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1、摘 要本课题设计的是一套基于单片机控制的仓库温度监控系统，主要是对仓库的温度监控，以保证存储物品的安全。系统以单片机AT89C51为核心，从DS18B20温度检测的数据采集、设定值调整、LED数码管显示电路、报警及输出控制通风机等几个方面出发，详细研究和设计了基于单片机的仓库温度监控的各个部分内容，设计了单片机及其外围电路，并结合一套经典的程序算法。给出了一套合理的基于单片机的仓库温度监控系统的软硬件解决方案。关键字：温度检测；DS18B20；单片机；温度控制AbstractThis issue is a set of design based on single chip controlle
2、d warehouse temperature monitoring system, mainly for warehouse temperature monitoring to ensure the safety of stored items.AT89C51 microcontroller as the core system, from the DS18B20 the temperature detection data acquisition, set the value of adjustment, LED digital tube display circuit, alarm an
3、d output control fan, and several other aspects of starting a detailed study and design of microcomputer-based warehouse temperature monitoring of various parts of the contents of the microcontroller and its peripheral circuit design, combined with a set of procedures for the classic algorithm. Is g
4、iven a reasonable microcontroller-based warehouse temperature monitoring system hardware and software solution.Keywords: temperature detection；DS18B20；microcomputer temperature control目 录摘 要IAbstractII引 言11研究动态2 1.1研究的背景与意义2 1.2 国内外仓库技术现状21.3 仓库测控系统的发展趋势31.4 本文的主要工作42 系统的总体设计53 系统的硬件部分设计与实现6 3.1 单片机
5、介绍63.1.1单片机概述63.1.2 单片机编程语言介绍7 3.1.3 系统选择83.1.4 AT89C51引脚功能介绍93.2 温度传感器DS18B20113.2.1 温度传感器分类11 3.2.2 DS18B20简介133.2.3 DS18B20的硬件连接144 温度监控的系统设计164.1硬件设计164.1.1 温度检测部分164.1.2 LED数码管显示电路164.1.3 报警及控制输出部分174.1.4 单片机最小系统184.1.5 按键电路设计214.2 软件系统设计234.2.1 系统程序流程图234.2.2 单片机软件开发语言244.2.3 DS18B20驱动程序25结 论2
6、8参考文献29致 谢30附录一：系统整体硬件电路图31附录二：系统程序仿真图32附录三：程序33我们总羡慕别人的幸福，却常常忽略自己生活中的美好。其实，幸福很平凡也很简单，它就藏在看似琐碎的生活中。幸福的人，并非拿到了世界上最好的东西，而是珍惜了生命中的点点滴滴，用感恩的心态看待生活，用乐观的态度闯过磨难。引 言防潮、防霉、防腐、防爆是仓库日常工作的重要内容，是衡量仓库管理质量的重要指标。它直接影响到储备物资的使用寿命和工作可靠性。为保证日常工作的顺利进行，首要问题是加强仓库内温度与湿度的监测工作。但传统的方法是用与湿度表、毛发湿度表、双金属式测量计和湿度试纸等测试器材，通过人工进行检测，对不
7、符合温度和湿度要求的库房进行通风、去湿和降温等工作。这种人工测试方法费时费力、效率低，且测试的温度及湿度误差大，随机性大。因此我们需要一种造价低廉、使用方便且测量准确的温湿度测量仪。随着“信息时代”的到来，作为获取信息的手段传感器技术得到了显著的进步，其应用领域越来越广泛，对其要求越来越高，需求越来越迫切。传感器技术已成为衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志之一。因此，了解并掌握各类传感器的基本结构、工作原理及特性是非常重要的。 1研究动态1.1研究的背景与意义传感器能将各种物理量、化学量和生物量等信号转变为电信号，使得人们可以利用计算机实现自动测量、信息处理和自动控制，但是它们都不同程度地
8、存在温漂和非线性等影响因素。传感器主要用于测量和控制系统，它的性能好坏直接影响系统的性能。因此，不仅必须掌握各类传感器的结构、原理及其性能指标，还必须懂得传感器经过适当的接口电路调整才能满足信号的处理、显示和控制的要求，而且只有通过对传感器应用实例的原理和智能传感器实例的分析了解，才能将传感器和信息通信和信息处理结合起来，适应传感器的生产、研制、开发和应用。另一方面，传感器的被测信号来自于各个应用领域，每个领域都为了改革生产力、提高工效和时效，各自都在开发研制适合应用的传感器，于是种类繁多的新型传感器及传感器系统不断涌现。温度传感器是其中重要的一类传感器。其发展速度之快，以及其应用之广，并且还
9、有很大潜力。仓库监控系统包括：存储物品检测、分析与通风控制。“存储物品检测”在储藏过程中所起的作用就像“人工”保管时期保管人员的“眼睛”和“鼻子”，对储藏过程中各种状况进行实时观察，并密切关注着存储物品的实时变化;“存储物品情况分析”就像保管人员的“大脑”，对通过“眼睛”和“鼻子”观察到各种存储物品及变化情况，并根据储藏技术的特点和储藏的各种环境条件进行综合分析与判断，给出相应的结论及处理建议；“通风控制”就像保管人员的“手”和“足”，根据“大脑”的结论和处理建议来采取相应的处理措施，以确保存储物品处在适宜的储藏状态，保证存储物品的安全。存储物品检测是对储藏过程中物品温度、仓内温、湿度、大气温
10、、湿度等基本检测参数变化的记录。检测系统是通过电源电缆、通讯电缆将计算机、检测主机、检测分机、分线器和测温电缆等连结起来构成的系统。仓库检测过程是把埋在存储物品内的温度传感器所感应到存储物品内的温度变化情况，通过分线器、检测分机、检测主机而反映到主控机房的计算机上，使库房保管人员可以随时观察存储物品内的温度变化情况，并采取相应的处理措施，以确保存储物品储藏过程的安全。建立物品监测产品技术应用新体系，应本着一切从国情出发，从实际需要出发，从日前国内的技术水平出发，面向遍布全国各区不同仓房类型和功能的检测成套系列化产品，经济实用地满足储藏的不同需求。本课题研究的是一种基于单片机的温度检测系统的研究
11、，并能设定高低温报警的仓库温度测控系统。1.2 国内外仓库技术现状 随着经济的不断发展，加之电子商务的不断推进，给传统的仓库物流产业带来的空前的挑战，我国现行的五大仓库系统（军队仓库业，外贸仓库业，商业供销粮食储运业，乡镇储运业）都曾载着巨大的仓储压力。众所周知，不同的货物的保存，需要不同的环境，包括一定的温度、湿度、二氧化碳、光强、粉尘等，都有各自不同的要求，其中一般货物对仓库温度和湿度的要求尤为突出，同时温度和湿度着两大仓储环境也是最受关注的仓储环境要素。而且仓库易发生火灾，盗窃事件，给生命财产安全带来了威胁。仓储的仓库温度、湿度、火警、盗警灯参数需要进行实时的监控，并并且在系统监控到异常
12、的情况时及时的进行提示和报警。控制和调节仓库温湿度：为了维护仓储商品的质量完好，创造适宜于商品储存的环境，当库内温湿度适宜商品储存时，就要设法防止库外气候对库内的不利影响；当库内温湿度不适宜商品储存时，就要及时采取有效措施调节库内的温湿度。上述的五大仓储系统对高端仓储物品的环境都能控制得很到位，尤其是军用仓储业和外贸仓储业，但是，在一般的仓储物流中心，对农业产品的仓储环境监控还没有做到至善至美，在乡镇储运中，农业产品的仓储技术水平甚至还停留在原始阶段。光强、温度、湿度是农业产品仓储不可缺少的因素，目前市场上普遍存在的温度检测仪器大都是单点测量，而且一般的温度信息传递不及时，精度达不到要求，不利
13、于控制者根据温度变化及时做出调整；另外湿度传感器价格昂贵，大多是使用进口元件，但事实上，农用精度要求并不高，现在国产温湿度传感器完全可以使用。我国仓储业的发展存在许多制约的因素，为把仓储业培育成国民经济的一个独立产业，有必要对仓储业的现状进行分析，找出问题，探索发展思路。1.3 仓库测控系统的发展趋势对比国内外温室环境控制研究及应用情况我们可以看出，温室环境控制系统正向着分布式、网络化、智能化方向发展。（1）分布式 目前工业控制的发展我们可以分为五个阶段：人工控制阶段、以模拟表为主的控制阶段、计算机参与的控制阶段、分散控制DCS(Distributed Control system)阶段、现场
14、总线控制FCS(Field Bus Control System)阶段。（2）网络化网络通讯技术是目前最有活力，发展最快的高科技领域。网络技术的应用使得信息的交换速度、范围、信息量得到了极大的提高。随着网络在生产中的应用，使得在线远程服务成为可能。我们可以利用远在千里之外的专家，来解决现场问题，它改变了传统的信息传播方式，对人类的生活方式造成了重大影响。（3）智能化利用计算机强大的数据运算能力，巨大的存储空间，从而能够将种植者的经验通过管理软件固化起来，指导非专业人员或技术不熟练人员代替专家进行工作。目前神经网络、遗传算法、模糊推理等人工智能技术在设施农业中得到重视并逐步发展。其次，为了适应各
15、地地域特点、气候差异，粮仓测控系统还表现出多样性以及个性化的特点。1.4 本文的主要工作 基于对仓库温度控制系统的研究，本文的主要内容有一下几个方面：（1）收集资料，了解更多关于存储物品储藏、物品环境因子情况，掌握目前国内外仓库温度监控系统的研究状况，分析其优点和缺点；（2）设计仓库温度监控系统的整体组成方案；（3）设计温度传感器的检测电路及各部分组成电路，完成仓库温度监控系统的硬件设计；（4）利用C语言对系统进行软件设计。2 系统的总体设计仓库温度监控系统需要完成温度的检测并可以通过按键设定调整最高温度和最低温度值、能够显示当前温度值、最高温度和最低温度值，同时要实现仓内温度超过最高温度时，启动通风系统。需要系统包括单片机最小系统电路和按键电路、LED显示电路、温度检测部分、报警和控制输出等主要部分，系统总体设计框图如下图所示：LED数码管显示DS18B20温度检测部分单片机报警和输出控制部分按键电路图2.1 系统整体设计框图单片
