烤烟房温湿度显示和报警装置的研究
- 格式:pdf
- 大小:107.76 KB
- 文档页数:3
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 Humidity Centralized Monitoring System for TobaccoLeaf 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: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。
湖南科技学院毕业论文(设计)中期检查表湖南科技学院毕业设计(论文)指导过程记录表秀,80—89分记为良好,70—79分记为中等,60—69分记为及格,60分以下记为不及格。
秀,80—89分记为良好,70—79分记为中等,60—69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)答辩记录表目录绪论 (1)1 系统的总体设计 (4)1.1 系统总体设计思路 (4)1.2 方案选择与论证 (4)1.2.1下位机设计方案 (4)1.2.2通信方式设计方案 (5)1.2.3上位机设计方案 (6)1.3 总体设计框图 (6)2 硬件电路设计 (8)2.1 温湿度测量模块设计 (8)2.1.1温湿度测量模块设计 (8)2.2 控制处理模块的设计 (9)2.2.1下位机单片机模块设计 (9)2.2.2上位机单片机模块设计 (10)2.3 传输通信模块设计 (11)2.3.1串口传输模块简介 (11)2.3.2串口传输模块与单片机的接口设计 (12)2.4 按键模块 (12)2.5 显示模块设计 (13)2.6 报警电路模块设计 (13)3 系统软件设计 (14)3.1 上位机的设计 (14)3.1.1上位机的设计思路 (14)3.1.2上位机的设计流程 (15)3.1.3传输通信模块软件设计 (15)3.2 下位机的设计 (16)3.2.1下位机的设计思路 (16)3.2.2下位机的软件总设计流程 (16)3.2.3温温度测量的软件设计 (17)4 系统调试与数据分析 (20)4.1 硬件电路的制作和调试 (20)4.2 软硬件功能分析 (21)4.2.1软硬件的功能实现 (21)4.3 测试结果分析 (21)5 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。
温度湿度实时监测与报警系统设计毕业论文-精品2020-12-12【关键字】方案、方法、环节、条件、前提、空间、领域、文件、质量、模式、监控、监测、运行、传统、地方、问题、系统、机制、有效、密切、整体、现代、合理、良好、优良、快速、持续、执行、保持、发展、建立、制定、研究、措施、特点、位置、关键、安全、稳定、网络、思想、地位、基础、需要、环境、工程、途径、能力、方式、作用、标准、规模、结构、水平、任务、速度、关系、设置、分析、简化、培育、调节、形成、丰富、保护、严格、管理、保证、维护、确保、服务、指导、帮助、支持、教育、解决、调整、完善、方向、扩大、实现、提高、改进、出发点、衷心、中心、核心、关心、智能化温度湿度实时监测与报警系统设计学院信息电子技术专业电子信息工程班级学籍号姓名指导教师佳木斯大学2008年6月15日摘要本课题设计的是一套计算机控制的温度、湿度实时监测与报警系统,可以应用于多种需要采集温、湿度数据的场合,本文完成了整个系统的软硬件设计。
系统采用数据的采集到汇总及响应的设计思想。
其中温度、湿度传感器是并行连接到单片机上的,数据分别进入单片机,再分别进行分析和处理。
数据采集器的核心部件为单片机,主要完成对其所连接的传感器的测量与控制以及得到的响应。
系统中,作为主机的单片机是整个系统的核心,它要接收前端的采集数据,还要分析与处理它们;并控制后端的响应:数据的显示和声光的报警效应。
系统的活动筋脉――软件,是用汇编语言编写的,起到单片机芯片的数据处理、温湿度数据的显示和报警等功能。
本系统的温度终端采用Dallas公司的数字温度传感器DS18B20,湿度终端采用Honeywell公司的相对适度传感器HIH3610,根据A/D转换进行数据采集,从而送到单片机中,在这,我采用ATMEL公司生产的AT89C51单片机和LCD显示器来实现参数的检测和显示。
关键词:单片机(AT89C51);温度传感器;湿度传感器;A/D转换;汇编语言。
1 引言湿度温度控制系统在国内外都有广泛的发展,比如空调温度湿度控制系统,冰箱保鲜冷藏系统,档案馆湿度温度控制系统。
以上这些都是温度湿度控制的成熟应用,两个指标的控制同样在烟叶生产方面有了进一步的应用,温湿度控制一直是烟叶初烤过程中的控制难点,本文所介绍的内容就是怎样实现烟叶烘烤过程中各阶段温湿度的控制。
温湿度控制可以有很多种控制策略,选择不同的手段都可以达到温湿度指标,而控制策略的优劣就在于是否能对这些处理手段进行有机结合,让烤房内能沿着一条最节能的路径达到温湿度要求。
1.1 设计背景1.1.1本课题的意义温度与湿度是在日常生活中很常见的两个参数,在工农业生产、气象、环保、国防、科研等部门,经常需要对环境温度与湿度进行测量及控制。
准确测量温湿度对于生产制药、食品加工、造纸等行业更是至关重要。
传统的温度计显示,虽然结构简单、价格便宜,但是它的准确度不够。
而采用单片机对温湿度进行控制不仅具有控制方便,简单和灵活等优点,而且可以大幅度提高控制的技术指标。
本课题研究在烟叶烘烤中的温湿度控制,在烟叶初次烘烤过程中温度、湿度直接影响烟叶烘干后的色泽和品质,直接决定了烤烟在销售过程中的单价。
为了保证烤烟的质量,提高收入,在烘烤期间要重点监测烘烤房内的温度湿度。
根据烘烤房中的实时温度、湿度,经过比较分别对当前的温度、湿度进行调整。
控制对象为烘烤房内的温度和湿度,采用光电耦合器和可控硅进行控制。
根据实际需要用户可通过键盘自行设定烘烤给阶段的温度、湿度的上下限范围。
将烘烤过程中不同阶段的温度、湿度的峰值和谷值进行存储,以供查询参考。
本次设计的系统利用单片机对当前的温度、湿度进行测量,并通过LED显示当前的温度和湿度。
采集到数据后分别与预设值进行比较,启动执行机构对当前温度、湿度进行实时调整。
经实时调整后温度、湿度未能达到要求,报警系统提示管理员检测系统。
研究涉及的内容包括单片机技术,自动控制原理以及传感器等领域。
烟草物流高架库温湿度系统应用研究摘要本文针对烟草物流高架库的特点和需求,设计了一套适用于该应用场景的温湿度监测系统。
该系统采用了传感器与PLC控制器相结合的方式,能够实时获取高架库内部的温度、湿度等数据,并对环境参数进行自动控制,以保证烟草质量和安全性。
实验表明,该系统在实际应用中表现良好,并能够为烟草物流高架库的管理、控制和优化提供有力支持和依据。
关键词:高架库、烟草物流、温湿度监测、PLC控制器、自动控制一、绪论烟草物流高架库是烟草工业中的一个重要环节,其主要功能是提供烟草的存储、分拣、转运等服务,以满足销售、加工和生产等需求。
然而,由于烟草品质受温湿度等因素的影响比较大,因此对高架库内温湿度的监测与控制有着非常高的要求。
此外,烟草物流高架库的特点是面积大、容量大,每天有大量的烟草在其中运转,管理难度较大。
因此,如何设计一个高效的温湿度监测和控制系统,以保证烟草质量和保障烟草安全性,成为了当今业界普遍关注的问题。
基于以上背景,本文研究了针对烟草物流高架库需求的温湿度监测系统,并在实际应用中进行了测试与验证。
本文的主要内容如下:首先,分析烟草物流高架库的特点和需求,并对温湿度监测与控制系统的功能和性能进行了要求描述;其次,设计了温湿度监测与控制系统的硬件和软件方案;然后,对系统进行了实验测试,并对测试结果进行了数据分析和评估;最后,总结了本文的研究成果,并对温湿度监测与控制系统的未来发展进行了探讨。
二、系统设计2.1 需求分析根据烟草物流高架库的特点和需求,温湿度监测与控制系统需要具备以下功能:(1)实时监测高架库内部的温度、湿度等环境参数;(2)自动控制高架库内部的环境参数,并保持其在规定范围内稳定;(3)对高架库内部的环境参数进行数据存储与分析,以便为管理与控制提供支撑。
2.2 系统方案基于以上需求,我们设计了一个包括传感器、PLC控制器、液晶显示器等组成的硬件系统,并利用PLC控制器对环境参数进行自动控制。
烤烟炕房干、湿温度双路测温仪李世军(开封大学 河南开封 475004)摘 要:针对烤烟炕房干、湿温度测量问题,研究应用以P I C 系列单片机为核心的智能型干、湿温度双路测温仪,有效地保证了测温方便、准确,提高了烟叶的初烤质量。
仪器结构简单,成本低廉,操作方便。
也可推广应用到其他需要测量干、湿温度的场合。
关键词:烟叶初烤;单片机;传感器;A D 转换中图分类号:T P 36811 文献标识码:B 文章编号:1004373X (2003)1409503Two way Psychrom eter of Tobacco Bak i ngL I Sh ijun(Kaifeng U niversity ,Kaifeng ,475004,Ch ina )Abstract :T h is paper is ai m ed at testing the temperatu re of the air and the mo istu re in the tobacco flue cu red room ,studiesthe tw ow ay in tellectual p sych rom eter w h ich is cen tered on P I C series chap m icrop rocesso r 1It assu res the conven ience andaccu racy of testing and i m p roves the quality of tobacco bak ing ,the structu re is si m p le ,cheap and easy operating 1A ny p laces that need to test temperatu re of the air and the mo istu re can also u se it 1Keywords :tobacco first bak ing ;chap m icrop rocesso r ;sen so r ;A D tran sfer收稿日期:200305101 引 言烟叶初烤是烟叶生产的一个重要环节,“烘烤是关键”不仅成为教课书上的常用语,也成为从事烟叶生产人员的共识。
谈烟叶烘烤温湿度物联网监控系统设计-系统设计论文-设计论文——文章均为WORD文档,下载后可直接编辑使用亦可打印——摘要:烟叶烘烤的温湿度条件与烟叶最终的品质直接相关,烤房控制器通过将目标温湿度曲线数据与当前烤房温湿度对比反馈闭环控制,实现了自动烘烤控制的功能,在一定程度上提高了烟叶烘烤的效率和质量,节约了人工成本,减少了管理工作。
但由于地理空间位置的限制,要实现大规模密集烤房的管理,仍存在诸多问题,本文通过远程监控系统的设计,实时更新并记录烤房内温湿度数据,设置温度超限和提供紧急开关,对于管理人员及时掌握分析烤房烘烤信息并响应紧急情况具有重要作用,对进一步实现规模烘烤监控和管理具有支撑作用。
关键词:物联网;温湿度;烟叶烘烤引言烟叶采烤是整个烟草农业中用工最多、投入最大的环节,俗话说“三分栽七分烤”,而烟叶烘烤一直是烤烟生产发展的瓶颈,烘烤水平的高低直接关系烟农的收入水平[1-2]。
温湿度条件是影响烟叶烘烤质量最关键最直接的因素,研究探索温湿度与烟叶烘烤品质的关系,对于发展烟叶、提高烟农收入具有重要意义[3]。
目前烟叶烘烤多采用人为控制或半自动控制方式[4],部分地区已在使用烤房控制器,它是一种电子自动控制设备,具有将温湿度信息数字化并与设置的曲线进行对比来反馈控制的功能,从而实现自动化的烟叶烘烤,满足了当前大量烟叶烘烤的需求,有效提高了烘烤效率和质量,减少了管理工作。
为进一步深度研究烟叶烘烤,相关企业和科研院所开发了多种专用的烟叶烘烤模拟烤房,技术水平不断提高,尤其是温湿度的控制精度基本能够满足试验要求,但在整体性能和功能完善方面,仍没有达到理想效果,存在保湿困难、温度场不均匀、气流强度不能调节、传感器种类和数量较少等问题,没有物联网监控平台,管理人员不能实时知晓烤房内温湿度信息,不能及时处理烤房内温度异常等紧急问题,也不能随时查询以往烟叶烘烤的温湿度数据信息以分析优化烘烤曲线[5]。
本文通过GRM230物联网系统和PLC控制系统设计搭建的物联网远程监控系统,能实时远程更新并保存当前温湿度数据,且具备和干预功能,有效满足了烟农或烤房管理人员的需求,对进一步集群遍布在各个村寨的烤房信息具有支撑作用。
摘要:烟叶在烘烤过程中,温度和湿度参数的测量是非常重要的,关系到质量的优劣。
本文通过对现代烤烟工艺过程中干湿球温度计量方式的分析,提出了采用射频识别技术集成芯片标签进行温湿度数据采样处理的构想,井对试构想的设计和特点进行了冀单的说明。
关键词:温湿度测量[0篇]烤烟[0篇]RFID[718篇]烟草行业[0篇] 烟叶成熟采摘后必须经过烘烤加工才能制成工业用烟。
近年来由中国烟草局大力推广的三段式烘烤技术,即通过对烘烤环境温度、湿度和时间调控,实现对烟叶水分动态和物质转化的协调,达到最终将烟叶烤黄、烤干与烤香的统一。
该工艺将烟叶的烘烤过程分为3个阶段:第1阶段为变黄期;第2阶段为定色期;第3阶段为烘干期。
在烘烤过程中,温度和湿度的测量与控制,是决定能否烤出合格质量烟叶的关键。
目前,广大烟区多数炕房已加装热风循环装置,而使用的温度测量器具却是酒精的或煤油的玻璃管温度计(烟区称之为火表),控制方法采用人工或者是单片机控制启闭回风门(用于排湿,控制湿球温度)、火门或鼓风机(控制火炉火势,间接控制干球温度)。
在这个控制过程中,温湿度参数作为一个重要的执行参量,其精确度和准确度关系着烤烟的成败。
1 干湿球温度计在现代的烤烟技术中,温湿度参量的提取主要是靠干湿球温度计。
由于干湿球温度计结构简单,而且低成本,在过去相当长的一段时间内,千湿球湿度计是使用最多的一种类型,是基本测量法,如果使用经过校准的温度计,并且正确操作,例如阿斯曼湿度计,可以得到准确的、可靠的、可重复的测量结果。
因此在过去这种湿度计经常被用做标准。
但是它也存在着许多的缺点。
①它要求使用者要具有很好的操作经验,许多操作者,特别是在工业领域,没有足够的精力和时间,因此得到的结果是不准确的,也是不可靠的,人为因素较大。
②需要某些技巧以得到准确的测量结果,并需要进行计算才能得到最终结果。
③要求大量的气体样品,并且气体样品有可能被湿纱布加湿。
当被测气体的相对湿度低于1 5%RH时,要想使湿球温度得到足够的降低很困难。
烟草仓库温湿度监控报警系统设计学生:陈辉学院:物理与信息工程学院专业:通信工程指导老师:李建民学院:物理与信息工程学院摘要烟草在批发到各个商店超市前一般都是储存在厂商的囤积仓库内,烟草虽然是包装好后放入仓库的,但是其质量也会不断发生变化的。
由于温度和湿度的影响,烟草会逐渐受潮,从而会使烟草发霉,如果这些变质的烟草发货出去,不仅商家的利益与名声会受损,更严重的是如果消费者真的使用了这些烟草,其健康会受到严重危害。
为了不让商家的利益和名声受损,更为了不让消费者的健康不受到影响。
为此,本课题研究了一种能够精确监控烟草仓库温湿度的系统,从而能随时随刻监控烟草的温湿度,这样才能确保烟草的质量。
本文就详细介绍了烟草温湿度监控的报警系统。
本系统可完成温湿度监控的显示并且可以给出相应的报警。
本设计由信号产生总体、信号处理总体和显示报警总体三个部分组成。
由温度传感器、湿度传感器和多路开关组成信号产生总体部分;MC14433 A/D 型转换器和单片机8051实现了信号的处理总体。
显示部分由矩阵键盘扫描和LED显示动态工作方式事组成。
在报警部分,则采用峰鸣音报警电路。
关键词:湿度监控系统;显示;报警AbstractBefore sending to every supermarket or shop,the tobacco always stored in the warehouse.Although the tobacco is packaged in the warehouse ,its quality will soon change,because the temperature and humidity damp the tobacco,and then the tobacco will be mouldy.If the mouldy tobacco is sent out,not only the shops’ interest and reputation will loss,but also the consumers’health will be damaged too.In order to reduce the loss and damage,our subject has researched a new system about how to monitor the temperature and humidity accurately.Only observing them calfully ,we can just ensure the tobacco’s quality will be great.This paper introduce the system about monitoring the temperature and humidity and alarming.This system include three parts,the first one is signal acquisition ,the second one is the analysis of the signal ,the last part is the processing of the signal. Signal acquisition in part by the temperature sensor, humidity sensors and multi-channel switch;Signal analysis and processing using the MC14433 A / D converter and single-chip 8051. Display used is a static display, the static display brightness, and very easy to show that it do not flicker. Part in the police, the design uses sound alarm circuits Ming-feng.Key Words:Temperature and humidity control system; show;alarm目录第1章绪论 (1)1.1选题背景 (1)1.2部分检测参数 (2)第2章系统总体方案设计................................................... . (3)2.1温度传感器的选择 (3)2.2湿度传感器的选择 (4)2.3输入通道的选择 (4)2.4 单片机的选择 (5)第3章系统硬件设计 (6)3.1传感器的作用…………………………………………….......................…….. ..63.1.1温度传感器 (6)3.1.2湿度传感器 (9)3.2 信号的转换与处理 (12)3.2.1多路开关 (12)3.2.2 A/D转换 (14)3.2.3单片机8051 (16)3.3 显示与报警 (17)3.3.1显示系统 (17)3.3.2报警系统 (18)第4章系统软件设计 (20)第5章系统的测试 (26)5.1软件测试 (26)5.2硬件系统测试 (26)5.3系统总体调测 (26)总结致谢参考文献第1章绪论1 . 1 选题背景烟草这种特殊产品极易受到环境的影响。
辽宁工业大学PLC技术及应用课程设计(论文)题目:烤烟房温度检测系统设计院(系):电气工程学院专业班级:自动化091学号: 090302020学生姓名:蔡林志指导教师:(签字)起止时间: 2012.12.26-2013.01.04课程设计(论文)任务及评语院(系):电气工程学院教研室:自动化注:成绩:平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算摘要随着社会信息科学的发展,控制理论和电子技术也在不断更新,基于微控制器的高度智能化测控技术逐步成为现实。
其中以CPU为核心实现数字控制器因其体积小、成本低、功能强、简便易行而得到了广泛的应用。
本文主要讨论基于S7-200的以温度传感器的室内温度检测系统。
此次课设在分析烤烟房温度检测系统基础上,为解决烤烟房温度检测与显示问题,提出了基于S7-200的温度检测方法,使用S7-200作为控制器,使用温度传感器采集烤烟房内温度,温度传感器将采集到的温度数据送到PLC模拟量扩展模块EM231中,通过编程实现每2分钟采集一次烤烟房温度,当温度达到35℃时,红色指示灯常亮,低于20℃时, 黄灯指示灯闪烁,温度在20℃~35℃之间,绿色指示灯亮。
正常情况下,系统循环显示采集的温度值,实现烤烟房内温度的检测与显示。
其硬件电路包括温度采集,模拟量扩展模块,温度显示等。
本设计提出了基于PLC的烤烟房温度检测系统,实现烤烟房内温度保持平稳,提高烟叶色、香、质等级,提高烟叶品质。
关键词:温度检测;S7-200;温度显示;传感器;扩展模块目录第1章绪论 (1)第2章课程设计方案 (2)2.1概述 (2)2.2系统组成总体结构 (2)第3章硬件设计 (3)3.1PLC系统信号分析及模块选择 (3)3.1.1系统输入输出信号分析 (3)3.1.2CPU模块及扩展模块选择 (3)3.1.3温度传感器的选择 (3)3.1.4蜂鸣器的选择 (4)3.2硬件电路设计 (5)3.2.1CPU模块的电路连接 (5)3.2.2扩展模块的电路连接 (6)3.2.3系统总体硬件连接图 (6)第4章软件设计 (8)4.1系统流程图设计 (8)4.2梯形图设计 (9)第5章课程设计总结 (12)参考文献 (13)第1章绪论随着科学技术的进步,人们越来越多地用计算机来实现控制系统,因此,充分理解计算机控制系统是十分重要的。
烤烟房温湿度显示和报警装置的研究
黄晓因
(云南农业大学 计算机科学系,云南 昆明 650201)
[摘 要] 基于目前农村广泛使用的小型烤房现状,设计了一种用单片机控制的烤烟房温湿度显示报警系统;阐明了温湿度测量原理和3段式工作模式的实现;给出了完整的电路原理图和部分程序流程图。
试验结果表明,烤烟房温湿度显示报警装置效果好,具有推广价值。
[关键词] 计算机应用;单片机;应用研究;温度;湿度;工作过程
[中图分类号] TP273 [文献标识码] A [文章编号] 1003─188X(2003)04─0082─03
目前,国内烟草的烘烤主要是在个人小型烤房内进行。
尽管多数烤房内备有干湿球温度表,但在走访中发现,由于温度表使用起来不方便,观察数据不准确(观察时要从观察窗内取表,取出表后读数已发生了变化),不少烟农实际上并未使用温度表,而是通过看烟叶和凭经验掌握温湿度的控制。
由于烟农普遍未接受过专门培训,其烘烤操作技术参差不齐,烤烟质量难以保证。
另外,工作过程中因为疏忽大意,造成熄火、烧火过旺,进而导致整炕烟报废的情况也时有发生。
为此,笔者研制了烤烟房温湿度显示报警装置。
其功能是:在烘烤过程中对时间、温度和湿度进行显示、监视,温湿度超限时报警以提醒操作人员进行相应操作。
1 烘烤工艺流程的实现
当前,最流行的烘烤工艺流程是3阶段式工作模式。
该模式根据烟叶的变化将整个烘烤过程分为3个阶段,即变黄期、定色期和干筋期。
在每一阶段内,温湿度都有相应的限制要求(如图1所示)。
由于地区不同,烟叶的具体情况不同,每一阶段执行时间长短可能有差异。
为此,本装置在设计时,把3个阶段分别看待成3个独立的工作过程,每一工作过程对时间的设置较为宽余,在工作过程后半期,操作人员应密切观察烟叶情况,并由此来决定本工作过程是否结束。
当前一工作过程结束后,通过按键选择下一工作过程。
2 温湿度值的设置 工作过程中,系统对温湿度测量值和温湿度设
[收稿日期] 2003-03-10
[作者简介] 黄晓因(1953- ),男,江苏南京人,云南农业大学计算机科学系副教授,主要从事单片机开发与研究工作。
置值时刻进行比较,然后根据两者偏差的正负大小,点亮相应的报警灯。
每一时刻的设置值是通过几个参考点的温湿度值得到的。
比如第一阶段,温湿度的参考点分别为A、B和C、D,其对应的温湿度值为30℃、38℃、90%和80%(见图1所示),则在时间段0~30h内,温度设置值由AB直线方程:T = 0.27t +30 确定,湿度设置值由CD直线方程:r = -0.003t + 0.9确定;而在时间段30~75h内,温度设置值即为B点值(38℃),湿度设置值即为D点值(80%)。
事实上,根据当前烟农烧火与开天地窗调控温湿度的实际情况,在实际操作中严格跟踪设置值是不现实的,应允许有一个既不影响烘烤效果、又方便操作的浮动范围。
经实践,温度的浮动范围定为±2℃,湿度的浮动范围定为±3.5%。
3 硬件电路设计
3.1 硬件电路组成
本电路的核心元件是PIC16C57单片机,见图2所示。
由于PIC16C57片内带EPROM、看门狗电路和复位电路、21个I/O口,每个I/O口具有较大的吸收或驱动能力,可直接驱动LED,所以,本硬件电路只需极少的外围元件。
8位LED显示器显示时间值、阶段号和温湿度值,74LS164为串—并移位寄存器,段驱动通过B6 串行输入。
图2中的8输入或门由CT7425和CT7403组合而成。
电路中设置了两个按键K1和K2。
K1为工作模式选择键,按下1次、2次和3次,分别选择1阶段流程、2阶段流程和3阶段流程;K2为工作启动键。
4只LED报警指示灯,分别对温度超下限、温度超上限、湿度超下限和湿度超上限点亮报警。
整机组装于一密封盒内固定在烤烟房外墙上,温湿度传感器用一保护套封装,挂在烤房内第2层烟梁中间位置即可。
3.2 温湿度测量原理
温度测量原理是:使用电容充放电电路将测量电阻和电容转换为测量时间。
R t是热敏电阻,R n是标准电阻。
工作时,首先从RB0输出高电压,通过R t向C1充电,同时由RTCC记录充电时间T r(充电开始到RTCC由“0”到“1”翻转的时间)。
对应的充电过程为: T r =3R t C1。
然后,将RB2输出低电平,电容C1上的电压通过R a快速放电至“0”电平。
接着使RB1输出高电平,通过R n向C1充电,其充电过程为:T1 =3R n C1。
将以上两个式子相除可得
R t =Tr/T1Rn
此式表明:根据T r、T1及R n的值,可以计算出相应温度下的R t值,再通过查表和软件校正后就得到了现场温度。
为提高测量精度,R t应选用铂电阻,R n选用低漂移低误差的精密电阻,C1的选择既要考虑测量灵敏度。
同时要注意不使记数时间太长,以免记数器溢出。
采用高分子膜湿敏电容测量湿度,这种电容是在两电极之间填充吸湿性高分子聚合膜,其介电常数随湿度变化而变化,从而电容量也随之变化,在一定范围内电容量与相对湿度成正比关系。
和温度测量原理类似,不难得到
C t=T c/T2*C n
式中,T c和T2为RB3和RB4经电阻R1对湿敏电容C t和标准电容C n充电时,RB5由高变低的时间。
已知C n且单片机对T c和T2计时后,即可计算出湿敏电容C t值。
经查表换算后得到湿度值,最后再对湿度值进行温度补偿。
标准电容C n应选用精密电容,其容量近似取被测电容C t最大值的1/2。
同样,R1的选择既要考虑测量灵敏度,又要注意不使计数时间太长。
与目前经常采用的温、湿度测量方法(传感器通过放大、非线性补偿和A/D电路后再接到单片机)相比,本方法虽然在软件的编写上复杂了一些,却使整机硬件电路进一步简化。
若软件校准得当,温度测量精度可保证在±1℃以内,湿度测量精度可保证在±2%R.H以内。
4 软件设计
软件部分包含有主程序、中断服务、测量、按键、显示、温度补偿和查表等功能模块。
本文给出了主程序流程图(图3所示)和中断服务子程序流程图(图4所示),从中可以看到整个程序设计的思路和概貌。
5 试验与结束语
本装置研制完毕后,2000年7月在云南省宣威市龙场乡一农户100杆烤房试用。
该烤房内长2.7m,内宽2.34m,一仓5台。
笔者跟踪了两炕烟的烘烤过程,结论是:观察温湿度、时间进程直观和方便;如操作人员勤于职守,温湿度能始终控制在限定范围以内;烤烟质量有所提高。
该装置在使用过程中,受到了附近烟农的关注和好评。
本装置作为烤烟的一种辅助设备,无需对烤房作任何改动,仅两个按键,操作简单;价格低廉,全部硬件花费不到百元;且由于使用效果理想,具有推广应用价值。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 俞光昀,王绮红,吴一锋.PIC系列单片机应用技术[M].北京:电子工业出版社,2000.
[2] 何立民.单片机应用技术选编(8)[M].北京:北京航空航天大学出版社,2000.237-240.
[3] 涂时亮,张友德,陈章龙.单片微机软件设计技术[M].重庆:科学技术文献出版社,1988.223-352. [4] 杨士福.云烟烘烤与分级[M].昆明:云南科技出版社,1994.150-244.
[5] 刘仕茂.[两长一短]烤烟烘烤新技术[M].贵阳:贵州科技出版社,1999.35-79.
Study on Display and Larm System of Temperature and
Humidity of the Tobacco Drying
HUANG Xiao-yin
(Computer Science Department Yunnan Agricultural University ,Kunming 650201,China)
[Abstract] According to the minitype tobacco drying room which is widely used in country we design display and alarm system of temperature and humidity based on singlechip.In This paper , the measure principle and the realization of three phase work mode is explained in detail. In addition hardware circuit diagram and software program block diagram is presented. Test indicates that the system is effective and has the value of popularity.
[Key words] calculator application; singlechip; applied research; temperature; humidity; work course。