基于单片机粮仓温湿度的监测系统设计--开题报告(软件).doc

滨 州 学 院 毕业设计（论文）开题报告 题 目 基于单片机的粮食温湿度系统的设计 系 （院） 自动化系 年级 2009级 专 业 电气工程与自动化 班级 5班 学生姓名 王新君 学号 2009022336 指导教师 刘应乾 职称 助教 滨州学院教务处二一二年三月一、 选题依据(简述国内外研究现状、生产需求状况, 说明选题目的、意义，列出主要参考文献)：1.1 背景“国以民为本，民以食为天”，“兵马未动，粮草先行”，这些都充分说明粮食对国家的重要性。储粮是为了防备战争、保证非农业人口的粮食消费需求、调节国内粮食供求平衡、稳定粮食市场价格、应对重大自然灾害及其它突发性事件而采取的有效措施，因此，粮食的科学储藏具有重要的战略意义和经济意义。 一般来说，粮食存放在粮仓中，大型的粮仓可存放数以万计的粮食，而且这些粮食存放的时间有长有短。目前，我国地方及垦区的各种大型粮仓都还存在着不同程度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仓各点的粮食温度和湿度，以便及时采取相应的措施，防止粮食的变质。但大部分粮仓目前还是采取人工测量温度和湿度的方法，这不仅使粮仓工作人员工作量增大，且工作效率低，尤其是大型粮仓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。据有关资料统计，我国每年因粮食变质而损失的粮食达数亿千克，直接造成的经济损失是惊人的。 影响储粮安全的最主要因素是粮堆内的大气条件，即温度和相对湿度的日变和季节变化，而温度和湿度两者之间又是相互关联的。为了保证存放在粮仓中的粮食不致腐烂变质，就必须使粮仓内的温度和湿度保持在一定的范围以内。1.2 国内外研究现状与发展趋势 随着传感器技术、计算机应用技术、超大规模集成电路技术和网络通信技术的发展，监控系统广泛应用于工农业生产等领域，在此同时，粮仓温湿度监控技术的研究在软、硬件等方面都有了一定的进展。 初期，以热敏电阻，湿敏电阻作为传感器件，通过检测电阻的变化来反映粮食温湿度的变化，为粮食保管提供参考依据。采用人工测量与人工抄录、管理相结合的传统方法，并且用人工的办法对粮食进行晾晒，通风，喷洒药剂防止因存储不当引起的温湿度异常及虫害，消耗了大量的人力和财力，效率较低，然而往往由于判断失误和管理不力，效果不佳，发霉变质等现象大量存在。广大科技工作者近30年的共同努力下，粮情检测技术不断完善、提高、并日趋成熟，逐步形成了样式繁多的粮情检测系统，为安全、科学储粮起到了积极作用。 目前，国内生产的粮仓温湿度监控系统品种繁多，系统结构各异，在粮仓内外温湿度检测、粮食内部温湿度检测及分析、通风机械的控制等方面，比之前有了不少进步但仍有进步空间。现场检测电路和上位机的通讯大多采用RS-485，使整个系统抗干扰能力差，实时性和纠错能力不强，增加了节点困难。当某一通信节点出现故障时，还会影响整个系统。 国外的温湿度监控系统相对比较先进，主要体现在以下三个方面： （1）无论是传感器的测量精度、反应速度、稳定性、功能多样性还是使用环境方面，国外的传感器都比较先进。 （2）构成系统整体的测控技术和管理，无论是硬件还是软件，都已普遍采用相应的标准模块集成，并且早已实现组态。 （3）系统结构已经普遍采用网络连接的现场总线技术(FCS)，有些需要的场合，则连接到Internet上，实现远程控制、远程诊断。 温湿度监控系统主要应用于控制环境空间的温度和相对湿度，从系统控制的角度来看，属于纯滞后控制，而这一技术已经相当成熟。目前研制高精度，高性能，多功能的温湿度监控系统是主流，提高可靠性、灵活性和降低成本也是其考虑的重点，并且系统在报警、记录、控制、通信等方面的自动化和智能化也将逐步完善。参考文献：1 胡寿松. 自动控制原理(第五版)M. 北京: 科学出版社, 2007. 2 柴钰,等. 单片机原理及应用(第二版) M. 西安: 西安电子科技大学出版社, 2009. 3 常健生,等.检测与转换技术M. 北京: 机械工业出版社, 2009. 4 刘树林, 等. 低频电子线路(第一版) M. 北京: 机械工业出版社, 2006. 5 阎石. 数字电子技术基础(第四版) M. 北京: 高等教育出版社, 2004. 6 邱关源. 电路(第五版) M. 北京: 高等教育出版社, 2006. 7 任彦硕, 等. 自动控制系统M. 北京: 北京邮电大学出版社, 2006. 8 金海明, 等. 电力电子技术M. 北京: 北京邮电大学出版社, 2006. 9 高吉祥, 等. 电子仪器仪表设计M. 北京: 电子工业出版社, 2007. 10 谭浩强. C程序设计(第三版) M. 北京: 清华大学出版社, 2007. 二、主要研究(设计)内容、研究（设计）思路及工作方法或工作流程1、设计内容本次设计完成粮库温湿度监测系统。该系统实现的基本功能为检测粮库各处的储藏温度、湿度并显示其值。当库内的温湿度越过设定值时，系统将进行报警，同时步进电机拖动风扇自动调节粮仓内的温湿度，使粮仓内的温度和湿度保持在一定的范围以内。保证粮食的安全储藏。2、实现功能（1）传感器对温度、湿度的检测。（2）显示温度、湿度。（3）单片机控制电动机拖动风扇调节温湿度。（4）超过监测范围时自动报警3、设计思路本系统首先通过键盘设定各项参数，包括储藏地点的温湿度的限制。然后由温度、湿度检测电路时检测采集各储藏地点的温度、湿度。接着经由A/D转换模块将采集到的模拟信号转换为数字信号送到AT89S51内部进行处理，同时在显示器上显示测试值，系统获得数据后和设定值比较，控制风扇系统工作，以达到控制温度、湿度的目的，再通过通信线路向系统传输数据。4、软件流程图： 主程序包含有以下子程序，如图1所示：读实时温度传感器子程序模块， A/D转换子程序，A/D处理程序模块(PID算法)。显示子程序，键盘扫描子程序利用中断来实现。 读实时温度初始化调用A/D转换子程序调用A/D处理程序调用动态显示子程序步进电机拖动风扇调节温湿度恢复现场返回温湿度是否越界？调用键盘设定子程序报警器报警读实时温度扫描键盘读取键盘设定值 图1主程序流程图 工作流程：1) 熟悉单片机控制的原理和外围电路设计方法。2) 用仿真软件进行仿真。3) 根据总体硬件框图，按照各功能模块逐一搭建并分别调试。4) 将各个模块联系起来，进行系统整合。5) 硬件与软件部分结合，进行联调。6) 将发现的错误和可以改进的地方进行修改，再重复以上步骤，直到满足设计要求。 三、毕业设计(论文)工作进度安排3月：查找资料，确定系统总体