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1、粮仓的温湿度监测系统设计- I -粮仓的温湿度监测系统设计粮仓的温湿度监测系统设计摘要摘要随着单片机技术和工业生产自动化程度的不断提高，单片机测控 技术已得到了广泛的推广和应用。这种单片机的测试技术为工业控制、 家用电器和仪器仪表智能化的应用提供了一种全新的、有效的测试方 法，并具有很大的实用意义和前景。 本文根据粮仓环境测试的特点，应用现代检测理论，对温室的温 度、湿度等环境因子进行自动检测，完成了整个监测检测系统的软、 硬件设计。 第一章对粮仓自动监测系统的发展背景及现状作一简单介绍，并 确定了本论文的设计方向;第二章介绍了系统的硬件设计;第三章介绍 了系统软件的模块化设计;最后对整个系统
2、的改进提出几点建议。关键词关键词 : : 粮仓；现代检测技术；单片机；微处理器 粮仓的温湿度监测系统设计- II -AbstractWith the continuous development of the microprocessor technology and industry automation level,the technology of microprocessor test has been widely spread and applied.This technology was based on modern test theory and provided a kin
3、d of fire-new and effective control method in application of industry control, household appliances and instrument intelligence, it has prodigious practical use and prospect.In this paper, according to the character of environment test in graindepot, we applied modern theory to realize auto-test to
4、temperature and humidity. We accomplished the software and hardware design of the whole test system finally.In the first chapter, the paper introduced simply the background and development condition of auto-test system in grand put in graindepot forward the research subject. In the second chapter, t
5、his paper introduced hardware design of system. In the third chapter, the paper introduced software design of system. Finally, several pieces of suggestions were put to improve the whole system.keywords: Graindepot ;Modern test technology; Microprocessor粮仓的温湿度监测系统设计- III -目 录摘要.Abstract.目录.IV第一章 绪论.
6、11.1 研究的背景和意义 .11.2 温度传感器技术的国内外研究动态.11.3 湿度传感器技术的国内外研究动态.21.4 本课题的主要研究目标及内容.2 第二章 器件简介2.1 AD590 简介2.2 ADC0809 简介 第三章 系统的硬件设计.33.1 总体设计43.2 信号采样电路设计53.2.1 温度采样电路设 计.6 3.2.2 湿度采样电路设 计.93.3 单片机最小系统的设计.123.3.1单片机系统及外围电路.123.3.2 系统电源模块.133.4 A/D 转换电路. .153.4.1 A/D 转换器的主要技术指标.173.4.2 ADC0809 与 8031 的接口电 路
7、.20 3.5 键盘/显示器接口电路设计. .21 3.5.1 键盘接口设 计21 3.6 执行及报警电路设计25粮仓的温湿度监测系统设计- IV -第四章 系统的软件设计.263.1 软件系统框图及地址分配.263.2 主程序设 计.273.3 键盘程序设 计.283.4 滤波程序设 计.30 第五章 总结-.33 第六章 致谢.34 参考文献.35 附录 1 温湿度控制系统电路图 附录 2 ADC0809 与 8031 的接口电路 附录 3 键盘/显示器接口电路 附录 4 执行及报警电路 附录 5 主程序 附录 6 滤波程序粮仓的温湿度监测系统设计- 5 -第一章第一章 绪论绪论 1.11
8、.1 研究的背景和意义研究的背景和意义 粮食储藏是国家为防备战争、灾荒及其它突发性事件而采取的有效措施， 因此，粮食的安全储藏具有重要意义。目前，我国地方及垦区的各种大型粮库 都还存在着程度不同的粮食储存变质问题。根据国家粮食保护法规定，必须定 期抽样检查粮库各点的粮食温度和湿度，以便及时采取相应的措施。但大部分 粮库目前还是采取人工测量温度和湿度的方法，这不仅使粮库工作人员工作量 增大，且工作效率低，尤其是大型粮库的温度和湿度检测任务如不能及时彻底 完成，则有可能会造成粮食大面积变质。影响粮食安全储藏的主要参数是粮食的温度和湿度，这两者之间又是互相 关联的。粮食在正常储藏过程中，含水量一般在
9、 12%以下(为安全状态)，不会 产生温度突变，一旦粮库进水、结露等使粮食的含水量达到 20%以上时，由于 粮粒受潮，胚芽萌发，新陈代谢加快而产生呼吸热，使局部粮食温度突然升高， 必然引起粮食“发烧”和霉变，并可能形成连锁反应，从而造成不可挽回的损 失。因此设计出一种经济实用的粮库粮情温湿度智能检测系统是非常有必要的。1.21.2 温度传感器技术的国内外研究动态温度传感器技术的国内外研究动态 一、热敏电阻 以温度变化导致阻值的变化为工作原理的热敏电阻，因其具有成本低、体 积小、简单、可靠、响应速度快、容易使用等特点，在多项温度测量应用中受 到广泛欢迎，也是国内粮情测控系统中采用最多的温度传感器
10、.热敏电阻的电阻 温度系数较高，因此其自身发热较小，信号调节较为简单。热敏电阻的缺点是 互换性差，温度与输出阻值之间呈非线性关系 IZ1。热敏电阻分为正温度系数 热敏电阻和负温度系数热敏电阻两种，但在温度测量应用中，正温度系数热敏电阻较少得到采用，更多采用的是负温度系数热敏电阻。 二、数字式温度传感器数字式温度传感器的种类也不少，但用于粮情测控系统的温度传感器主要 是 Dallas 的 DS 18x20 系列温度传感器，其温度检测范围为-55+125 C，检 测精度为士 0.5 。 DS 18x20 采用 1-WireTM 接口，封装形式有 PR-35 和 SSOP-16 两种，粮情测控系统中
11、采用的是 PR-35 封装.DS 18x20 采用 9 个位表示 测温点的温度值，每个 DS 18x20 内部都设置有一个单一的序列号，因此可以使 多个 DS 18x20 共存于同一根数据传输线上.DS 18x20 内部分为 4 个部分:1,64 位序列号;2、保存临时数据的 8 字节片内 RAM;3、保存永久数据的 2 字节 EEPROM: 4、温度传感器 三、光纤传感器 光纤温度传感器是近几年发展的新技术，也是工业中用的最多的光纤传感 器之一。目前研究的光纤温度传感器主要有辐射式温度传感器、半导体吸收式 温度传感器、光纤热色传感器等.光纤温度传感器的精度更高，但成本较贵。粮仓的温湿度监测系
12、统设计- 6 -1.31.3 湿度传感器技术的国内外研究动态湿度传感器技术的国内外研究动态近年来，国内外在湿度传感器研发领域取得了长足进步.湿敏传感器正从简 单的湿敏元件向集成化、智能化、多参数检测的方向迅速发展，为开发新一代 湿度崛度测控系统创造了有利条件，也将湿度测量技术提高到新的水平。 一、湿敏元件湿敏元件是最简单的湿度传感器。湿敏元件主要有电阻式、电容式两大类。 湿敏电阻的特点是在基片上覆盖一层用感湿材料制成的膜，当空气中的水蒸气 吸附在感湿膜上时，元件的电阻率和电阻值都发生变化，利用这一特性即可测 量湿度。湿敏电阻的种类很多，例如金属氧化物湿敏电阻、硅湿敏电阻、陶瓷 湿敏电阻等。湿敏
13、电阻的优点是灵敏度高，主要缺点是线性度和产品的互换性 差。 二、集成湿度传感器目前，国外生产集成湿度传感器的主要厂家及典型产品分别为 Honeywe” 公司(H1H-3602, HIH-3605, HIH-3610 型)，Humirel 公司(HM 1500, HM 1520, HF3223 , HTF3223 型)，Sensiron 公司(SHT11,SHT15 型)。这些产品可分成以 下三种类型: 1、线性电压输出式集成湿度传感器典型产品有 HIH3605/3610, HM1500/ 1520。其主要特点是采用恒压供 电，内置放大电路，能输出与相对湿度成比例关系的伏特级电压信号，响应速 度快，重复性好，抗污染能力强。 2、线性频率输出式集成湿度传感器典型产品为 HF3223 型，它采用模块式结构，属于频率输出式集成湿度 传感器，在 55% RH 时的输出频率为 8750Hz(典型值)，当相对湿度从 10%变化到 95%时，输出频率就从 9560Hz 减小到
