大型粮库的温湿度检测及控制系统设计

1、大型粮库的温湿度检测及控制系统设计摘要粮仓管理中最重要的问题是监测粮堆中的温、湿度变化。国家为粮食储藏每年支付很高的费用，主要是因为监测设备成本较高，管理方式不够先进。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，因此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。由于大型粮库分布广、储量大，粮库的管理和监测难度大，由每个粮仓中配置的传感器将粮情数据发送给单片机，单片机将传感器的数据以数字的形式表示出来，清晰直观地显示出仓内温湿度状况，实现粮仓管理自动化、智能化，同时也节省了大量人力和物力，减轻了粮仓管理的工作强度，

2、提高了粮库管理效率，使粮食管理得到了安全可靠的保障。本设计为基于单片机的温湿度检测与控制系统，采用模块化、层次化设计。用新型的智能温温度传感器SHT10主要实现对温度、湿度的检测，将温度湿度信号通过传感器进行信号的采集并转换成数字信号，再运用单片机AT89S52进行数据的分析和处理，为显示和报警电路提供信号，实现对温湿度的控制报警。报警系统根据设定报警的上下限值实现报警功能，显示部分采用字符型TC1602液晶显示所测温湿度值。系统电路简单、集成度高、工作稳定、调试方便、检测精度高，具有一定的实用价值。关键词：温湿度；SHT10单片机；AT89S52检测；报警大型储粮温湿度检测控制系统设计摘要粮

3、仓管理中最重要的问题是监测粮堆的温度和湿度变化。国家每年都要支付高额的粮食仓储费，主要是因为监控设备成本较高，管理不够先进。粮库温湿度检测基本上是人工检测，劳动强度大，繁琐且不及时检测和报警，造成了粮库存储损耗的现象，因此设计和开发性价比较高的粮仓温湿度自动检测系统迫在眉睫。由于大型粮库分布广泛，大型粮库的管理和监控难度较大，基于计算机管理软件设计的粮库粮情检测系统，将传感器的配置从每个粮仓的粮情数据发送到微控制器，微控制器将传感器数据以数字形式，清晰直观的显示仓内温湿度情况，实现粮仓管理的自动化、智能化、而且节省了大量的人力物力，减轻了粮仓管理的工作强度，提高了粮食仓储管理的效率，粮食管理得

4、到了安全可靠的保障。本设计为基于单片机的温湿度检测与控制系统，采用模块化、分层设计。新型智能温湿度传感器SHT10检测温度、湿度，温湿度信号通过传感器信号采集并转换成数字信号，然后利用单片机AT89S52进行数据分析处理，显示报警电路信号，控制温湿度报警。上限和下限设置报警，报警系统有报警功能，显示部分字符为TC1602液晶温度湿度测量值。系统电路简单，集成度高，调试稳定方便，检测精度高，具有一定的实用价值。关键词：温度和湿度；SHT10微控制器；AT89S52是；检测；警告目录摘要一抽象II导言11.1选题背景11.2选题1的现实意义1.3设计内容2选项33系统的硬件设计43.1系统总体设计

5、43.2供应链管理选择和介绍43.3温度和湿度传感器73.3.1接口定义8电路特性93.3.3传感器特性103.3.4技术参数103.4显示模块113.4.1 LCD1602概述113.4.2 LCD1602基本参数和引脚功能123.5报警电路153.6键盘设置模块163.7稳压电路163.8加热/加湿/通风/冷却开关17的电路设计4软件设计194.1主程序模块194.2 SHT10初始化过程204.3液晶屏初始模块215 Keil C软件概述22结论24参考文献25附录a电路图26附录b程序28致谢37介绍1.1选题背景随着时代的进步和发展，单片机控制无疑是人们的目标之一。单片机技术已经普及

6、到我们的生活、工作、科研等各个领域，并且已经成为一项比较成熟的技术。温室和粮库等恒温场所对自动化的要求也越来越高。室内温湿度的测量和设备的控制操作应由自动控制系统完成。中国是一个人口众多的大国。科学储粮是保障人民粮食供应、促进社会稳定的一件大事。储粮温度的监测对科学储粮起着重要作用1李晓妮。2单片机温度控制系统的设计J.九江学院学报，2005，(02):20-21。在大多数粮食仓储企业中，粮仓的温度仍然主要靠人工检测。由于粮库占地面积大，粮仓分散，粮仓内温度测试点多，人工监控工作量大，效率低，检测周期长，容易漏检。而且，测量装置的损坏率很高，试验的准确性很难保证2张，郭发。2MCS _ 51单

7、片机温度控制系统设计J.微机信息，2005，(7) 333668。温控储粮是指在储藏过程中保持一定的温度水平，达到安全储藏的目的。温控储粮可以保持良好的粮食品质。它是一种相对先进的安全、经济、绿色的储粮技术，已成为科学储粮技术发展的新方向。低温储藏改善了谷物质量，温度也影响了微生物的生长和繁殖。大多数菌株生长繁殖的适宜温度范围为28-30，当温度低于15时，这些菌株的繁殖将受到抑制。当温度低于12时，害虫一般不能繁殖3刘书荣，丁路军。2基于单片机控制的温度智能控制系统J.微机信息，第7号，2003，119-120。粮库温度在20至35之间，相对湿度大于等于85%时，粮食容易霉变。当温度较高，空

8、气中的相对湿度较低时，霉菌也会附着在物体表面繁殖生长。分析表明，江南5-9月份的霉变频率为34%，约为夏季的三分之一。由于温度、湿度和空气中水分含量的适当组合，仓库中储存的大多数物品容易发霉。特别是在7月和8月，江南地区在温湿度条件下的霉变率超过60%，而在其他时期不到20%。一般来说，储粮害虫的最适湿度为70%-75%。如果谷物堆中空气的相对湿度保持在65%以内，并保持与其平衡的湿度，谷物中几乎所有微生物的活动都可以被抑制4李玉妹。基于MCS-51系列单片机原理的应用设计M。北京：国防工业出版社，2006.5:10-104，181-202。就粮食储存管理而言，湿度在抑制微生物生长方面比温度更

9、有意义。1.2选题的现实意义2002年，森铁公司是世界上第一家成功开发出体积与火柴头相似的SHT10智能温度传感器的公司。他们不仅能精确测量相对温度，还能测量温度和露点。相对温度的测量范围为0 100%，分辨率为0.03%相对湿度，最高精度为2%相对湿度。测量温度范围为-40 123.8，分辨率为0.01。露点测量精度为1。当测量湿度和温度时，模数转换器的位数可以分别达到12位和14位。通过降低分辨率，可以提高测量速率并降低芯片的功耗。SHT11/15互换性好，响应速度快，抗干扰能力强。它不需要外部元件，适用于各种单片机。它可广泛应用于医疗设备和温湿度调节系统。虽然单片机种类繁多，各有特点，但

10、以MCS-51单片机为核心的单片机仍是主流。中国台湾地区的飞利浦产品、ATMEL产品和WinBond系列单片机与其结构和指令系统兼容。AT89S52是一款低功耗、高性能的CMOS8位微控制器，内置8K系统内可编程闪存。它采用Atmel的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。片上闪存允许在系统中对程序存储器进行编程，也适用于传统的程序员。在单个芯片上，它有一个智能8位的中央处理器和系统中的可编程闪存，这使得AT89S52为许多嵌入式控制应用系统提供了高度灵活和超高效的解决方案。1.3设计内容本设计以此为出发点，以温湿度控制为核心思想，根据自己学到的专业知识，采用新

11、型智能集成温度传感器SHT10主要实现温湿度的检测，通过传感器采集温湿度信号并转换成数字信号，然后用单片机AT89S52对数据进行分析处理，为显示和报警电路提供信号，实现温湿度的控制和报警。根据工作环境的要求，设定系统的温度和湿度阈值，利用液晶显示器实时测量显示环境的温度和湿度值，实现温度和湿度的自动控制，使系统在更宽的温度范围内具有更高的测试精度，还可以根据预设的报警阈值进行报警，当环境温度和湿度超过限值时立即报警。为此，我设计了一种操作简单、测量精度高、工作稳定的基于单片机的温湿度检测控制系统。具体来说，新型智能集成温度传感器SHT10主要用于检测温度和湿度。温度和湿度信号由传感器收集并转

12、换成数字信号。然后用AT89S52对数据进行分析和处理，为显示和报警电路提供信号。设置模块主要用于设置温湿度报警阈值。选项2方案1:在系统的数据采集部分，温度和湿度传感器放置在仓库内，测量仓库内的温度和湿度值。经过放大和模数转换成数字值后，温度和湿度值被送到80c51单片机。然后，单片机通过8位发光二极管显示，将预设的参考值与测量值进行比较，并根据比较结果进行判断，通过程序分析和处理发出相应的指令，控制执行机构的动作，打开或关闭各执行机构的继电器，然后控制烘干机、空调、风机等设备调节仓库内的温度和湿度。该循环保持温度和湿度值与设定值一致。当温度和湿度值超过允许的误差范围时，系统将发出声光报警。如有必要，仓管员可根据实际情况通过键盘或按钮手动修改存储在芯片上的预设值。通过对整个系统核心单片机部分的设计，达到了优化温湿度控制的目的。方案二：以AT89C51单片机为主要控制部件，仓库内放置SHT10等数字温湿度传感器。该数字温湿度传感器无需模数转换，直接输出数字信号，直接送入单片机，通过液晶显示器显示温湿度值。单片机将预设的参考值与测量值进行比较，确定粮仓的温度和湿度是否超过限值。如果超过极