储粮智能通风控制系统设计或家庭温湿度显示、及大棚温湿度检测等

天iion毕 业 设 计专 业： 机械班级学号： 机 学生姓名： 王乎 指导教师： 讲师 二一年六月毕业设计储粮智能通风控制系统设计Intelligent storage system on risk control system design专业班级： 11学生姓名： 啊啊指导教师： 讲师学 院： 机械工程学院2016 年 6 月摘 要民以食为天，充分说明了粮食的重要性。但粮食又容易受到温湿度的影响发生霉变等问题, 面对大面积的粮食储藏的粮仓，我们有必要采用现代的智能设备对粮仓温湿度的进行实时监测。随着传感器技术的不断发展,我们可以通过传感器及电子设备对粮食存储有关的物理参数进行监测,这样有利于我们及时对粮仓内的情况进行掌握,由于智能技术的发展传统的人工检测被慢慢所取代。本设计是针对储粮智能通风控制系统里的采集节点模块进行设计，该节点是基于单片机控制，进行温湿度、压力等数据的采集，本设计从元器件的选型、硬件电路设计以及软件编程等方面进行了详细的阐述。在本设计中采用的是 DHT11 温湿度传感器和 BMP085 气压传感器，它们都是智能的数字传感器，内部都集成了 A/D 转换，直接把采集信号转换为数字信号传给单片机，从而简化了外围电路，使电路更加简单。处理器采用 AT89S51 单片机进行数据的处理，使每个节点运行更加平稳、拥有更高的可靠性。关键词：单片机、温湿度传感器、压力传感器、采集节点ABSTRACTHunger breeds discontentment, fully demonstrates the importance of food. But the grain is easy to be affected by the temperature and humidity of mold and so on, in the face of large area of grain storage barn, it is necessary for us to use modern intelligent equipment for real-time monitoring of the temperature and humidity of the barn. With the development of sensor technology, we can monitor the sensor and electronic equipment through the relevant physical parameters of the grain storage, so help us in a timely manner to the granary of master, because intelligent technology for the development of the traditional artificial detection was slowly replaced.This design is for grain storage intelligent ventilation control system of acquisition node module design, the node is based on MCU control, temperature, humidity and pressure data acquisition, the design from the aspects of component selection, hardware circuit design and software programming are described in detail. In this design USES A DHT11 temperature and humidity sensors and BMP085 pressure sensors, they are all intelligent digital sensors, internal integration A/D conversion, the acquisition directly to the signal to A digital signal to the microcontroller, simplifying the peripheral circuit, the circuit is more simple. The processor USES AT89S51 for data processing, make each node running more smoothly and with higher reliability.Key words: MCU、Temperature and humidity sensor、Pressure sensor 、collection nodeI目 录1 绪论 .11.1 选题目的及意义 .11.2 国内外发展现状 .11.3 本系统主要设计内容 .21.3.1 基于单片机系统组成采集 .22 元器件选型和硬件电路设计 .42.1 单片机的选择 .42.1.1 单片机概述 .42.1.2 AT89S51 芯片的主要性能 .42.1.3 AT89S51 的内部结构图 .42.1.4 AT89S51 引脚功能 .52.2 复位电路设计 .62.3 电源电路 .72.4 温湿度传感器选择 .72.4.1 DHT11 温湿度传感器介绍 .102.4.2 DHT11 各引脚的功能说明 .112.4.3 DHT11 的连接电路 .112.5 压力传感器的选择 .122.5.1 BMP085 气压传感器 .122.5.2 BMP085 气压传感器引脚介绍 .122.5.3 BMP085 气压传感器内部结构 .132.5.4 BMP085 与单片机的接口电路 .143软件设计 .143.1 DHT11 温湿度采集 .143.2 BMP085 气压采集 .163.3 程序流程图设计 .194.总结 .20参考文献 .21附录 1 系统原理图 .22II附录 2 系统程序代码 .23致谢 .40本科生毕业设计11 绪 论1.1 选题目的及意义粮食存储是国家为提防灾害、战争和一些突发性事故而采纳的有用措施。粮食是人类生存的必不可少的，由此可见对粮食管理和运输等设施的建设有重要意义。一般来说：粮食存放在粮库中没有固定统一的时间。如果不让粮库中的粮食变质腐烂，那就势必把粮库内的温湿度和压力限定在一定的区域内。要是符合上面的前提，需要我们设立一个具有稳定性好、检测精度高的智能储粮监控系统。粮食保管好的条件之一温湿度的控制，国内的粮食大多数存储在国家或地方的粮仓中，其中大型的粮仓占地面积约有周遭几公里，粮仓的房间数量多达几十个，数据获取点高达几千个，根据国家对粮食发布的保管政策，需要按期对粮仓里的粮食进行抽样检测。如果采取人工进行测量，不但工作效率低，速度慢耗费时间长，并且因为抽检不充分，致使某些粮食发生霉变，进而导致大面积的粮食发生变质，故而导致难以预计的经济损失以及产生严重的后果。从以上来看，粮情的检测是需要的智能化检测系统，并且是急需要的。伴随着集成电路快速发展，单片机的功能的也在不断提高，其应用也比较普遍, 智能粮仓监测系统对其数据的准确度、稳定度也有越来越高的要求,从而使数字式传感器在粮仓检测系统中得到了广泛的应用。该类型的传感器采取了半导体集成电路与微控制器相结合高科技技术, 在一个极其微小的芯片上集成了数据信号转换芯片、半导体温度检测芯片、存储器芯片、计算机接口芯片等。该芯片不但可以进行温度检测,还可以实现对预置区域温度、报警、多路 A/D 转换、温度补偿等功能。因为数字传感器直接输出的为数字量, 所以很好的改善了信号远距离输送问题以及信号交换过程中由干扰和衰减从而致使信号的精度降低等问题。1.2 国内外发展现状跟随传感器技术、计算机应用技术、超大规模集成电路技术和网络通讯技术的成长，监控技术普遍使用于工农业生产等行业，这也使得粮库温湿度检测技术的在软硬件等方面都有了更全面的发展。刚开始传感器件基本使用热敏电阻、湿敏电阻，经过监控电阻的细微变动来间接反映粮食温湿度的改变，从而粮食的管理有了更好数据依据。采取人力测量和人力抄写、监管相联合的传统方式，而且通过人力的方法对粮食进行人工晒晾、透风、药剂喷洒，是为了防护因储藏不利而引发的温湿度波动带来的危害和虫害，从而耗本科生毕业设计2费了大量的人工及物力财力，同时人工效率低下以及判断的不准确性再加上监管的不到位，从而整体检测极为不佳，导致粮食变质的现象大为存在。好在在众多科技爱好者的配合努力下，粮仓检测技术不断的在进步、提高、完善，而且日趋成熟，渐渐的形成了种类繁多的粮仓检测系统，从而使安全、规范、科学储粮起到了推动作用。最近几年，粮食情况电子检测处理、控制系统在粮仓储粮中的广泛普及、智能化监管的设施，推动了我国在粮情监测技术上有了较大的人提升和进步。重点在人工智能粮情分析、通风控制等领域的发展，部分系统已具备国际先进水准。拥有粮情测控系统以后，就能更好的对粮情进行控制和监测。从而很好的保存了粮食的品质，减缓了粮食的霉变，大大提高了效率，带来了诸多便利，从而给国家在储粮方面带来了很好的应用价值。粮情监测系统国内外相比还是存在很大差异，现在就从以下三方面进行说明：（1）不论在传感器的测量精确度还是反应速度以及稳定性等方面，国外相比国内在传感器方面都是比国内成熟。（2）在组成系统整体的监测技术以及处理方面，不论是从硬件还是软件方面，国外都已广泛采取模块化集成，而且已采取组态组网。（3）在系统构造方面国外广泛采取网络连接的现场总线技术，对于必要的场合，则采用连接 Internet 上，以便更好地进行远距离控制、远距离判断。1.3 本系统主要设计内容1.3.1 基于单片机系统组成采集此设计由 CAN 总线实现总机与节点之间的数据通信。系统组成结构如图 1-1 所示:图 1-1本科生毕业设计3节点由单片机、温湿度传感器以及压力传感器组成,整个节点是对粮仓里的温度、湿度和压力进行实时的采集以及分析处理,数据通过 CAN 总线向单片机机进行数据传输。一般来说粮库面积很大, 从而需要布局很多个节点在粮仓中进行全方位的温湿度和压力等数据的实时采集。原理框图如 1-2 所示。图 1-2由以上分析，结合粮仓的要求以及特点，本文对粮仓控制现状进行分析，解决了当前系统中的部分问题。以研究设计出控制方便、便于操作、价格低廉的智能粮仓检测系统为目的，开发粮仓自动检测系统 1。主要研究工作如下：采集节点主要由数字温湿度传感器、压力传感器及 51 单片机 AT89S51 组成，由他们组成的节点可以对粮仓内温湿度以及压力数据进行全方位的采集。该系统电路结构设计简单方便，数据采集方面有精度高，系统稳定性好，抵抗干扰能力强，较为便利的实现多点检测，可以适用于多种场合如粮库、仓库、机房、温室等多种环境，拥有较好的经济推广价值 2。本科生毕业设计42 元 器 件 选 型 和 硬 件 电 路 设 计本设计的任务主要完成各类元器件的选型、温湿度以及压力数据的采集和处理。2.1 单片机的选择2.1.1 单片机概述在一块小芯