fā)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)格式為二進(jìn)制格式。為了上位機數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的方便，將單片機采集的各種數(shù)據(jù)值擴大十倍。各種數(shù)據(jù)均分為兩個字節(jié)，一個為高字，一個為低字節(jié)。包括DS18B20測量出的溫度數(shù)據(jù)，HIH4010濕度傳感器的濕度數(shù)據(jù)，以及設(shè)置溫度值、設(shè)置濕度值。單片機一邊采集數(shù)據(jù)，一邊發(fā)送數(shù)據(jù)到PC機，PC機將采集到的數(shù)據(jù)繪成表格、實時曲線圖、并存入數(shù)據(jù)庫。7.查詢模塊本系統(tǒng)將采集到的溫濕度數(shù)據(jù)直接存入Access數(shù)據(jù)庫中，由于數(shù)據(jù)龐雜，如果直接打開數(shù)據(jù)庫查看，浪費時間

37、和精力。所以本系統(tǒng)設(shè)計了查詢模塊，通過它用戶可以根據(jù)自己的需要，選擇查看數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)的“查詢模塊”可以實現(xiàn)按“日期”查詢某一天的數(shù)據(jù)，按“時間”查詢某一時刻的數(shù)據(jù)，以及按”時間”和”日期”查詢某天某一時刻的數(shù)據(jù)。并且可以通過“刷新”按鈕查看所有數(shù)據(jù)，利用“刪除”按鈕直接修改數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)。 如下圖所示：圖2-39 查詢窗體圖（1）日期查詢：首先勾選“日期查詢“的復(fù)選框，再在Dtpicker控件中選擇具體日期，按”查詢“按鈕， DataGrid控件中便會顯示該天的溫濕度數(shù)據(jù)信息。（2）時間查詢：首先勾選“時間查詢“的復(fù)選框，再在Dtpicker控件中選擇具體時間，按”查詢“按鈕， Dat

38、aGrid控件中便會顯示該時刻的溫濕度數(shù)據(jù)信息。（3）日期時間查詢：首先勾選“時間查詢“及“日期查詢“的復(fù)選框，再在Dtpicker控件中選擇具體日期時間，按”查詢“按鈕， DataGrid控件中便會顯示該天該時刻的溫濕度數(shù)據(jù)信息。（4）如果未勾選“復(fù)選框，則彈出”請選擇查詢條件“的消息框,如下圖所示：圖2-40 信息提示圖（5）如果點擊“刪除“按鈕，則彈出“是否刪除指定記錄？“的消息框，點擊”確定“則刪除對象。如下圖所示：圖2-41 信息提示圖8.數(shù)據(jù)庫模塊數(shù)據(jù)庫是存放數(shù)據(jù)的倉庫，是以一定的組織方式存儲在計算機中相關(guān)數(shù)據(jù)的集合。它能以最佳方式、最少的重復(fù)、最大的獨立性為多種應(yīng)用提供共享服務(wù)。

39、糧倉溫濕度信息管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫。用VB自帶的Access數(shù)據(jù)庫是開發(fā)，Access數(shù)據(jù)庫是適用于中小型數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，用VB創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫既簡便，又快捷，而且VB可以通過ADO 控件建立與Access類型數(shù)據(jù)庫的快速連接。為了保存采集到的數(shù)據(jù)，便于后期的處理，本系統(tǒng)建立了Access數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫名：糧倉溫濕度，其中有兩個數(shù)據(jù)表，一個用于存放用戶信息，一個用于存放溫濕度數(shù)據(jù)。在Access數(shù)據(jù)庫中，表的作用是組織信息，所謂“表”就是數(shù)據(jù)以行和列的形式組織在一起，每一行代表一條記錄，每一列代表一個字段，描述它所含有的數(shù)據(jù)。根據(jù)該系統(tǒng)的需要，我設(shè)計了兩個表：用戶信息表和溫濕度信息

40、表。用戶信息表用于存儲用戶名和密碼，完成用戶登陸和密碼修改信息的驗證；溫濕度信息表用于保存單片機傳送的測量信息，包含測量日期、測量時間、溫度、溫度報警信息、濕度、濕度報警信息。數(shù)據(jù)庫窗體如2-42圖所示: 圖2-42 數(shù)據(jù)庫窗體圖兩個表的結(jié)構(gòu)分別如表2-1、2-2所示。表2-1糧倉溫濕度度信息表字段名稱字段大小必填字段數(shù)據(jù)類型編號4是Long測量日期8是Date/Time測量時間8是Date/Time溫度50是Text溫度報警信息50是Text濕度50是Text濕度報警信息50是Text表2-2 用戶信息表字段名稱字段大小必填字段數(shù)據(jù)類型用戶名50是Text密碼50是Text由于單片機與上位機

41、傳送溫度、濕度數(shù)據(jù)時間很短，所以設(shè)定溫度、濕度信息傳送至上位機的日期和時間分別為測量的日期和時間。同時本系統(tǒng)設(shè)計了“刪除”功能，可以隨意刪除數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行修改。當(dāng)按下“刪除”按鈕時，會彈出提示框詢問是否刪除數(shù)據(jù)。如下圖所示：圖2-43 信息提示圖9.報表打印模塊在Visual Basic 6.0中，因為有數(shù)據(jù)報表設(shè)計器（Data Report Designer）模塊，使得報表的制作變得簡便、快速。數(shù)據(jù)報表設(shè)計器是ActiveX Designer組中的一個成員，使用前需要執(zhí)行“工程”中的Data Report“命令”，將報表設(shè)計器加入到當(dāng)前工程中，產(chǎn)生一個Data Report對象。設(shè)計報表

42、模塊目的是便于儲存和匯總溫濕度信息，具有顯示糧倉溫濕度信息報表及打印功能。本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)報表包含了數(shù)據(jù)庫中的全部信息，即編號、測量日期、測量時間、溫度值、溫度報警信息、濕度值、濕度報警信息，方便用戶打印和瀏覽，并在右上角標(biāo)有打印時間。創(chuàng)建好的數(shù)據(jù)報表界面如圖2-43所示。圖2-44 數(shù)據(jù)報表界面10.退出系統(tǒng)本系統(tǒng)有三種退出方式，一種在菜單欄“系統(tǒng)的功能”主菜單下，一種是工具欄的“退出“按鈕，還有就是點擊MDI主菜單右上角的“關(guān)閉”無論使用哪一種退出方式，當(dāng)點擊后都會出現(xiàn)如下圖的提示，以防誤操作，但點擊“是”的按鈕后，系統(tǒng)退出。如下圖所示：圖2-45 信息提示圖 小結(jié)本節(jié)主要介紹了糧倉溫濕度監(jiān)測

43、系統(tǒng)的上位機軟件部分，包括其模塊，功能等。上位機部分主要包括顯示，以及數(shù)據(jù)庫等。通過Visual Basic 6.0，將數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫中，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理，是本系統(tǒng)特點。第3章 系統(tǒng)調(diào)試和結(jié)果分析3.1單片機調(diào)試及分析在調(diào)試程序的時候，給單片機燒入程序后，啟動單片機進(jìn)行溫濕度測量，但是LCD1602沒有顯示，只是有二行黑框。對于這個問題，我們首先從程序源代碼方面開始檢查。但是檢查了整個源程序都沒有發(fā)現(xiàn)問題。然后我們把解決問題的重點放在硬件電路上。仔細(xì)檢查電路后發(fā)現(xiàn)，有接線錯誤?？偨Y(jié)這個問題，我們解決問題的時候首先從軟件方面考慮，其實這種解決問題的思路有一定問題。因為對于這個問題，檢查硬件電路的

44、錯誤比檢查軟件錯誤要簡單和方便，所以我們一開始應(yīng)該首先從硬件考慮，確保硬件沒有錯誤。另外一個問題是，在最初我們本來打算設(shè)計溫濕度控制模塊，即利用步進(jìn)電機拖動風(fēng)扇來調(diào)節(jié)糧倉的溫濕度。但在最后的調(diào)試中發(fā)現(xiàn)，電機轉(zhuǎn)速很慢，在查閱資料后，發(fā)現(xiàn)原來我們所選的四相五線步進(jìn)電機28BYJ-48是減速電機，轉(zhuǎn)速本就不高。因為時間倉促，我們只能將這一部分去掉，這也是本次設(shè)計的遺憾。3.2上位機調(diào)試及分析在這次設(shè)計中，我們使用VB做上位機顯示，為了更具有實用性，我將上位機軟件做成了一個完整的系統(tǒng)，具有登錄模塊，數(shù)據(jù)庫模塊，顯示模塊，查詢模塊等。起初我的設(shè)想是先把每個模塊單獨制作，最后在將其組合起來。因為單獨制作，

45、所以在每個模塊定義的變量名都不同，在最后的組合時，浪費了很多時間來修改。尤其是數(shù)據(jù)庫的連接，起初我為每個需要數(shù)據(jù)庫的模塊都建立了一個數(shù)據(jù)庫，但最終是要求統(tǒng)一到一個數(shù)據(jù)庫，為此，不僅要一個個修改界面中ADO控件與數(shù)據(jù)庫的綁定，還要修改程序中數(shù)據(jù)庫連接的目錄，非常繁瑣?？偨Y(jié)以上問題，我們編程的時候，一定要有良好的編程習(xí)慣，不能一味求方便，要有邏輯、層次。第4章 總 結(jié)對于四年的大學(xué)生涯來說，畢業(yè)設(shè)計是一個重要的環(huán)節(jié)，是把理論與實踐結(jié)合鍛煉我們自己的一次很好的體驗。從最初的選題，開題到構(gòu)思、繪圖、編寫程序、仿真直到完成設(shè)計。每一步都包含著我的汗水。本論文題目是“糧倉溫濕度環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計”，系統(tǒng)以S

46、TC89C52RC單片機為核心，主要由LCD1602顯示電路、鍵盤控制、溫濕度采集模塊、報警系統(tǒng)。系統(tǒng)通過溫濕度傳感器采集環(huán)境的溫濕度，并將采集的數(shù)據(jù)送入單片機中。在STC89C52單片機中，對送過來的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，并將數(shù)據(jù)通過LCD1602顯示電路顯示。若測定值超過設(shè)定值，則蜂鳴器會發(fā)出“滴滴”聲音報警，并實現(xiàn)單片機控制板對設(shè)定參數(shù)進(jìn)行控制。在設(shè)計中，也遇到很多問題。首先本系統(tǒng)需要串口通信，起初我們的單片機的晶振為12MHZ，串口可以通信，但是上位機顯示的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。后來經(jīng)過我們的努力查找，發(fā)現(xiàn)當(dāng)波特率為12MHZ時，波特率的設(shè)置會不標(biāo)準(zhǔn)，會造成數(shù)據(jù)傳送錯誤。應(yīng)該把單片機的晶振換成11

47、.0592MHZ。還有就是上位機的設(shè)計，由于我從未學(xué)習(xí)過Visual Basic 6.0，所以設(shè)計時遇到不少問題，好在圖書館的藏書，非常豐富，從中我學(xué)習(xí)到不少知識。雖然整個設(shè)計已經(jīng)完成，但是也存在許多不足之處，因為上位機接收數(shù)據(jù)將其存入數(shù)據(jù)庫中，如果可以有歷史曲線的繪制，就會更加完美。 從系統(tǒng)測量的溫濕度值來看，整個系統(tǒng)達(dá)到了初期預(yù)想的效果，測量精度也較高。只是在控制方面顯得不足，希望以后能夠能有機會繼續(xù)完善。參考文獻(xiàn)1 柴鈺.單片機原理及應(yīng)用.西安電子科技大學(xué)出版社, 2009. 2 常健生等.檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù).機械工業(yè)出版社, 20011. 3 陳雷等.C51單片機實訓(xùn).中國電力出版社, 2

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49、 C程序設(shè)計(第三版) .清華大學(xué)出版社, 2007. 12 胡小江等. 21天學(xué)通Visual Basic.電子工業(yè)出版社, 200913 郭琦. Visual Basic 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開發(fā)技術(shù).人民郵電出版社, 2004: 14 饒運濤, 等. 現(xiàn)場總線CAN原理與應(yīng)用技術(shù).北京航空航天大學(xué)出版社. 2003 15 孫越. Visual Basic 數(shù)據(jù)庫開發(fā)自學(xué)教程. 北京: 人民郵電出版社, 2005: 16 吳春雷, 糧庫溫濕度智能檢測系統(tǒng)的研究D. 天津: 河北工業(yè)大學(xué)；2006 17 湯慶, 基于單片機的糧庫溫度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計D. 大連: 大連海事大學(xué)；2004 18明日科技.Vis

50、ual Basic 控件參考大全.人民郵電出版社, 2006:致 謝本次畢業(yè)設(shè)計能夠按時完成，我要衷心地感謝我這次畢業(yè)設(shè)計的導(dǎo)師樂春峽老師。樂老師對我們進(jìn)行詳細(xì)而悉心的教導(dǎo)，本著認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度指導(dǎo)我們，雖然工作很忙，但都會抽出時間對我們進(jìn)行指導(dǎo)，幫助我們解決問題以及督促我們完成任務(wù)。在這過程中，樂老師教會了我許多解決問題的辦法和思路，這些方法不僅使我解決了畢業(yè)設(shè)計的諸多問題，也是以后我工作中、學(xué)習(xí)中解決問題的寶貴經(jīng)驗。感謝我的搭檔相征同學(xué)，正是由于他負(fù)責(zé)的硬件電路模塊的按時完成，我才能把軟件結(jié)合起來對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，而且在軟件方面也給了我不少建議，給我出謀劃策，使我能夠按時完成任務(wù)。感謝電控學(xué)院

51、的其他老師和同學(xué)們給我提供的幫助和支持。在畢業(yè)設(shè)計過程中，我們需要用到一些儀器及設(shè)備，我們學(xué)院各個實驗室的老師和同學(xué)都主動給我們提供幫助。無論在解決理論還是實際問題上，學(xué)習(xí)優(yōu)秀的同學(xué)還有動手能力強的同學(xué)都給予了我很大的幫助，使我增長了理論知識的同時，也學(xué)到了不少實際操作的經(jīng)驗。在此論文完成之際，謹(jǐn)向所有曾給予我?guī)椭椭笇?dǎo)的老師、同學(xué)和朋友們致以衷心的感謝！ 附錄1.仿真原理圖2硬件原理圖3.上位機顯示圖4.實物圖5.單片機程序#include <reg52.h> #include <math.h>#include <intrins.h>#define byte unsigned char#define uchar unsigned char#define uint unsigned intunsigned char dispbuf5=0; unsigned char temp5; unsigned char T0count; unsigned int timecount; bit flag; signed char RH;/濕度unsigned char Tset,Rset;/默認(rèn)的溫度報警線unsigned char menu;/菜單變量，0時正常，1時設(shè)置溫度，2時設(shè)置濕度sbit K0=P32;/定義鍵盤K0 sbit K1=