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1、精选优质文档-倾情为你奉上摘 要：温度与湿度是保存好粮食的先决条件，粮仓温度湿度测量方法一直是粮食保存的一个重要问题。目前，粮库中的温湿度检测，基本上是人工检测，劳动强度大，繁琐。由于检测报警不及时，造成库储粮食损失的现象时有发生。于是，设计并研制性价比较高的粮库温湿度自动检测系统迫在眉睫。系统由数据采集系统、单片机控制系统、计算机监控系统组成。系统以单片机AT89S52为控制核心，通过液晶1602将温湿度传感器DHT21测得的数据实时显示出来，并将数据发送至上位机供管理员检测。系统还具有越限报警及可修改温湿度上下限值的功能，并通过MQ-2烟雾传感器实时检测粮仓内的安全状况，一旦发生火灾，及时
2、报警并通知管理员进行抢救。系统具有可读性高，稳定性高，反应速度快，测量值准确的特点，实现了对粮仓的温湿度实时检测。关键词：AT89S52；DHT21；温湿度；RS-232；MQ-2Abstract：Temperature and humidity serve as the prerequisite conditions for the preservation of food. The measuring of the temperature and humidity of the barn have always been an important issue of food preserv
3、ation. At present, the measuring of the temperature and humidity of the barn are mostly conducted by hands, which requires great labor intensity and complexity. Due to the delayed report and warning of detection, barns frequently suffer from unnecessary losses. For this regard, it is a urgent priori
4、ty to design and produce a automobile system of detecting the temperature and humidity of the barn featuring a relatively high cost performance.This system consists of date collecting system, single chip controlling system and computer monitoring system. Taking the single chip AT89S52 as its nuclear
5、 controller, this system reveals the data detected by the temperature transmitter DHT21 with liquid crystal 1602. The data will then be sent to the principle computer for detection. This system can also go beyond the limitations of warning and modification of the maxim and minim of temperature and h
6、umidity. The conditions inside the barn are under real-time delectation with smoke sensor MQ-2. If there is a fire, administrators will receive immediate warning and stop the fire. This system, featuring high readability, high stability, quick response and adequate measuring, realizes a real-time de
7、tection. Key words：AT89S52; DHT21; temperature and humidity; RS-232; MQ-2目 录专心-专注-专业1 绪论1.1 课题的提出和意义粮食的安全存储是关系到国计民生的战略大事，科学保粮具有重要的社会意义与经济价值。每到粮食收获季节各粮仓的粮食收购及粮情检测工作压力巨大，如何进行粮食的现代化管理也是每一个储库点的重中之重，若管理不当，粮食发霉或生虫会造成极大浪费。粮仓管理中最重要的问题是监测粮堆中的温、湿度变化。国家每年为粮食储藏支付很高的费用，主要是因为监测设备成本较高，管理方式不够先进，于是温湿度智能监控系统的研究与应用也日益
8、迫切。粮食温湿度是能否保证粮食安全储存的重要指标之一，只有及时、准确地测得粮堆各层面的温湿度数据，并根据检测的温湿度数据对粮食储存情况进行分析，做出决策，采取措施，最大限度的减少粮食在储存过程中的损失。因此温度和湿度的检测对防止粮食霉变有着重要的意义。目前,粮库中的温湿度检测,基本上是人工检测,劳动强度大,繁琐,由于检测报警不及时,造成库储粮食损失的现象时有发生。于是,设计并研制性能价格比较高的粮库温湿度自动检测系统迫在眉睫。1.2 粮仓温湿度检测的研究现状粮情检测属监控系统范畴，近年来，由于计算机技术、超大规模集成电路技术和网络通信技术的发展，使监控系统广泛应用于工农业生产等领域。因此，粮情
9、检测技术的研究在软、硬件等方面都有了一定的进展。早期粮情监测主要采用温度计测量法，它是将温度计放入特制的插杆中，根据经验插在粮堆的多个测温点，管理人员定期拔出读数，确定粮温的高、低，决定是否倒粮。这种方法对储粮有一定的作用，但由于温度计精度、人工读数的人为因素等原因，温度检测不仅速度慢，而且精度低，抽样不彻底，局部粮温过高不易被及时发现，导致因局部粮食发霉变质引起大面积坏粮的情况时有发生。随着科技的发展，从1978年开始，采用电阻式温度传感器、采样器、模数转换器报警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
10、低，致使检测精度、系统可靠性还不够理想。到 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，简化了数据采集部分的线路；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。采用单片机进行数据处理，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前有很大提高。但温度传感器的线性度差，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。寻找最佳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达到了很成
11、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度降低等问题。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、接插器分线器等，技术也比较成熟。数字传感技术、通信技术、计算机成为当今信息技术的的三大基础，计算机监控技术已成人们关注的热点。1.3 主要设计内容系统充
12、分考虑气候、环境因素对粮食的影响，并根据粮仓内粮食保持正常状态所需的温度和湿度设计出温湿度参考值预先存储于单片机中。系统的数据采集部分是将温湿度传感器置于仓库内部，测出仓内的温湿度值，经过转换为数字量之后送入AT89S52单片机中，然后通过液晶显示，并将所测得的温湿度值通过RS232传给上位机，供管理员实时检测。单片机将预设的上下限值与测量值进行比较，根据比较结果做出判断，经过程序分析处理发送相应指令控制执行机构动作，接通或关闭各种执行机构的继电器，进而控制干燥机、空调和风机等设备，以此来调节粮仓内温湿度，使温湿度值与设定值保持一致。仓管人员还可以根据实际的情况通过键盘或按钮来人工修改片内存储
13、的预设值。同时，系统通过烟雾传感器检测粮仓内是否起火，一旦发生火灾，立即启动粮仓内的水泵进行抢救，同时发出报警声通知管理员。2 系统总体设计2.1 系统功能设计系统要完成的功能设计如下：（1） 测量所在仓库测试点的温度和湿度，在本设备上显示出测量的温度和湿度，供仓库保管人员查巡时做记录和人工监控。（2） 将测量的温度湿度与设置的上限下限温度及上限下限湿度值相比较，判断出当前温湿度是否在正常的范围内。如果温度湿度超出了设置的上下限值，就要启动本仓库的空调设备或湿度控制设备进行调节，将仓库内的温度湿度控制在正常的范围内，保证粮食的安全储藏。（3） 将测量的温度湿度数据及时向控制中心的电脑发送，供控
14、制中心记录全部温度湿度数据及全面监控。（4） 监视本仓库的火灾事故，一旦发生火灾事故要立即启动本仓库的消防水泵进行扑救，以便控制火势扩大或蔓延，并启动报警器发出报警。2.2 系统组成系统分为八个模块：主控电路模块、传感器模块、液晶显示模块、按键设置模块、上位机通信模块、报警模块、存储模块和电源模块。通信模块传感器模块单片机报警模块液晶显示模块存储模块按键设置模块图2.1 系统组成框图系统以单片机为控制核心，以温湿度传感器、烟雾传感器为测量元件，采用温湿度测量、通信等技术构成温湿度采集系统及火灾报警系统。系统的组成框图如图2.1所示。系统所选用的主要器件有：单片机AT89S52、温湿度传感器DH
15、T21、烟雾传感器MQ2、MAX232芯片、电压比较器LM393、液晶1602、存储芯片AT24C02、蜂鸣器等。3 系统硬件电路设计3.1 主控电路设计3.1.1 核心芯片AT89S52（1）功能特性描述AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业 80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU 和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89S52具有以下标准功能：8K字节Flash；256字节RAM；32 位 IO 口线；看门狗定时器；2个数据指针；三个16位定时器计数器；一个6向量 2级中断结构；全双工串行口；片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52可降至0
