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1、成绩等级本科课程设计题 目 智能粮库温度、湿度控制 系统模拟设计与制作 学 院 电子信息工程 专 业 电子信息工程 班 级 13级电信统本01班 学号姓名 吴 远 明 赵 君 理指导教师 董昌孝 完成日期 2021.12.25 西安思源学院教务处二一五 年 十二 月摘要本次设计完成智能粮库温度、湿度控制系统模拟设计与制作。本设计分为上下两层结构，下位机系统以STMEL公司生产的STC90C51单片机作为温、湿度监控核心部件，采用DHT11温度传感器，它是数字温度传感器，能够直接读取被测物的温度值；选取DHT11作为湿度传感器，将电容值的变化转为与之呈反比的电压频率信号；一旦温度或湿度值超过设定
2、阈值，即可实现报警。上位机系统仍以单片机为核心，扩展数据存储器，在键盘模块里可以更改阈值，LCD显示模块显示从下位单片机传来的温度、湿度值。从而实现一种小型粮库的温湿度智能监控。实验说明该系统具有转换速度快、精度高、控制能力强等特点。目前实现粮库温湿度的智能控制需要一种稳定性高、本钱低的温湿度智能控制系统，其采用上、下位机控制结构，实现全方位智能化的粮库监控。单片机在这种系统中往往作为一个终端机，安装在系统的某些节点上，对现场温湿度进行实时的测量和控制。单片机的高可靠性和强抗干扰能力，使它可以置于恶劣环境的前端工作。关键词 单片机；小型粮库；温度；湿度Abstract The intellig
3、ent design is completed granary temperature and humidity control system simulation design and production. This design is divided into the upper and lower levels structure, lower place machine system to ATMEL company produces the AT89C51 as humidity and temperature monitoring core components, the tem
4、perature sensor DS18B20, it USES single bus interface, can be measured directly read things value; Select HS1101 as humidity sensor, will the change of capacitance values to the inverse of a voltage and frequency signal, and USES the RS485 communication and the upper machine;Once the temperature or
5、humidity value more than setting threshold, can realize the alarm. PC system based on single-chip microcomputer is still, extended data storage in the keyboard module can change the threshold, LCD display module from a single chip that under the temperature, humidity value from. So as to achieve a s
6、mall the temperature and humidity of the warehouse intelligent monitoring. Experiments show that the system has a conversion speed and precision, strong ability to control etc. Characteristics.Now realize intelligent control of the temperature and humidity warehouse need a high stability, low cost o
7、f temperature, humidity intelligent control system, and its use,under a machine control structure, achieving all-round intelligent warehouse management control system.SCM in such systems often as a terminal, installed in the system of some nodes, the temperature and humidity of real-time measurement
8、 and control. The single chip microcomputer high reliability and strong anti-interference ability, make it can be placed in the front of the bad environment.Key words :single-chip microcomputer; Small grain depot; Temperature; humidity目录模拟设计与制作1第一章 绪论11 研究背景12 粮库温湿度系统国内外现状以及开展趋势13 本设计主要工作内容34 系统结构框图
9、5第二章 系统硬件设计61 MCS-51系列单片机的特征和结构61.1 MCS-51系列单片机特征61.2 STC90C51单片机简介71.3 MCS-51系列单片机的引脚功能81.4 MCS-51系列单片机的主要组成局部111.5 STC90C51的根本系统151.6 STC90C51中断系统162 DHT11传感器模块182.1DHT11湿度传感器概述182.2 DHT11数字温湿度传感器性能说明192.3 DHT11数字温湿度传感器使用考前须知213 LCD1604液晶显示模块223.1 LCD1604液晶显示器简介223.2 LCD1604引脚及原理图234 继电器控制直流电机风扇模块
10、244.1继电器简介2442继电器工作原理：254.3电器的选用254.5 直流电机风扇简介265 按键设置模块266 报警模块287 硬件原理图298 元器件清单31第三章 系统软件设计321 总体程序设计322 LCD1604液晶显示程序设计333 DHT11温湿度传感器程序设计354 按键中断模块程序设计375 报警模块程序设计39第四章 系统整合调试421 软件调试421.1建立一个新工程421.2编写程序432硬件调试472.1进入 Proteus ISIS472.2工作界面482.3 添加元器件492.4绘制电路图493 仿真调试504 仿真结果总图515 实物结果总图51第五章
11、结论53参考文献54附录55致谢67智能粮库温度、湿度控制系统模拟设计与制作第一章 绪论1 研究背景粮食是人类生存的必需品，温度与湿度是保存好粮食的先决条件，随着中国参加WTO和粮食市场的逐渐开放，储存大量的粮食对稳定国民经济的开展起到至关重要的作用。防潮、防霉、防腐、防爆是粮库日常工作的重要内容，是衡量粮库管理质量的重要指标。它直接影响到储藏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，首要问题是加强粮库内温度与湿度的监测工作。但传统的方法是使用温度计、湿度计来测量粮库的温度和湿度，通过人工加热、加湿、通风和降温等方法来控制粮库的温、湿度，这种方法不但控制精度低、实时性差，费时费力、
12、效率低，而且操作人员的劳动强度大，测试的温度及湿度误差大。因此我们需要使用造价低廉、使用方便且测量准确的温湿度测量仪，并且实现智能控制。温、湿度控制广泛应用于人们的生产和生活中，尤其是农产品种子，对环境温度与湿度有着比拟严格的要求。同时温度与相对湿度的大幅度变化可能导致种子大范围腐烂或者影响种子的发芽率，从而带来极大的经济及财产损失。因此，保持适宜的粮库温度、湿度对保证农产品种子存储质量十分重2 粮库温湿度系统国内外现状以及开展趋势粮情检测属监控系统范畴，近年来，由于传感器技术、计算机技术、超大规模集成电路技术和网络通信技术的开展，使监控系统广泛应用于工农业生产领域，因此，粮情检测技术的研究在
13、软、硬件等方面都有了一定的进展。随着科技的开展，从1978年开始，采用电阻式温度传感器、采样器、模数转换器等组成的储粮监测系统出现，它可对各粮库的各个测温点进行巡回检测，检测速度、精度大大提高，降低了劳动强度，但由于电阻传感器的灵敏度低，致使检测精度、系统可靠性还不够理想。至1990年，粮情检测系统有了很大的改善和提高，系统在布线上采用矩阵式布线技术，简化了数据采集局部的线路，在传感器方面应用了半导体、热电偶等器件；在线路传输上采用了串行传输方式，从而减少了传输线根数；采用单板机进行数据处理，并采用各种手段提高数据传输及检测速度，通过软硬件技术的结合，检测精度和可靠性较以前有很大提高。但温度传
14、感器的线性度差，系统的检测精度仍不理想，无法大面积推广。近年来，随着单片机功能的日益强大和计算机的广泛应用，粮情检测的准确性、稳定性要求越来越高。寻找最正确配置和最好的性价比成为粮情监测研究的热点。国外在粮情监控技术上已经到达了很成熟的地步，高科技数字式传感器广泛应用于粮情检测系统。这种传感器采用了半导体集成电路与微控制器最新技术，在一个管芯上集成了半导体温度检测芯片、数据信号转换芯片、计算机接口芯片，存储芯片等，除完成温度检测功能外，还可完成预置范围温度、报警、多路A/D转换、温度补偿等功能。由于数字温度传感器直接传出数字量，从而解决了温度信号长距离传输问题及传输过程中因干扰和衰减而导致的精
15、度降低等问题1。我国对于温度测控技术的研究较晚，始于20世纪80年代。我国工程技术人员在吸收兴旺国家温度测控技术的根底上，掌握了温度室内微机控制技术，该技术仅限于对温度的单项环境因子的控制。目前，国内出现了丰富的数字传感器配套产品，如远程控制模块、中继器等技术也比拟成熟。随着单片机技术的飞速开展，单片机在各个领域中都得到了广泛的应用。其中，由单片机组成控制系统，已成为单片机应用的开展趋势。我国温度测控设施计算机应用，在总体上正从消化吸收、简单应用阶段向实用化、综合性应用阶段过渡和开展。在技术上，以单片机控制的单参数单回路系统居多，尚无真正意义上的多参数综合控制系统，与兴旺国家相比，存在较大差距。我国温度测量控制现状还远远没有到达工厂化的程度，生产实际中仍然有许多问题困扰着我们，存在着装备配套能力差，产业化程度低，环境控制水平落
