毕业设计（论文）--基于单片机的粮情监控设计.docVIP

前言 我国是农业大国，粮食储备技术是关系到人民生活的重要问题。粮食温度检测技术是我国粮食储藏的四大技术之一，它可动态监测仓库粮食温度变化情况，为粮食的储藏安全提供了重要保障。而目前我国许多粮库，由于还运用80年代传统的模拟方式和人工方式进行粮情监控， 这种应用于粮食储藏的粮情检测系统大多采用模拟温度传感器、多路模拟开关、A/D 转换器及单片机等组成的导线传输系统。这种温度采集系统需要在仓库布置大量的测温电缆，安装和拆卸繁杂。同时受到导线电阻和分布电容的影响，测量误差比较大，易受雷击。不但费人费力，还经常出现误报警，甚至断点现象的出现，不能够及时地给工作人员正确的粮情信息，已经严重的影响到日常工作。 近年来，随着数字化的普及，给我国的粮储工作带来了新的生机，新型的数字化全方位粮情监控系统摒弃了传统的模拟方式，将现代数字化电子技术应用于监控系统，是传感器创新革命的成果。具有安装简单、成本低、监测精度高，能够及时与主控计算机进行通信，实现温度、湿度的分析、显示、报警等。 在此基础上，本文设计了一种基于51单片机的数字粮情监控器，并在实验中对设计进行了检验。相对与传统的模拟方式，本设计有成本低，体积小，硬件电路简单，精度高，可靠性好等技术特点。软件部分负担任务较多，设计相对复杂。 系统的温度检测部分采用了干湿球检测原理，但由于技术不是很成熟和实验条件的限制，本设计者没有得到理想的实验数据，所以只在第五章做理论设计分析。 1 绪论 本设计主要正对粮仓的温度参数的检测，动态监测仓库粮食温度变化情况，为粮食的储藏安全提供了重要保障。测量温度的关键是温度传感器，温度传感器的发展经历了三个发展阶段:传统的分立式温度传感器;模拟集成温度传感器;智能集成温度传感器。目前，国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式，从集成化向智能化、网络化的方向飞速发展。 美国Dallas半导体公司的数字化温度传感器DS1820是世界上第一片支持 一线总线接口的温度传感器在其内部使用了在板（ON-B0ARD）专利技术全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。一线总线独特而且经济的特点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新概念。现在，新一代的DS18B20体积更小、更经济、更灵活。使你可以充分发挥一线总线的优点。在传统的模拟信号远距离温度测量系统中，需要很好的解决引线误差补偿问题、多点测量切换误差问题和放大电路零点漂移误差问题等技术问题，才能够达到较高的测量度。另外一般监控现场的电磁环境都非常恶劣，各种干扰信号较强，模拟温度信号容易受到干扰而产生测量误差，影响测量精度。因此，在温度测量系统中，采用抗干扰能力强的新型数字温度传感器是解决这些问题的最有效方案，新型数字温度传感器DS18B20具有体积更小、精度更高、适用电压更宽、采用一线总线、可组网等优点，在实际应用中取得了良好的测温效果。 图2-1系统原理框图 Fig. 2-1 principle diagram of system 粮情监控器的设计的核心部分就是数据处理部分，它负责实时接收传感器的采样信息，进行分析处理，负责人机对话的查看和分析人的按键信息，还要发送字码控制显示部分显示信息和声光报警的控制，是智能系统的“大脑”。温度采样部分负责实时检测参数，并随时准备把检测到得参数信息发送到CPU。人机对话是人相系统发送信息的通道，设定参数值。静态显示是系统表示其工作情况的输出通道，显示检测值和设置参数信息。声光报警则是在CPU发出工作信息时，的执行装置。本设计硬件设计电路简单明了，软件承担了复杂的工作，以下将分章介绍硬件和软件的设计。 3 系统的硬件电路设计 本设计的技术特点是低成本，体积小，硬件电路简单。硬件电路的数据处理部分采用51系列单片机，低成本，功能适用，占地面积小。温度检测采用DS18B20单总线传输。键盘键入信息，LED显示，声光报警用来表达系统状态。键盘、报警电路和执行电路均低电平有效，不做分节介绍。下面将对系统原理、CPU部分、温度检测和静态显示做详细介绍。 3.1 系统整体电路设计和器件的选择 3.1.1系统电路设计原理 系统电路中，AT89C51作为CPU，实时进行温度检测，选DS18B20实时温度检测，DS18B20将温度转换的结果送入单片机中，单片机发送信号给CD4511显示检测数据。4位键盘输入报警参数信息，单片机把实时检测的参数与键入数值比较，超过限度，发信号给蜂鸣器报警，报警灯亮同时控制执行电路动作。 图3-1整体电路框图 Fig. 3-1 diagram of the whole circuit 3.1.2 AT89C51单片机简介 AT89C51单片机是有ATMEL公司生产的一款8位单片机，属于51系列单片机。包含128字节RAM ，4K F