粮仓温湿度控制系统的本科设计

本科课程（设计）题目智能粮库温度、湿度控制系统模拟设计与制作学院电子信息工程专业电子信息工程班级13级电信统本01班学号姓名吴远明131040100139赵君理131040100147胡梦131040100207指导教师董昌孝完成日期2015.12.25西安思源学院教务处二〇一五年十二月成绩等级摘要本次设计完成智能粮库温度、湿度控制系统模拟设计与制作。本设计分为上下两层结构，下位机系统以STMEL公司生产的STC90C51单片机作为温、湿度监控核心部件，采用DHT11温度传感器，它是数字温度传感器，能够直接读取被测物的温度值；选取DHT11作为湿度传感器，将电容值的变化转为与之呈反比的电压频率信号；一旦温度或湿度值超过设定阈值，即可实现报警。上位机系统仍以单片机为核心，扩展数据存储器，在键盘模块里可以更改阈值，LCD显示模块显示从下位单片机传来的温度、湿度值。从而实现一种小型粮库的温湿度智能监控。实验表明该系统具有转换速度快、精度高、控制能力强等特点。目前实现粮库温湿度的智能控制需要一种稳定性高、成本低的温湿度智能控制系统，其采用上、下位机控制结构，实现全方位智能化的粮库监控。单片机在这种系统中往往作为一个终端机，安装在系统的某些节点上，对现场温湿度进行实时的测量和控制。单片机的高可靠性和强抗干扰能力，使它可以置于恶劣环境的前端工作。关键词单片机；小型粮库；温度；湿度西安思源学院本科课程（设计）1AbstractTheintelligentdesigniscompletedgranarytemperatureandhumiditycontrolsystemsimulationdesignandproduction.Thisdesignisdividedintotheupperandlowerlevelsstructure,lowerplacemachinesystemtoATMELcompanyproducestheAT89C51ashumidityandtemperaturemonitoringcorecomponents,thetemperaturesensorDS18B20,itUSESsinglebusinterface,canbemeasureddirectlyreadthingsvalue;SelectHS1101ashumiditysensor,willthechangeofcapacitancevaluestotheinverseofavoltageandfrequencysignal,andUSEStheRS485communicationandtheuppermachine;Oncethetemperatureorhumidityvaluemorethansettingthreshold,canrealizethealarm.PCsystembasedonsingle-chipmicrocomputerisstill,extendeddatastorageinthekeyboardmodulecanchangethethreshold,LCDdisplaymodulefromasinglechipthatunderthetemperature,humidityvaluefrom.Soastoachieveasmallthetemperatureandhumidityofthewarehouseintelligentmonitoring.Experimentsshowthatthesystemhasaconversionspeedandprecision,strongabilitytocontroletc.Characteristics.Nowrealizeintelligentcontrolofthetemperatureandhumiditywarehouseneedahighstability,lowcostoftemperature,humidityintelligentcontrolsystem,anditsuse,underamachinecontrolstructure,achievingall-roundintelligentwarehousemanagementcontrolsystem.SCMinsuchsystemsoftenasaterminal,installedinthesystemofsomenodes,thetemperatureandhumidityofreal-timemeasurementandcontrol.Thesinglechipmicrocomputerhighreliabilityandstronganti-interferenceability,makeitcanbeplacedinthefrontofthebadenvironment.Keywords:single-chipmicrocomputer;Smallgraindepot;Temperature;humidity西安思源学院本科课程（设计）2目录模拟设计与制作5第一章绪论51研究背景...........................................52粮库温湿度系统国内外现状以及发展趋势...............53本设计主要工作内容.................................74系统结构框图.......................................8第二章系统硬件设计91MCS-51系列单片机的特征和结构......................91.1MCS-51系列单片机特征..........................91.2STC90C51ＲＤ＋单片机简介......................101.3MCS-51系列单片机的引脚功能...................111.4MCS-51系列单片机的主要组成部分...............141.5STC90C51的基本系统...........................181.6STC90C51中断系统.............................192DHT11传感器模块..................................212.1DHT11湿度传感器概述...........................212.2DHT11数字温湿度传感器性能说明................222.3DHT11数字温湿度传感器使用注意事项............243LCD1604液晶显示模块..............................253.1LCD1604液晶显示器简介........................253.2LCD1604引脚及原理图..........................26西安思源学院本科课程（设计）34继电器控制直流电机风扇模块........................274.1继电器简介....................................274．2继电器工作原理：.............................284.3电器的选用....................................284.5直流电机风扇简介..............................295按键设置模块......................................296报警模块..........................................317硬件原理图........................................328元器件清单........................................34第三章系统软件设计351总体程序设计......................................352LCD1604液晶显示程序设计..........................363DHT11温湿度传感器程序设计........................384按键中断模块程序设计..............................405报警模块程序设计..................................42第四章系统整合调试451软件调试..........................................451.1建立一个新工程................................461.2编写程序......................................472硬件调试..........................................502.1进入ProteusISIS.............................502.2工作界面......................................51西安思源学院本科课程（设计）42.3添加元器件....................................522.4绘制电路图....................................523仿真调试..........................................534仿真结果总图......................................545实物结果总图......................................54第五章结论56参考文献57附录58致谢70西安思源学院本科课程（设计）5智能粮库温度、湿度控制系统模拟设计与制作第一章绪论1研究背景粮食是人类生存的必需品，温度与湿度是保存好粮食的先决条件，随着中国加入WTO和粮食市场的逐渐开放，储存大量的粮食对稳定国民经济的发展起到至关重要的作用。防潮、防霉、防腐、防爆是粮库日常工作的重要内容，是衡量粮库管理质量的重要指标。它直接影响到储备物资的使用寿命和工作可靠性。为保证日常工作的顺利进行，首要问题是加强粮库内温度与湿度的监测工作。但传统的方法是使用温度计、湿度计来测量粮库的温度和湿度，通过人工加热、加湿、通风和降温等方法来控制粮库的温、湿度，这种方法不但控制精度低、实时性差，费时费力、效率低，而且操作人员的劳动强度大，测试的温度及湿度误差大。因此我们需要使用造价低廉、使用方便且测量准确的温湿度测量仪，并且实现智能控制。温、湿度控制广泛应用于人们的生产和生活中，尤其是农产品种子，对环境温度与湿度有着比较严格的要求。同时温度与相对湿度的大幅度变化可能导致种子大范围腐烂或者影响种子的发芽率，从而带来极大的经济及财产损失。因此，保持适宜的粮库温度、湿度对保证农产品种子存储质量十分重2粮库温湿度系统国内外现状以及发展趋势粮情检测属监控系统范畴，近年来，由于传感器技术、计算机技术、超大规模集成电路技术和网络通信技术的发展，使监控系统广泛应用于工农业生产领域，因此，粮情检测技术的研究在软、硬件等方面都有了一定的进展。随着科技的发展，从1978年开始，采用电阻式温度传感器、采样器、模数转换器等组成的储粮监测系统出现，它可对各粮库的各个测温点进行巡回检测，检测速度、精度大大提高，降低了劳动强度，但由于电阻传感器的灵敏度低，致使西安思源学院本科课程（设计）6检测精度、系统可靠性还不够理想。至1990年，粮情检测系统有了很大的改善和提高，系统在布线上采用矩阵式布线技术，简化了数据采集部分的线路，在传感器方面应用了半导体、热电偶等器件；在线路传输上采用了串行传输方式，从而减少了传输线根数；采用单板机进行数据处理，并