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华东交通大学毕业设计（论文）开题报告书课题名称粮仓多点温度、湿度监控系统设计课题来源自选课题类型AY导师杨超学生姓名侯敏学号20080310110123专业测控技术与仪器一、课题研究的目的及意义近年来，随着科学技术的不断进步，农业生产持续稳定的增产，粮食数量也日益增多，我国粮食的年产量和常年储存量均占世界首位。我国粮食储备状况大部分仍采用原始的存储方式：通过检测铜电阻或热敏电阻传感器件的变化反应粮食温度的变化，为粮食保管提供参考依据。但此工作工人逐点测量，效率低、准确性差，若控制措施不力，如湿度过高或过低，粮食容易长霉菌、滋生害虫或米粒易碎等，会造成无法补救的损失，给国家造成不必要的财产损失。因此，设计出一套能够快速、准确、自动监测及控制温湿度参数的系统是十分有必要的，这对于提高粮仓质量、减少粮食损耗具有重要的意义。二、国内外对于温湿度监测技术的研究现状在温度测量技术上，传统的热电偶、热电阻测温方法以其成熟、结构简单、使用方便等特点，在未来温度测量领域中，依然能够广泛使用。随着科技的发展与创新，新型材料、新型工艺以及一些新型技术的发展，传统温度测量其范围会更加广泛的拓展。现今温度监测研究现状主要在一些新材料，如一些非标准分度的金属、非金属热电偶正在研制并逐步得到应用。一些非接触式测温技术，如辐射式测温、光纤测温等也正成为现今研究的重点方向。目前，在湿度测试领域大部分湿敏元件性能还只能使用在通常温度（-10℃~60℃）环境下。在需要特殊环境（高温）下测湿的应用场合大部分国内包括许多国外湿度传感器都会“皱起眉头”！国外厂家比较优质的产品主要使用聚酰胺树脂，产品结构概要为在硼硅玻璃或蓝宝石衬底上真空蒸发制作金电极，再喷镀感湿介质材料形式平整的感湿膜，再在薄膜上蒸发上金电极.湿敏元件的电容值与相对湿度成正比关系，线性度约±2%。虽然，测湿性能还算可以但其耐温性、耐腐蚀性都不太理想，在工业领域使用，寿命、耐温性和稳定性、抗腐蚀能力都有待于进一步提高。在国内，国家计量科学研究院、中科院自动化研究所、化工研究院等大型科研单位从事温湿度传感器产品的研制、生产。选用氯化锂感湿材料作为主攻方向，生产氯化锂湿敏传感器及相关变送器，自动化仪表等产品，传感器感湿范围为1%RH-98%RH，具备了15%RH范围以下的测量性能，漂移曲线和感湿曲线均实现了较好的线性化水平，使湿度补偿得以方便实施并较容易地保证了宽温区的测湿精度。采用循环降温装置封闭系统，先对对被测气体采样，然后降温检测并确保绝对湿度的恒定，使探头耐温范围提高到600℃左右，大大增强了高温下测湿的功能。成功解决了“高温湿度测量”这一湿度测量领域难题。三、课题研究的内容本课题主要是设计一套对粮仓多点温度、湿度进行监测及控制的监控系统，通过技术手段实时、精确的采集粮仓的温度及湿度值并通过数字显示出来，实现粮仓温度、湿度的实时数字显示。当粮仓内温湿度超过或低于各自设置的上下限时，系统可以发出报警并采取控制措施，使的仓内的温湿度始终稳定在正常范围内，从而实现对粮仓内温湿度的监测及控制，达到保护粮食减少粮食损耗的目的。1）信号采集电路：主要包括温湿度传感器的信号采集、信号放大电路、滤波电路。通过温湿度传感器采集信号，并经过信号放大、滤波等信号调理得到更接近原始的信号2）功能模块建立：电信号由数据采集卡采集进入计算机，由虚拟仪器Labview软件编写程序，在程序的开发过程中运用模块化的设计思想，根据不同功能的需要，分别组建各种功能模块，包含数据采集模块、数据存储与读取模块、数据处理模块、结果显示模块，而后将各个模块集成到一起，设计主界面来实现各模块的调用，最后再对系统进行集成和调试3）温湿度控制电路：当温湿度不在正常范围内时，系统输出信号给控制电路，使控制电路驱动负载（电扇、加热器等）工作，使温湿度达到正常值。参考文献：[1]吴成东,孙秋野,盛科等.Labview虚拟仪器程序设计及应用[M].北京:人民邮电出版社,2008.[2]王世明,王芳.基于虚拟仪器的温度测试系统的开发[J].安徽农业科学,2009,37(21):10247-10249.[3]秦曾煌.电工学[M].北京:高等教育出版社,2008.[4]杨永军.温度测量技术现状和发展概述[R].计测技术.2009年第29卷第4期.[5]周熠,赵修良.基于虚拟仪器的多路温度测量与控制系统设计[J].核电子学与探测技术.2009.方法及预期目的：一、课题方案设计1）信号采集电路：传感器负责采集信号，得到的信号经过由三极管电阻组成的放大电路以及电阻电容组成的滤波电路得到趋于真实的信号。2）功能模块建立：主要由LabVIEW中得各个控件，通过各种逻辑结构实现各种功能，如数据的处理与现实、存储等。3）控制电路：由三极管组成的驱动电路来控制各个对象的动作。本方案就是通过温湿度传感器采集粮仓内温度、湿度值，采集的信号可能存在干扰或衰减，因此要经过信号调理电路（放大、滤波等）方能得到最真实的信号，通过虚拟仪器采集卡将信号采集到计算机中，然后通过LabVIEW将采集的信号进行数字化显示并存储所得到的结果。倘若测得的温湿度值超过或低于各自设置的上下限时，系统发出报警，并采取控制措施：温度高于设定值时，系统输出高电平控制外部电路导通使得风扇转动，加快仓内空气对流达到降温的目的；温度低于设定值时，同样系统发出高电平指令，使加热器工作，从而使粮仓内温度恢复到正常值；同理，湿度高于或低于上下限时，通过使除湿机或加湿机工作达到对湿度的控制。传统的实验室温湿度测量装置是以单片机为核心,用数码管显示温湿度值,根据不同的温湿度要求,通过硬件设定不同的调节终态,从而将实验空间的温湿度调节到设定值。这种测量装置硬件结构复杂，编程复杂，而且可操作性不强，硬件线路多，容易出现故障，所以故障率较高，不稳定。本课题通过LabView、数据采集卡以及计算机三者相互配合，通过传感器采集温度、湿度信号并将它直观的显示在计算机，同时输出控制信号对外部电路进行控制，达到对温湿度的控制。系统外部电路少，大大减少了出错的概率；同时可操作性强，用户可以根据不同的天气、季节设置温湿度的上下限。在数据存储方面，充分显示了系统的优越性，可以将采集的数据完全存储起来，为日后用户数据分析及调用提供来源。三、预期目标温湿度采集电路可以准确的采集信号，数据采集卡能够顺利的将外部电路的信号采入计算机，并将其传输到各个功能模块，并且各个模块能够成功的实现各自的功能，如数字显示模块可以正常的显示温湿度值，报警模块能够正常报警等等。倘若温湿度不在正常的工作范围，系统能够及时的报警并做出控制使温湿度回归正常值。指导教师签名：日期：课题类型：（1）A—工程设计；B—技术开发；C—软件工程；D—理论研究；（2）X—真实课题；Y—模拟课题；Z—虚拟课题（1）、（2）均要填，如AY、BX等。