集约化烟叶烘烤房的温湿度集中监测系统的设计-电子信息工程本科毕业论文

本科学生毕业论文（设计）题目(中 文):集约化烟叶烘烤房的温湿度集中监测系统的设计(英 文):Design of Temperature and HumidityCentralized Monitoring System for Tobacco Leaf Baking Room姓 名 学 号 院 （系）电子工程系专业、年级电子信息工程 级指导教师 II湖南科技学院本科毕业论文（设计）诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文（设计），是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 本科毕业论文（设计）作者签名： 4 毕业论文（设计）任务书课题名称：集约化烟叶烘烤房的温湿度集中监测系统的设计学生姓名： 系 别：电子工程系专 业：电子信息工程指导教师： 湖南科技学院本科毕业论文（设计）任务书1、 主题词、关键词： 单片机，多点采集温湿度，RS-485通信2、毕业论文（设计）内容要求：1) 研究烤烟房温湿度检测方法；2) 烤烟房温湿度实时监测的实现方法；3) 烤烟房温湿度异常报警系统的研究；4) 其它。3、文献查阅指引：1）从学校图书馆网页上中国期刊网，检索相应关键词，查找相关资料；2）通过百度查找关键词，搜索相关资料；3）通过googol查找相关资料；4）查阅相关的专业书籍。4、毕业论文（设计）进度安排：1）2012年10月-12月：查找资料；2）2013年1月：写好开题报告；3）2013年2月：设计硬件电路和编程；4）2013年3月：实验研究;5）2013年4月上旬：完成毕业论文；6）2013年5月初：完成论文答辩。教研室意见： 负责人签名： 注：本任务书一式三份，由指导教师填写，经教研室审批后一份下达给学生，一份交指导教师，一份留系里存档。湖南科技学院本科毕业论文（设计）开题报告书论文（设计）题目集约化烟叶烘烤房的温湿度集中监测系统的设计作 者 姓 名宁天养所属系、专业、年级 电子工程系 电子信息工程专业 2009年级指导教师姓名、职称张文昭 讲师预计字数10000开题日期2012.12.22选题的根据：1）说明本选题的理论、实际意义2）综述国内外有关本选题的研究动态和自己的见解1）在烟叶烘烤过程中，烤烟房的温湿度直接影响着烟叶的质量。准确地监测烤烟房温湿度是制约烟叶质量、影响烟叶生产效益的瓶颈问题。为保障广大烟农利益，提高烟叶质量就必须准确的监测烤烟房的温湿度。为此本课题提出一个集约化烟叶烘烤房的温湿度集中监测系统的设计，实现智能监测烘烤房的温湿度，提高烟叶生成质量，从而提高广大烟农的经济。2）目前，国内外对烟叶烘烤房的温湿度的检测及控制进行了一定的研究，并取得了一定的成果。对于烤烟房温湿度监控的研究要从烤烟房监控模式方面来分析烤烟房温湿度监测技术状况: 第一种：基于温度计和湿度计的人工测量模式。由于人工方式存在人为误差的原因并且温度计本身也存在误差比较大,反应比较慢的原因,导致这种烤烟房的温湿度测量方式效率比较低, 主要出现问题如下：很难保证烘烤出的烟叶质量；监测时间长，劳动工作量大；工作效率低，实现工业化生产很难。第二种：基于温湿度传感器以单片机为核心的烤烟房监测模式。温度传感器和湿度传感器的输出信号均为模拟信号,必须经过A/D转换,转换所得的数字信号由单片机接收,通过单片机对温湿度进行监测，这种监测模式的优点是温湿度的监测效率有了很大的提高,缺点是烘烤房的温湿度监测的数据误差比较大，而且A/D转换器，硬件的成本同时增加了，耗电也增加了。第三种：基于集成电路的烤烟房温湿度监测模式，在这类新型的传感器当中,温湿度检测芯片,A/D转换模块,温度补偿模块等均被集成于统一的整体,这样做不仅仅使整体系统的结构得以很大程度上的简化,并且降低了温湿度信号在传输过程中所发生的损耗,提高了信号的抗干扰性,从而从整体上提高了监测的精度，它们的优点效率高，这种监测模式目前还是采用单片机监测的简单模式, 只能监测某一点的，不能多点进行监测，数据误差同样比较大。针对以上的研究情况，要保证烤烟房温湿度的数据精准就要进行多点监测，为了解决这些问题，本课题提出一套集约化烟叶烘烤房的温湿度集中监测系统，实现烤烟房温湿度监测的智能化，提高烤烟房温湿度监测的数据精度，节约电资源，降低成本。温湿度采集模块传输通信模块单片机控制模块显示模块报警模块传输通信模块传输通信模块单片机控制模块单片机控制模块温湿度采集模块上位机1号下位机128号下位机主要内容：在烟叶烘烤过程中，烤烟房的温湿度直接影响着烟叶的质量。准确地监测烤烟房温湿度是制约烟叶质量、影响烟叶生产效益的瓶颈问题。为保障广大烟农利益，提高烟叶质量就必须准确的监测烤烟房的温湿度。为此本课题提出一个集约化烟叶烘烤房的温湿度集中监测系统的设计，实现智能监测烘烤房的温湿度，提高烟叶生成质量，从而提高广大烟农的经济。1.主要研究内容：a.研究温度和湿度传感器的选择和设计；b.研究烘烤房温湿度实时监测的实现方法；c.研究调节烘烤房温度和湿度的实现方法；d.检测数据智能处理的实现方法。2.创新点：a. 提出了对烤烟房温湿度进行智能采集处理与监测的思想；b. 提出并开发一种新的、低成本的、低功耗的，新型集约化烟叶烘烤房的温湿度集中监测系统控制系统。3.重点解决的问题：a. 温湿度检测的设计；b. 下位机采集温湿度信息的方式；c. 串口通信系统的设计；d. 上位机对温湿度信息的显示并且分析与处理。4.预期的研究成果：a. 研究出烤烟房多点采集温湿度集中监控实验机一套；b. 在学术刊物上发表学术论文1篇以上；c. 申报专利1项。研究方法：1.理论推导法:利用所学的理论知识对本系统进行电路设计以及设计方案的选择。2.实验法:应用设计出的样机进行烤烟房温湿度进行集中监测，并进行试验分析，根据试验数据进行改进直到达预期目标。完成期限和采取的主要措施：1、完成期限：（1）2012.11-2012.12 实地考察；（2）2012.12 收集、整理资料、书籍、文献；（3）2013.1 整理资料，撰写论文；（4）2013.2 通信模块和温湿度装置的设计与评价；（5）2013.3 烤烟房温湿度监测系统的设计；（6）2013.4 修改，制板，测试，定稿；（7）2013.4 装订，答辩，申报专利。2、主要措施:（1）通过有效途径查阅相关文献资料，引证参考已有的研究成果，确定论文研究主题。（2）与指导老师和同学进行多层次多方面的交流探讨，提炼观点，吸收建议。主要参考资料：1 李九胜.烤烟房温湿度的合理控制J.无线互联科技，2011，11(3): 48.2 王洪涛, 唐专明.湖南永州烟叶生产发展特写-烟草农业J.东方烟草报社，2006，12(4): 315.345 王懿娜.温湿度远程监控系统的设计与实现D.长安大学，2009，16(1): 215.6 李小伟, 温卫敏. 湿度监测预警系统J.徐州学院，2012，18(2): 57.7 李湘云. 基于单片机应用系统的串行J.通信设计现代电子技术，2006，8(4): 26.8 刘栗舟, 王豪才.段锐,李海华.AT89C51与nRF401芯片在RFID系统中的应用J.电子与封装，2005，15(1): 18.9 丁磊, 佟彤. 基于AT89C51单片机的数字温度计J.才智，2011，14(7): 39.10 郑敏杰, 杨神化. 基于RS-485总线的红外报警器设计J.信息化纵横，2009，12(4): 114.指导教师意见：指导教师签名： 教研室意见：签 名： 年 月 日开 题 报 告 会 纪 要时间2012-12-22地点3-707与会人员姓 名职务（职称）姓 名职务（职称）姓 名职务（职称）陈泽顺副教授张文昭高级实验室徐晓高级实验师刘爱林副教授刘志壮教授周玲讲师会议记录摘要：1. 你选择这个题目作为你的毕业设计的题目的理由是什么？答：因为现在很多烤烟房的温湿度监测系统不够完善，测量的数据不够准确，导致烘烤出来的香烟质量不好，导致香烟的价格受到限制，如果提高烘烤出来香烟的质量，就有可能提高香烟的价格，所以这个题目是具有很大的现实意义和市场前景。2. 你的总体设计思路是怎样的？答: 我的设计思路是通过N个下位机采集烤烟房内的N节点温湿度值，然后通过上位机按地址逐次发送命令给下位机，当对应地址的下位机收到命令后就将当前的测得温湿度值发送给上位机，当上位机收到数据后进行校验并显示以及分析是否报警处理。3 你的上位机与下位机是如何通信？ 答：我采用的串口的方式，采用RS-485作为通信接口，这是因为RS-485接口采用平衡式发送，差分式接受的数据收发器，所以其抗干扰能力强，可以远距离传输，以及具有多站能力。会议主持人：记 录 人：年 月 日指导小组意见负责人签名： 年 月 日系部 意 见负责人签名：年月日注：此表由学生本人填写，一式三份，一份留系里存档，指导老师和本人各保存一份湖南科技学院毕业论文（设计）中期检查表毕业论文（设计）题 目集约化烟叶烘烤房的温湿度集中监测系统的设计学生姓名宁天养学 号200906002341系 别电子工程系专 业电子信息工程指导教师张文昭检查日期2013-4-10指导教师检查情况记载及修改意见：一、 没抓住题目的主题词，题目的主题词：集约化烟叶烘烤房（很多烘烤房）、温度湿度测量、远程（包括集中）。如果不好实现远程，可将题目改为“集约化烟叶烘烤房的温湿度集中监测系统”。 系统可通过上、下位机通信实现集中监测。二、“国内外研究现状”这一部分内容太少，应多查一些有关烟叶烘烤及温湿度检测等方面的文献资料，以了解别人在这方面的研究情况，并对别人的方法加以归纳总结，阐述他们研究方法的优缺点，进而提出自己的观点。如文献资料可从中国期刊网上查找。另外在引入别人的研究方法时，加上标注，表示你引用了具体的什么文献资料，具体的文献资料的完整信息放在论文后面的参考文献里（具体如何给引文加标注，请看毕业论文规范）。三、你系统中的电机是用来干什么的？题目只是检测，没涉及控制。四、你重新设计“系统总体方案”。 你可以参考一下知网的论文的“系统的总体设计”的写作方法。五、芯片等资料性的内容太多了，这些大多是无用的，应删去。论文主要要阐述你的设计思路及方法，通俗一点就是，你是如何设计这一系统使它实现预期功能的，你设计的系统由哪几部分构成，各部分又完成怎样的功能。六、复制过来的图不规范。七、引用了参考文件的方法、观点，应在文件中标注出来。另外，文件中许多地方标点符号用的是英文半角符号，如红色字段里的逗号你用的是逗点。八、小标题不能用章节的符号阿拉伯数字。九、流程图的转折条件用Y或N，而不是“有”或“没有”。签名： 湖南科技学院毕业设计（论文）指导过程记录表毕业论文(设计)题目集约化烟叶烘烤房的温湿度集中监测系统的设计学生姓名宁天养学号200906002341专业班级电信0903指导教师张文昭职称高级实验师系（教研室）电子工程系指导过程记录指导内容记录(一)讨论选题和查找资料。学 生 签 名： 20 年 月 日 指导教师签名： 20 年 月 日指导内容记录(二)确定标题，下达设计任务书。学 生 签 名： 20 年 月 日 指导教师签名： 20 年 月 日指导内容记录（三)设计可行性分析及开题报告的写作。学 生 签 名： 20 年 月 日 指导教师签名： 20 年 月 日指导内容记录(四)论文的构思及基本框架。学 生 签 名： 20 年 月 日 指导教师签名： 20 年 月 日指导过程记录指导内容记录(五)设计中的硬件开发方案程序设计思路的讨论。学 生 签 名： 20 年 月 日 指导教师签名： 20 年 月 日指导内容记录(六)中期检查，内容及结构的合理性。学 生 签 名： 20 年 月 日 指导教师签名： 20 年 月 日指导内容记录(七)论文内容修改。学 生 签 名： 20 年 月 日 指导教师签名： 20 年 月 日指导内容记录(八)论文格式修改。学 生 签 名： 20 年 月 日 指导教师签名： 20 年 月 日答辩小组组长意见(对情况是否属实做出意见)组长(签名)： 20 年 月 日注：本表与毕业论文一起装订存档。湖南科技学院本科毕业论文（设计）评审表论文题目集约化烟叶烘烤房的温湿度集中监测系统的设计作者姓名宁天养所属系、专业、年级电子工程 系 电子信息工程 专业 2009年级指导教师姓名、职称张文昭 高级实验师 字 数10000定稿日期2013.5.8中 文摘 要为了节约烤烟房的电资源和劳动力以及提高烤烟房温湿度的测量数据精确。本文设计采用了多个下位机作为集约化烟叶烘烤房的温湿度集中监测系统的数据采集模块，一个上位机作为集约化烟叶烘烤房的温湿度集中监测系统的控制中心，实现烤烟房内的各个节点的温湿度智能监测。温湿度的检测方式是采用温湿度检测芯片。利用下位机对温湿度检测芯片的控制。下位机就能获取温湿度检测芯片的采集的信息。上位机通过串口对各个下位机发送命令。收到命令的下位机就将当前的温湿度信息传送给上位机。上位机接受到数据后，就会显示数据，并将数据与设定的温湿度的上下限比较,做出相应的报警响应。经过反复多次实验测试，本系统的结果能达到预期的结果。关键词（3-5个）单片机 多点采集温湿度 RS-485通信英 文 摘 要In order to save resources and labor of flue-cured tobacco electrical room and to improve the precise the tobacco room temperature and humidity measurement data. This design uses the multiple-slave machine as intensive tobacco leaf baking room centralized monitoring system of temperature and humidity data acquisition module, A master computer as the intensive tobacco leaf baking room centralized monitoring system of temperature and humidity control center, Implement the various nodes of temperature and humidity in tobacco leaf baking room intelligent monitoring. Temperature and humidity detection way is to use temperature and humidity detection chip, using the slave machine under control of the temperature and humidity detection chip. Slave machine can get temperature and humidity detection chip acquisition of information. Under the master machine via a serial port for each machine to send commands. Received command under a slave machine will the current temperature and humidity information transmitted to the master machine. After the master machine receive the data, can display the data, and the data comparison and setting of temperature and humidity of the upper and lower limits, and alarm response accordingly. After repeated experiments and testing, the results of this system can achieve the expected results.关键词(3-5个)Single chip microcomputer Multipoint temperature and humidity RS - 485 communication指导教师评定成绩评审基元评审要素评审内涵满分指导教师实评分选题质量25%目的明确符合要求选题符合专业培养目标，体现学科、专业特点和教学计划的基本要求，达到毕业论文（设计）综合训练的目的。10理论意义或实际价值符合本学科的理论发展，有一定的学术意义；对经济建设和社会发展的应用性研究中的某个理论或方法问题进行研究，具有一定的实际价值。10选题恰当题目规模适当，难易度适中；有一定的科学性。5能力水平40%查阅文献资料能力能独立查阅相关文献资料，归纳总结本论文所涉及的有关研究状况及成果。10综合运用知识能力能运用所学专业知识阐述问题；能对查阅的资料进行整理和运用；能对其科学论点进行论证。10研究方案的设计能力整体思路清晰；研究方案合理可行。5研究方法和手段的运用能力能运用本学科常规研究方法及相关研究手段（如计算机、实验仪器设备等）进行实验、实践并加工处理、总结信息。10外文应用能力能阅读、翻译一定量的本专业外文资料、外文摘要和外文参考书目（特殊专业除外）体现一定的外语水平。5论文质量35%文题相符较好地完成论文选题的目的要求。5写作水平论点鲜明；论据充分；条理清晰；语言流畅。15写作规范符合学术论文的基本要求。用语、格式、图表、数据、量和单位、各种资料引用规范化、符合标准。10论文篇幅10000字左右。5实评总分 成绩等级 指导教师评审意见： 指导教师签名： 说明：评定成绩分为优秀、良好、中等、及格、不及格五个等级，实评总分90100分记为优秀，8089分记为良好，7079分记为中等，6069分记为及格，60分以下记为不及格。评阅教师评定成绩评审基元评审要素评审内涵满分评阅教师实评分选题质量25%目的明确符合要求选题符合专业培养目标，体现学科、专业特点和教学计划的基本要求，达到毕业论文（设计）综合训练的目的。10理论意义或实际价值符合本学科的理论发展，有一定的学术意义；对经济建设和社会发展的应用性研究中的某个理论或方法问题进行研究，具有一定的实际价值。10选题恰当题目规模适当，难易度适中；有一定的科学性。5能力水平40%查阅文献资料能力能独立查阅相关文献资料，归纳总结本论文所涉及的有关研究状况及成果。10综合运用知识能力能运用所学专业知识阐述问题；能对查阅的资料进行整理和运用；能对其科学论点进行论证。10研究方案的设计能力整体思路清晰；研究方案合理可行。5研究方法和手段的运用能力能运用本学科常规研究方法及相关研究手段（如计算机、实验仪器设备等）进行实验、实践并加工处理、总结信息。10外文应用能力能阅读、翻译一定量的本专业外文资料、外文摘要和外文参考书目（特殊专业除外）体现一定的外语水平。5论文质量35%文题相符较好地完成论文选题的目的要求。5写作水平论点鲜明；论据充分；条理清晰；语言流畅。15写作规范符合学术论文的基本要求。用语、格式、图表、数据、量和单位、各种资料引用规范化、符合标准。10论文篇幅10000字左右。5实评总分 成绩等级 评阅教师评审意见： 评阅教师签名： 说明：评定成绩分为优秀、良好、中等、及格、不及格五个等级，实评总分90100分记为优秀，8089分记为良好，7079分记为中等，6069分记为及格，60分以下记为不及格。湖南科技学院本科毕业论文（设计）答辩记录表论文题目集约化烟叶烘烤房的温湿度集中监测系统的设计作者姓名宁天养所属系、专业、年级电子工程系 电子信息工程专业 2009年级指导教师姓名、职称张文昭 高级实验师答 辩 会 纪 要时间2013-5-8地点3707答辩小组成员姓 名职务（职称）姓 名职务（职称）姓 名职务（职称）陈泽顺副教授张文昭高级实验师刘志壮教授刘爱林副教授周玲讲师徐晓高级实验师答辩中提出的主要问题及回答的简要情况记录：1. 在你的论文中，你的设计是否已作出实物出来了？答：实物做出来。2在你的论文中，你觉得你的创新点有那些？答：1，提出了对烤烟房温湿度进行智能化采集处理与监测的原理。 2，提出并开发了一种新的，低成本的，节能的，新型集约化烟叶烘烤房的温湿度集中监测系统。3 在你的论文中，陈述一下你的下位机如何工作的？答：在本设计中，下位机主要是控制温湿度检测模块采集烤烟房内各个节点的温湿度值，同时准备接受上位机的命令，当下位机收到上位机发出的与之对应的地址相同的命令时，就将采集的温湿度当前值通过串口模块发给上位机。4 在你的设计中，你的上位机是如何工作的？答：在本设计中，上位机主要工作就是逐次循环向各个下位机发送命令，上位机接受下位机发送过来的温湿度值校验后，比较判断接受的数据超过了设定的范围没有同时做出响应的报警处理。5. 在你的设计中，为什么选择RS-485接口？ 答：在本设计中，因为烤烟房可能在一个小区内，距离比较远，采用RS-485接口通信的话，标准可以4000英尺远的距离通信，实际上可达3000米，完全可以满足小区内烤烟房通信距离。6 一个烤烟房内应布置多少个下位机？答：烤烟房内下位机的个数是根据烤烟房空间而定。下位机布置的数量越多，就越能反映烤烟房的温湿度真实情况，监测就越全面，当然相应的成本也会提高。会议主持人：记 录 人：2013 年 5 月 18 日答辩小组意见评语：评定等级： 负责人（签名）： 年 月 日系学位委员会意见评语：论文（设计）最终评定等级：负责人（签名）： 系部（公章） 年月 日校学位委员会意见评语：评定等级： 负责人（签名）： 年月 日目 录绪论11 系统的总体设计41.1 系统总体设计思路41.2 方案选择与论证41.2.1 下位机设计方案41.2.2 通信方式设计方案51.2.3 上位机设计方案61.3 总体设计框图62 硬件电路设计82.1 温湿度测量模块设计82.1.1 温湿度测量模块设计82.2 控制处理模块的设计92.2.1 下位机单片机模块设计92.2.2 上位机单片机模块设计102.3 传输通信模块设计112.3.1 串口传输模块简介112.3.2 串口传输模块与单片机的接口设计122.4 按键模块122.5 显示模块设计132.6 报警电路模块设计133 系统软件设计143.1 上位机的设计143.1.1 上位机的设计思路143.1.2 上位机的设计流程153.1.3 传输通信模块软件设计153.2 下位机的设计163.2.1 下位机的设计思路163.2.2 下位机的软件总设计流程163.2.3 温温度测量的软件设计174 系统调试与数据分析204.1 硬件电路的制作和调试204.2 软硬件功能分析214.2.1 软硬件的功能实现214.3 测试结果分析215 结论23参考文献1附录1 电路原理图2致 谢3插图索引图1 系统总体设计框架图4图2 系统设计图7图3 DHT 11的连接图8图4 单片机最小系统图9图5下位机单片机接口电路10图6上位机单片机接口电路11图7 MAX-485内部结构图11图8 MAX-485芯片与单片机连接图12图9按键设计图12图10 LCD液晶显示电路的接线图13图11报警电路的连接图13图12上位机的软件设计流程图15图13 下位机设计流程图16图14 DHT11发送的数据时序17图15 对DHT11的复位和DHT11的响应时序17图16 DHT11数字0信号的表示18图17 DHT11数字1信号的表示18图18 DHT11软件编程图19附表索引表1测试结果23集约化烟叶烘烤房的温湿度集中监测系统的设计摘 要为了节约烤烟房的电资源和劳动力以及提高烤烟房温湿度的测量数据精确。本文设计采用了多个下位机作为集约化烟叶烘烤房的温湿度集中监测系统的数据采集模块，一个上位机作为集约化烟叶烘烤房的温湿度集中监测系统的控制中心，实现烤烟房内的各个节点的温湿度智能监测。温湿度的检测方式是采用温湿度检测芯片。利用下位机对温湿度检测芯片的控制。下位机就能获取温湿度检测芯片的采集的信息。上位机通过串口对各个下位机发送命令。收到命令的下位机就将当前的温湿度信息传送给上位机。上位机接受到数据后，就会显示数据，并将数据与设定的温湿度的上下限比较,做出相应的报警响应。经过反复多次实验测试，本系统的结果能达到预期的结果。【关键词】单片机 多点采集温湿度 RS-485通信Design of Temperature and Humidity Centralized Monitoring System for Tobacco Leaf Baking RoomAbstractIn order to save resources and labor of flue-cured tobacco electrical room and to improve the precise the tobacco room temperature and humidity measurement data. This design uses the multiple-slave machine as intensive tobacco leaf baking room centralized monitoring system of temperature and humidity data acquisition module, A master computer as the intensive tobacco leaf baking room centralized monitoring system of temperature and humidity control center, Implement the various nodes of temperature and humidity in tobacco leaf baking room intelligent monitoring. Temperature and humidity detection way is to use temperature and humidity detection chip, using the slave machine under control of the temperature and humidity detection chip. Slave machine can get temperature and humidity detection chip acquisition of information. Under the master machine via a serial port for each machine to send commands. Received command under a slave machine will the current temperature and humidity information transmitted to the master machine. After the master machine receive the data, can display the data, and the data comparison and setting of temperature and humidity of the upper and lower limits, and alarm response accordingly. After repeated experiments and testing, the results of this system can achieve the expected resultsKey words：Single chip microcomputer Multipoint temperature and humidityRS 485 communication绪论研究的背景和意义 我国是烟叶生产大国，年平均产量占全世界的三分之一，中国所产烟叶以烤烟为最主要，占总产量的93，我国目前每年的烟叶种植面积为二千多万亩，有烤烟房几百万座1。随着行业的发展和永州烟草人的不懈努力，永州的烤烟产业迎来了诸多发展机遇，同时，永州也面临着烟叶基础设施落后的严峻形势，到2008年，需要新（改）建12045座以上密集烤房、46座标准化烟站，才能满足30万亩烤烟烘烤与收购的需要，为保质保量地抓好烟叶种植、生产，除了烟种、土壤、水利、防虫防害外，烤烟是非常关键的环节2。俗话说，种烟容易烤烟难，烤烟技术一直困扰着广大烟民传统烟叶烘烤过程往往需要很长时间，全部都是由人工控制烘烤房的温湿度，并监测烤房温度,故烟农们的工作量很大，同时不可能无误差的控制烤烟房的温湿度，所以烤出的烟叶质量比较低。在烟叶烘烤过程中，烤烟房的温湿度直接影响着烟叶的质量。准确地监测烤烟房温湿度是制约烟叶质量、影响烟叶生产效益的瓶颈问题。为保障广大烟农利益，提高烟叶质量就必须准确的监测烤烟房的温湿度。为此本课题提出一个集约化烟叶烘烤房的温湿度集中监测系统的设计，实现智能监测烘烤房的温湿度，提高烟叶生成质量，从而提高广大烟农的经济。国内外研究现状目前，国内外对烟叶烘烤房的温湿度的检测及控制进行了一定的研究，并取得了一定的成果。对于烤烟房温湿度监控的研究要从烤烟房监控模式方面来分析烤烟房温湿度监测技术状况:第一种，基于温度计和湿度计的人工测量模式对于烤烟房的温湿度监测来说,最早采用的测量方式是人工方式测量“但由于人工方式存在人为误差的原因并且温度计本身也存在误差比较大，反应比较慢的原因，致这种烤烟房的温湿度测量方式效率比较低，同时抽样也不具有代表性”并且这种测量方式的应用环境也有很大的局限，进行监测的工作人员不可能直接到达一些危险的地带进行温湿度测量3。主要出现问题如下：很难保证烘烤出的烟叶质量；监测时间长，劳动工作量大；工作效率低，实现工业化生产很难。第二种，基于温湿度传感器以单片机为核心的烤烟房监测模式，基于温湿度传感器以单片机为核心的烤烟房监测模式是使用温度传感器和湿度传感器对烤烟房进行温湿度监测，温度传感器和湿度传感器的输出信号均为模拟信号，必须经过A/D转换，转换所得的数字信号由单片机接收，通过单片机对温湿度进行监测，这种监测模式的优点是温湿度的监测效率有了很大的提高，烤烟房温湿度的实时数据可由LED数码管进行同步的显示，缺点就是温度传感器和湿度传感器的初始输出信号均为模拟信号，模拟信号在传输过程中容易发生损耗，使传输的信息产生误差，从而影响到了整体的监测的精度4。主要出现问题如下烘烤房的温湿度监测的数据误差比较大，而且A/D模数转换器，硬件的成本同时增加了，耗电也增加了。第三种，基于集成电路的烤烟房温湿度监测模式，随着集成电路技术的蓬勃发展,传统的基于模拟信号输出的温度传感器和湿度传感器已经不能再满足烤烟房监测环境要求，取而代之的是数字化的温度传感器和湿度传感器“在这类新型的传感器当中，温湿度检测芯片，A/D转换模块，温度补偿模块等均被集成于统一的整体，这样做不仅仅使整体系统的结构得以很大程度上的简化，并且降低了温湿度信号在传输过程中所发生的损耗，提高了信号的抗干扰性，从而从整体上提高了监测的精度”大规模集成电路技术的发展为温湿度的数字化，网络化监控提供了技术上的可能5。它们的优点效率高，这种监测模式目前还是采用单片机监测的简单模式, 只能监测某一点的，不能多点进行监测，数据误差同样比较大。此外人们对烤烟房温湿度的监测方法做了不少研究，比如用干湿球测湿法和热电偶，红外结合检测烤烟房等温湿度但这些烤烟房温湿度检测装置多为成品，不便于二次开发，另外价格过高，不易于普及应用。针对以上的研究情况，要保证烤烟房温湿度的数据精准就要进行多点监测，为了解决这些问题，本课题提出一套集约化烟叶烘烤房的温湿度集中监测系统的设计，实现烤烟房温湿度监测的智能化，提高烤烟房温湿度监测的数据精度，节约电资源，降低成本。课题研究的目的和主要内容1.主要研究目的主要研究目的为了满足烤烟房温湿度的精确监测要求，满足测温湿度过程信号易处理要求，设计一种约化烟叶烘烤房的温湿度集中监测系统，可以完成多点烤烟房温湿度的测量和显示功能,旨在改进现有装置的缺陷与不足，延长烤烟房设备的寿命，节约电资源和劳动力,开发出一套节能、数据精度比较高、简单、智能的适合于一般的烤烟房控制系统。2.主要研究内容a、选择合适的湿度传感器和温度传感器，并研究它们的使用方法；b、设计温湿度传感器与单片机的连接，研究各个节点数据的如何采集；c、设计n（n 128）个下位机进行烤烟房的温湿度的采集；d、上位机可以使用RS-485通信模块、8051单片机和按键，通过上位机发送命令形式将监测节点的数据经由串口线传输送至上位机，并用液晶显示器显示出该监测节点结果；e、把采集的温湿度数据与设置温湿度的值比较，进行相应的报警处理；f、进行电路的制作并且进行电路调试，编写代码并且进行调试以及进行实验测量数据，分析结果。1 系统的总体设计1.1 系统总体设计思路对烤烟房温湿度进行多点集中监测，系统由n个温湿度采集模块，n个下位机、通信模块、上位机4个主要模块组成 (注：n = 128)。系统总体设计框架图，如图1所示。温湿度检测模块1下位机1通信模块上位机温湿度检测模块2温湿度检测模块N下位机2下位机N图1 系统总体设计框架图下位机控制温湿度检测模块采集烤烟房内各节点的温、湿度信息实时准备接受上位机的命令，当下位机接受到上位机正确命令后，通过串口通信模块将处理后的温、湿度信息传送给上位机并显示，上位机集中监测各个节点温湿度情况，并做相应的报警处理。1.2 方案选择与论证1.2.1 下位机设计方案下位机接受温湿度检测模块采集烤烟房内个节点的信息，发送个上位机。这里主要由温湿度检测模块，显和控制模块组成。1）烤烟房温、湿度检测模块用于实时监测烤烟房各个节点温湿度信息，对这个可有3种方案：方案一，采用芯片AD590测温度和芯片AM1001测湿度模拟传感器件，采集的数据需要进行摸数转换，测量精度要受到一定的影响，而且还有添加摸数转换器，这方案占用引脚资源比较多，抗干扰能力差，比较耗电，费用较高，性价比较差。方案二，采用集成单总线DS18B20测温度和SHT11测湿度，测量方便、精度较高，但是温度和湿度同样占用引脚资源比较多，抗干扰能力一般，比较耗电，价格适中。方案三，采用集成温湿度传感器DHT11，进行烤烟房温湿度采集，具有抗干扰能力强，功耗低，引脚少，响应快，比较容易制作开发，价格比较便宜，性能好等。针对以上3个方案的比较本系统采用第3个方案作为烤烟房温湿度测量方法。2）控制模块控制模块主要是下位机要处理烤烟房温湿度传感器采集过来的数据，进行显示和上位机进行通信，控制报警模块等，控制模块芯片的选择方案如下：方案一：控制模块使用FPGA（现场可编程门列阵）。FPGA不仅可以实现复杂的逻辑运算，而且电路集成的密度高，体积小，抗干扰能力强，同时还可以使用集成开发环境EDA进行波形仿真、代码调试，很容易实现功能模块扩展。FPGA的数据处理是并行方式的输入和输出，所以芯片执行代码的速度快，非常适合在大规模嵌入式中作为控制模块使用。但是因为本系统设计对数据处理的速度要求不是很高，FPGA的优点在本系统中得不到充分的利用，同时因为它的集成密度高，所以成本比较昂贵，而且它引脚数非常多，使得PCB板布线复杂，增加了硬件电路开发的时间周期。方案二：控制模块使用ATMEL公司的AT89C51单片机。利用单片机算术运算功能强，可以使