大型糧庫的溫濕度檢測及控制系統(tǒng)設(shè)計

1、大型糧庫的溫濕度檢測及控制系統(tǒng)設(shè)計摘要糧倉管理中最重要的問題是監(jiān)測糧堆中的溫、濕度變化。國家為糧食儲藏每年支付很高的費用，主要是因為監(jiān)測設(shè)備成本較高，管理方式不夠先進。目前，糧庫中的溫濕度檢測，基本上是人工檢測，勞動強度大，繁瑣，由于檢測報警不及時，造成庫儲糧食損失的現(xiàn)象時有發(fā)生，因此設(shè)計并研制性能價格比較高的糧庫溫濕度自動檢測系統(tǒng)迫在眉睫。由于大型糧庫分布廣、儲量大，糧庫的管理和監(jiān)測難度大，由每個糧倉中配置的傳感器將糧情數(shù)據(jù)發(fā)送給單片機，單片機將傳感器的數(shù)據(jù)以數(shù)字的形式表示出來，清晰直觀地顯示出倉內(nèi)溫濕度狀況，實現(xiàn)糧倉管理自動化、智能化，同時也節(jié)省了大量人力和物力，減輕了糧倉管理的工作強度，

2、提高了糧庫管理效率，使糧食管理得到了安全可靠的保障。本設(shè)計為基于單片機的溫濕度檢測與控制系統(tǒng)，采用模塊化、層次化設(shè)計。用新型的智能溫溫度傳感器SHT10主要實現(xiàn)對溫度、濕度的檢測，將溫度濕度信號通過傳感器進行信號的采集并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，再運用單片機AT89S52進行數(shù)據(jù)的分析和處理，為顯示和報警電路提供信號，實現(xiàn)對溫濕度的控制報警。報警系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定報警的上下限值實現(xiàn)報警功能，顯示部分采用字符型TC1602液晶顯示所測溫濕度值。系統(tǒng)電路簡單、集成度高、工作穩(wěn)定、調(diào)試方便、檢測精度高，具有一定的實用價值。關(guān)鍵詞：溫濕度；SHT10單片機；AT89S52檢測；報警大型儲糧溫濕度檢測控制系統(tǒng)設(shè)計摘要糧

3、倉管理中最重要的問題是監(jiān)測糧堆的溫度和濕度變化。國家每年都要支付高額的糧食倉儲費，主要是因為監(jiān)控設(shè)備成本較高，管理不夠先進。糧庫溫濕度檢測基本上是人工檢測，勞動強度大，繁瑣且不及時檢測和報警，造成了糧庫存儲損耗的現(xiàn)象，因此設(shè)計和開發(fā)性價比較高的糧倉溫濕度自動檢測系統(tǒng)迫在眉睫。由于大型糧庫分布廣泛，大型糧庫的管理和監(jiān)控難度較大，基于計算機管理軟件設(shè)計的糧庫糧情檢測系統(tǒng)，將傳感器的配置從每個糧倉的糧情數(shù)據(jù)發(fā)送到微控制器，微控制器將傳感器數(shù)據(jù)以數(shù)字形式，清晰直觀的顯示倉內(nèi)溫濕度情況，實現(xiàn)糧倉管理的自動化、智能化、而且節(jié)省了大量的人力物力，減輕了糧倉管理的工作強度，提高了糧食倉儲管理的效率，糧食管理得

4、到了安全可靠的保障。本設(shè)計為基于單片機的溫濕度檢測與控制系統(tǒng)，采用模塊化、分層設(shè)計。新型智能溫濕度傳感器SHT10檢測溫度、濕度，溫濕度信號通過傳感器信號采集并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后利用單片機AT89S52進行數(shù)據(jù)分析處理，顯示報警電路信號，控制溫濕度報警。上限和下限設(shè)置報警，報警系統(tǒng)有報警功能，顯示部分字符為TC1602液晶溫度濕度測量值。系統(tǒng)電路簡單，集成度高，調(diào)試穩(wěn)定方便，檢測精度高，具有一定的實用價值。關(guān)鍵詞：溫度和濕度；SHT10微控制器；AT89S52是；檢測；警告目錄摘要一抽象II導言11.1選題背景11.2選題1的現(xiàn)實意義1.3設(shè)計內(nèi)容2選項33系統(tǒng)的硬件設(shè)計43.1系統(tǒng)總體設(shè)計

5、43.2供應(yīng)鏈管理選擇和介紹43.3溫度和濕度傳感器73.3.1接口定義8電路特性93.3.3傳感器特性103.3.4技術(shù)參數(shù)103.4顯示模塊113.4.1 LCD1602概述113.4.2 LCD1602基本參數(shù)和引腳功能123.5報警電路153.6鍵盤設(shè)置模塊163.7穩(wěn)壓電路163.8加熱/加濕/通風/冷卻開關(guān)17的電路設(shè)計4軟件設(shè)計194.1主程序模塊194.2 SHT10初始化過程204.3液晶屏初始模塊215 Keil C軟件概述22結(jié)論24參考文獻25附錄a電路圖26附錄b程序28致謝37介紹1.1選題背景隨著時代的進步和發(fā)展，單片機控制無疑是人們的目標之一。單片機技術(shù)已經(jīng)普及

6、到我們的生活、工作、科研等各個領(lǐng)域，并且已經(jīng)成為一項比較成熟的技術(shù)。溫室和糧庫等恒溫場所對自動化的要求也越來越高。室內(nèi)溫濕度的測量和設(shè)備的控制操作應(yīng)由自動控制系統(tǒng)完成。中國是一個人口眾多的大國?？茖W儲糧是保障人民糧食供應(yīng)、促進社會穩(wěn)定的一件大事。儲糧溫度的監(jiān)測對科學儲糧起著重要作用1李曉妮。2單片機溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計J.九江學院學報，2005，(02):20-21。在大多數(shù)糧食倉儲企業(yè)中，糧倉的溫度仍然主要靠人工檢測。由于糧庫占地面積大，糧倉分散，糧倉內(nèi)溫度測試點多，人工監(jiān)控工作量大，效率低，檢測周期長，容易漏檢。而且，測量裝置的損壞率很高，試驗的準確性很難保證2張，郭發(fā)。2MCS _ 51單

7、片機溫度控制系統(tǒng)設(shè)計J.微機信息，2005，(7) 333668。溫控儲糧是指在儲藏過程中保持一定的溫度水平，達到安全儲藏的目的。溫控儲糧可以保持良好的糧食品質(zhì)。它是一種相對先進的安全、經(jīng)濟、綠色的儲糧技術(shù)，已成為科學儲糧技術(shù)發(fā)展的新方向。低溫儲藏改善了谷物質(zhì)量，溫度也影響了微生物的生長和繁殖。大多數(shù)菌株生長繁殖的適宜溫度范圍為28-30，當溫度低于15時，這些菌株的繁殖將受到抑制。當溫度低于12時，害蟲一般不能繁殖3劉書榮，丁路軍。2基于單片機控制的溫度智能控制系統(tǒng)J.微機信息，第7號，2003，119-120。糧庫溫度在20至35之間，相對濕度大于等于85%時，糧食容易霉變。當溫度較高，空

8、氣中的相對濕度較低時，霉菌也會附著在物體表面繁殖生長。分析表明，江南5-9月份的霉變頻率為34%，約為夏季的三分之一。由于溫度、濕度和空氣中水分含量的適當組合，倉庫中儲存的大多數(shù)物品容易發(fā)霉。特別是在7月和8月，江南地區(qū)在溫濕度條件下的霉變率超過60%，而在其他時期不到20%。一般來說，儲糧害蟲的最適濕度為70%-75%。如果谷物堆中空氣的相對濕度保持在65%以內(nèi)，并保持與其平衡的濕度，谷物中幾乎所有微生物的活動都可以被抑制4李玉妹?；贛CS-51系列單片機原理的應(yīng)用設(shè)計M。北京：國防工業(yè)出版社，2006.5:10-104，181-202。就糧食儲存管理而言，濕度在抑制微生物生長方面比溫度更

9、有意義。1.2選題的現(xiàn)實意義2002年，森鐵公司是世界上第一家成功開發(fā)出體積與火柴頭相似的SHT10智能溫度傳感器的公司。他們不僅能精確測量相對溫度，還能測量溫度和露點。相對溫度的測量范圍為0 100%，分辨率為0.03%相對濕度，最高精度為2%相對濕度。測量溫度范圍為-40 123.8，分辨率為0.01。露點測量精度為1。當測量濕度和溫度時，模數(shù)轉(zhuǎn)換器的位數(shù)可以分別達到12位和14位。通過降低分辨率，可以提高測量速率并降低芯片的功耗。SHT11/15互換性好，響應(yīng)速度快，抗干擾能力強。它不需要外部元件，適用于各種單片機。它可廣泛應(yīng)用于醫(yī)療設(shè)備和溫濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。雖然單片機種類繁多，各有特點，但

10、以MCS-51單片機為核心的單片機仍是主流。中國臺灣地區(qū)的飛利浦產(chǎn)品、ATMEL產(chǎn)品和WinBond系列單片機與其結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)兼容。AT89S52是一款低功耗、高性能的CMOS8位微控制器，內(nèi)置8K系統(tǒng)內(nèi)可編程閃存。它采用Atmel的高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上閃存允許在系統(tǒng)中對程序存儲器進行編程，也適用于傳統(tǒng)的程序員。在單個芯片上，它有一個智能8位的中央處理器和系統(tǒng)中的可編程閃存，這使得AT89S52為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供了高度靈活和超高效的解決方案。1.3設(shè)計內(nèi)容本設(shè)計以此為出發(fā)點，以溫濕度控制為核心思想，根據(jù)自己學到的專業(yè)知識，采用新

11、型智能集成溫度傳感器SHT10主要實現(xiàn)溫濕度的檢測，通過傳感器采集溫濕度信號并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后用單片機AT89S52對數(shù)據(jù)進行分析處理，為顯示和報警電路提供信號，實現(xiàn)溫濕度的控制和報警。根據(jù)工作環(huán)境的要求，設(shè)定系統(tǒng)的溫度和濕度閾值，利用液晶顯示器實時測量顯示環(huán)境的溫度和濕度值，實現(xiàn)溫度和濕度的自動控制，使系統(tǒng)在更寬的溫度范圍內(nèi)具有更高的測試精度，還可以根據(jù)預設(shè)的報警閾值進行報警，當環(huán)境溫度和濕度超過限值時立即報警。為此，我設(shè)計了一種操作簡單、測量精度高、工作穩(wěn)定的基于單片機的溫濕度檢測控制系統(tǒng)。具體來說，新型智能集成溫度傳感器SHT10主要用于檢測溫度和濕度。溫度和濕度信號由傳感器收集并轉(zhuǎn)

12、換成數(shù)字信號。然后用AT89S52對數(shù)據(jù)進行分析和處理，為顯示和報警電路提供信號。設(shè)置模塊主要用于設(shè)置溫濕度報警閾值。選項2方案1:在系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集部分，溫度和濕度傳感器放置在倉庫內(nèi)，測量倉庫內(nèi)的溫度和濕度值。經(jīng)過放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字值后，溫度和濕度值被送到80c51單片機。然后，單片機通過8位發(fā)光二極管顯示，將預設(shè)的參考值與測量值進行比較，并根據(jù)比較結(jié)果進行判斷，通過程序分析和處理發(fā)出相應(yīng)的指令，控制執(zhí)行機構(gòu)的動作，打開或關(guān)閉各執(zhí)行機構(gòu)的繼電器，然后控制烘干機、空調(diào)、風機等設(shè)備調(diào)節(jié)倉庫內(nèi)的溫度和濕度。該循環(huán)保持溫度和濕度值與設(shè)定值一致。當溫度和濕度值超過允許的誤差范圍時，系統(tǒng)將發(fā)出聲光報警。如有必要，倉管員可根據(jù)實際情況通過鍵盤或按鈕手動修改存儲在芯片上的預設(shè)值。通過對整個系統(tǒng)核心單片機部分的設(shè)計，達到了優(yōu)化溫濕度控制的目的。方案二：以AT89C51單片機為主要控制部件，倉庫內(nèi)放置SHT10等數(shù)字溫濕度傳感器。該數(shù)字溫濕度傳感器無需模數(shù)轉(zhuǎn)換，直接輸出數(shù)字信號，直接送入單片機，通過液晶顯示器顯示溫濕度值。單片機將預設(shè)的參考值與測量值進行比較，確定糧倉的溫度和濕度是否超過限值。如果超過極