基于单片机的仓储环境监测系统设计
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目录基于单片机的仓储环境检测系统设计 (2)第一章绪论 (3)1.1 课题背景 (3)1.2 课题研究的目的和意义 (3)1.3 国内外测温湿技术对比 (3)1.4 单片机介绍 (4)第二章系统总体方案设计 (4)2.1 系统整体方案设计思路 (4)2.2 系统的实现原理 (4)2.3 系统的实现方案分析 (5)第三章硬件设计 (5)3.1 系统的总体结构 (5)3.2 系统硬件设计 (13)3.4.1 湿度测量电路 (13)3.4.2 下位机接口电路设计 (13)3.4.3 上位机接口电路设计 (14)3.4.4 无线模块 (16)3.4.5 温度检测电路模块 (16)第四章软件设计 (17)4.1数据发送部分 (17)4.2数据接收部分 (19)第五章软硬件调试 (24)第六章总结与致谢 (30)参考文献 (31)基于单片机的仓储环境检测系统设计摘要:系统以单片机 STC89C52RC 作为控制处理核心,采用芯片 nRF905 为无线传输模块, HS1100 /HS1101 传感器采集湿度信号,同时运用基于单片机AT89C52的温湿度计,设计了一种无线仓储湿度检测仪。
经实验测试表明: 系统湿度检测范围为 10% RH ~ 100% RH; 精度达± 1% RH,数据无线传输距离200 米。
设计的系统符合预期要求,可在仓储日常管理、气象、酒厂等不易布线,且需要实时监测湿度参数的场合推广应用。
关键词: STC89C52RC 单片机; HS1100 /HS1101 传感器; 单片机AT89C52 ; MAX232 通信模块Design of Ware house Environment MonitoringSystem Based on SCMAbstract: The system uses the single chip STC89C52RC as the control processing core, adopts the chip nRF905 as the wireless transmission module, HS1100 /HS1101 sensor collects the humidity signal, and uses the thermometer based on the single chip AT89C52 to design a wireless storage humidity detector. The experimental test shows that: the system humidity detection range is 10% RH ~ 100% RH; the accuracy is ±1% RH, and the data wireless transmission distance is 200 meters. The designed system meets the expected requirements and can be promoted and applied in the daily management of warehouses, weather, wineries, etc., which are difficult to be wired and need to monitor humidity parameters in real time.Keywords: STC89C52RC MCU; HS1100 /HS1101 sensor; MCU AT89C52; MAX232 communication module第一章绪论1.1课题背景温湿度是衡量仓库质量的重要指标,为了方便准确地检测温湿度参数显得至关重要。
基于51单片机的粮仓温湿度检测系统[摘要]粮仓温度湿度监测控制系统是基于STC12C52A60S2的数据采集、对比、控制的系统。
以STC12C52A60S2单片机为控制器,对温度传感器DS18B20传送的数字量信号和对湿度传感器HR202传送的模拟量信号进行采集和处理,当前值和设定温度上限值进行对比,进而执行控制作用,通过对继电器的控制进而控制设备的启停,对粮仓温度湿度进行调节,使其维持在适当范围,维护粮仓正常运行。
[关键词] 单片机、温湿度、检测、控制Abstract:The granary’s temperature and humidity control and detect system is based on the micro control unit of STC12C5A60S2,the system is used for date acquisition,comparison,and control.In this system,STC12C5A60S2 is the controller,the controller is designed to deal with temperature and humidity signal from the temperature sensor and humidity sensor.Then compare these data with limits the value of temperature and humidity.If the date is out of limits,then the controller send a control signal to warn people,besides,the controller will make the fan running to make the temperature and humidity lower.In this way,the granary can be working at usual status.Key words: MCU、temperature and humidity、control目录第一章绪论 (1)1.2相关领域国内外应用的现状及发展趋势 (1)1.3 粮仓温湿度检测控制系统原理 (2)1.4 本章小结 (2)第二章:系统分析、设计要求及模块选择 (3)2.1 设计要求 (3)2.2 单片机型号的选择 (3)2.21 采用STC89C52单片机 (3)2.22 采用STC12C5A60S2单片机 (3)2.3 显示系统模块的选择 (3)2.31采用LED数码管显示 (3)2.32采用1602液晶显示 (3)2.4 测温模块的选择 (4)2.41 采用模拟量温度传感器 (4)2.42 采用数字量温度传感器 (4)2.5 测湿模块的选择 (4)2.6 控制模块的选择 (4)2.7 通讯模块的选择 (4)2.8本章小结 (4)第三章系统总体方案及硬件电路模块设计 (5)3.1 系统总体设计思路: (5)3.2 系统硬件设计 (5)3.2.1 单片机最小系统 (5)3.2.2 温度信号采样电路模块 (9)3.2.3 湿度采样电路模块 (12)3.3 串口模块 (14)3.4显示模块 (15)3.5 控制模块 (16)3.6 继电器模块 (17)3.7 本章小结 (18)第四章系统的软件设计 (19)4.1 流程图设计 (19)4.1.1系统总体流程图 (19)4.1.2温度检测流程图 (19)4.1.3湿度检测流程 (20)4.2系统的程序设计 (20)4.2.1 DS18B20测温程序 (20)4.2.2 A/D转换程序 (25)4.2.3 1602显示程序 (26)4.3 本章小结 (29)第五章硬件调试部分 (30)结束语 (31)参考文献 (32)第一章绪论1.1 本课题的研究意义及必要性民以食为天,粮食是社会安定的保证,自1990年我国建立粮食储备制度以来,储备粮在国家宏观调控中占据了重要地位,无论何时,必须时刻保持储备粮的调控作用不动摇,是维持社会安定、粮食市场稳定、农民增收的重要保证。
基于单片机的仓储自动监控系统设计研究作者:伍立坤来源:《科技创新与应用》2014年第18期摘要:现代仓储对防潮、防火、防腐、防爆等要求越来越高,传统的仓储监测需要大量人工检测进行,效率低、准确性不足、检测不够及时。
文章提出了基于单片机的仓储自动监控系统构建思想,并就系统的设计进行了浅要的分析,可供仓储自动监控系统的构建参考应用。
关键词:单片机;仓储监控;系统设计引言在现代经济飞速发展的背景下,大量物资需要储备于仓库之中。
仓储环境质量的监测,是保障物资仓储质量的重要工作,直接关系着储备物资的使用效能和安全性。
在传统的仓储环境质量监测中,通常采用湿度表、温度表等测试工具进行人工检测,以获取库房温度、湿度、通风状况等相关参数。
但这种人工检测的方法费时费力、及时性远远不足,且存在较大的误差,甚至因人为原因造成质量安全问题。
单片机技术集成度高、成本低、功能强,与现代仪器仪表等技术结合,能有效的提升仓储监控水平,应用单片机构建仓储自动监控系统具有极高的经济价值和社会价值,能很好的满足仓储生产的需要。
1 方案分析1.1 设计需求某食品加工企业大型仓库主要应用于储存小麦,目前采用人工检测的方法,利用温度计、湿度计进行温度和湿度的检测,但这种人工检测的方法在检测深度和准确度上存在很大的不足,经常造成小麦腐烂、发霉、虫害等现象,同时还会耗费大量人工,急需对提升检测深度和准确度,提高检测效率和及时性。
本方案拟利用单片机和相关传感器,构建智能监控系统,以满足该企业仓储监控的需要。
本方案主要针对温度、湿度进行检测,满足温度、湿度的显示和报警功能。
温度检测范围为-10℃~15℃,检测精度±0.5℃湿度检测范围为10%RH~65%RH,检测精度±1%RH。
1.2 温度传感器的选择温度传感器有热电阻温度传感器和数字温度传感器两类。
热电阻温度传感器利用电阻作为测量温元件,具有精度高温量范围大的特点,不过价格较高且容易被污染;数字温度传感器利用单片集成,具有成本低、精度高、无需线性化电路的特点。
毕业设计有关说明一、温度传感器的选择、湿度传感器的选择、系统总体设计1. 温度传感器的选择采用AD590,它的测温范围在-55℃~+150℃之间,而且精度高。
M档在测温范围内非线形误差为±0.3℃。
AD590可以承受44V正向电压和20V反向电压,因而器件反接也不会损坏,使用可靠。
它只需直流电源就能工作,而且,无需进行线性校正,所以使用也非常方便,借口也很简单。
作为电流输出型传感器的一个特点是,和电压输出型相比,它有很强的抗外界干扰能力。
2.湿度传感器的选择采用HS1100/HS1101湿度传感器。
HS1100/HS1101电容传感器,在电路构成中等效于一个电容器件,其电容量随着所测空气湿度的增大而增大。
不需校准的完全互换性,高可靠性和长期稳定性,快速响应时间,专利设计的固态聚合物结构,由顶端接触(HS1100)和侧面接触(HS1101)两种封装产品,适用于线性电压输出和频率输出两种电路,适宜于制造流水线上的自动插件和自动装配过程等。
相对湿度在1%---100%RH范围内;电容量由16pF变到200pF,其误差不大于±2%RH;响应时间小于5S;温度系数为0.04 pF/℃。
可见精度是较高的。
3.总体设计系统整体框图二、系统联调的有关说明1. AD590应用电路AD590应用电路2. 主程序流程图时间过的很快,一晃大学几年的生活已接近了尾声在目,当初还是刚进大学的懵懂少年现在也长大了学到了很多,也懂得了很多。
随着毕业日子的到,毕业设计也接近了尾声。
经过两个月的奋战我的毕业设计终于完成了。
在没有做毕业设计以前觉得毕业设计只是对这几年来所学知识的单纯总结,但是通过这次做毕业设计发现自己的看法有点太片面。
毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验,而且也是对自己能力的一种提高。
通过这次毕业设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺。
自己要学习的东西还太多,以前老是觉得自己什么东西都会,什么东西都懂,有点眼高手低。
基于单片机的智能仓库设计在当今的物流和仓储行业中,提高仓库管理的效率和准确性至关重要。
传统的仓库管理方式往往依赖人工操作,不仅效率低下,而且容易出错。
为了解决这些问题,基于单片机的智能仓库设计应运而生。
智能仓库是一种利用先进的技术和设备,实现仓库管理自动化、智能化的系统。
它可以对货物的入库、存储、出库等环节进行实时监控和管理,提高仓库的空间利用率和货物的周转率,降低运营成本,提升企业的竞争力。
单片机作为智能仓库系统的核心控制单元,具有体积小、功耗低、性能可靠等优点。
它可以通过编程实现对各种传感器、执行器的控制,从而完成对仓库环境和货物状态的监测与控制。
在智能仓库的设计中,首先需要考虑的是货物的入库环节。
通过在仓库入口处安装扫码设备和重量传感器,可以快速准确地获取货物的信息,包括货物的种类、数量、重量等。
这些信息将被传输到单片机中,单片机根据预设的规则为货物分配存储位置,并控制输送设备将货物运输到指定位置。
仓库的存储环境对货物的质量和安全有着重要的影响。
因此,智能仓库中通常配备了温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器等多种传感器,用于实时监测仓库内的环境参数。
单片机可以根据传感器采集到的数据,自动控制通风设备、空调设备、消防设备等,确保仓库内的环境始终处于适宜的状态。
在货物的出库环节,单片机可以根据订单信息,控制输送设备将货物从存储位置运输到出库口。
同时,通过与计算机管理系统的通信,实现对出库货物的信息记录和更新,保证仓库库存的准确性。
为了实现智能仓库的高效运行,还需要设计一套完善的通信系统。
单片机可以通过串口通信、蓝牙通信、网络通信等方式与其他设备进行数据交换。
例如,通过网络通信将仓库的实时数据上传到云端服务器,方便管理人员进行远程监控和管理。
在软件方面,需要使用专门的编程语言为单片机编写控制程序。
控制程序的主要功能包括传感器数据采集与处理、执行器控制、通信协议实现、异常处理等。
在编写程序时,需要充分考虑系统的稳定性和可靠性,采用合理的算法和数据结构,提高程序的执行效率。
开题报告基于单片机的仓储环境监测系统设计摘要:本篇论文主要是基于AT89C51单片机的仓储环境检测系统设计,运用了三个DS18B20分别用于收集3个温度通道。
LCD1602可以显示仓库中实时通道的数量和电路的温度,用来监控仓库的实际环境。
这一篇设计中涵盖了温度传感器DS18B20、单片机AT89C51和LCD1602。
硬件电路中涵盖了温度检测电路、温度控制电路和部分的接口电路。
软件设计里涵盖了液晶显示程序、温度检测程序、温度转换命令子程序、计算温度子程序和现实数据刷新子程序。
设计电路的的基本规律是先用三块DS18B20温度传感芯片测试每个不同电路的电流温度,然后把测试完的数据依次分开的录单片机中;然后再用AT89C51芯片给刚测试完得到的数据进行计算和交换,把最后的额数据传到液晶显示模块上。
若测到的结果大于了预定的只,单片机就要把信号传给报警电路单元;最后,LCD1602芯片在把这些得到的数据轮流传到液晶显示屏上。
关键字:AT89C51单片机;温度传感器DS18B20;LCD1602芯片Design of Storage Environment Monitoring System Based on SingleChip MicrocomputerAbstract:This paper is mainly based on AT89C51 microcontroller warehouse environment detection system design, using three DS18B20 to collect three temperature channels. LCD1602 can display the number of real-time channels and the temperature of the circuit in the warehouse to monitor the real environment of the warehouse.This design covers temperature sensor DS18B20, single chip AT89C51 and LCD1602. The hardware circuit includes temperature detection circuit, temperature control circuit and part of the interface circuit. The software design includes LCD display program, temperature detection program, temperature conversion command subroutine, temperature calculation subroutine and real data refresh subroutine. The basic rule of the circuit design is to test the current and temperature of each circuit with three DS18B20 temperature sensor chips, then record the tested data separately in a single chip computer, then calculate and exchange the data just tested with AT89C51 chip, and transmit the final amount data to the LCD module. If the result is bigger than the expected one, the single chip computer will transmit the signal to the alarm circuit unit. Finally, the LCD1602 chip rotates the data to the LCD screen.Key words: AT89C51 MCU; temperature sensor DS18B20; LCD1602 chip目录第1章绪论 (6)1.1 论文研究的背景和意义 (6)1.2 温度传感器在国内和国外的发展现状 (6)第2章系统设计 (7)2.1 方案设计 (7)2.1.1 设计方案一 (7)2.1.2 设计方案二 (7)2.1.3 设计方案三 (7)2.2 系统的整体设计 (8)第3章电子器件介绍 (8)3.1 AT89C51单片机 (9)3.1.1 单片机的结构 (9)3.1.2 AT89C51简介 (9)3.1.3 AT89C51引脚功能 (9)3.1.3 芯片擦除 (11)3.2 DS18B20温度传感器 (11)3.2.1 温度传感器DS18B20的主要特性 (11)3.3 LCD1602液晶显示器 (12)第4章硬件电路设计 (12)4.1 系统的硬件组成 (12)4.2 单片机的典型电路 (12)4.2.1 时钟电路 (12)4.2.2 上电复位电路 (13)4.3 显示电路 (13)4.4 温度检测电路 (14)4.5 温度报警电路 (14)第5章软件设计 (14)5.1 主程序 (14)5.2 温度检测程序 (15)5.2.1 温度传感器DS18B20初始化 (15)5.2.2 读DS18B20程序 (15)5.2.3 写DS18B20程序 (16)5.3 温度交换命令子程序 (16)5.4 计算温度子程序 (17)5.5 显示数据的刷新子程序 (18)第6章仿真、实物制作和系统调试 (18)6.1 仿真结果 (18)6.2 实物制作 (19)6.3 系统调试 (20)总结 (21)参考文献 (22)致谢 (23)第1章绪论1.1 论文研究的背景和意义21世纪,现在信息技术的发展越来越快,电子科学技术也在快速的发展着。
基于stm32的仓库环境智能测控系统设计与实现开题报告全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:开题报告一、选题依据随着物联网技术的发展和智能化水平的提高,基于微控制器的嵌入式系统在仓库环境智能测控方面的应用愈加广泛。
本课题旨在设计开发一款基于STM32微控制器的仓库环境智能测控系统,通过实时监测仓库环境数据,实现对仓库内部温湿度等参数的精确测控,提高仓库管理效率和产品质量。
二、选题背景传统的仓库管理方式存在许多问题,如无法做到实时监控、数据不准确、无法远程管理等。
而基于STM32微控制器的智能测控系统能够实时监测仓库环境数据并自动调节,提高管理效率、降低成本,同时避免因无法及时察觉环境变化而造成的货物损失。
三、选题意义仓库环境智能测控系统不仅可以提高仓库管理的效率和准确性,还可以减少人为操作和管理成本,提高产品质量和客户满意度。
通过本系统的研发和应用,可以为企业提供更加智能化的仓库管理解决方案,促进企业的可持续发展。
四、研究内容本课题的主要研究内容包括以下几个方面:1. 仓库环境数据采集:利用STM32微控制器实时采集仓库内部的温湿度等环境参数。
2. 数据处理与分析:通过数据处理与分析模块,实现对采集到的环境数据进行处理和分析。
3. 控制算法设计:设计相应的控制算法,实现对仓库环境参数的智能控制。
4. 系统软硬件设计:设计并实现相应的硬件电路和软件程序,搭建完整的仓库环境智能测控系统。
五、研究方法本课题将采用实验研究和仿真分析相结合的研究方法。
通过对STM32微控制器的硬件配置和软件编程进行深入研究,结合实际仓库环境数据进行仿真分析,验证系统设计的可行性和有效性。
六、预期成果七、研究计划1. 系统需求分析:对仓库环境数据采集需求进行分析,明确系统功能和性能要求。
2. 系统设计与实现:进行硬件和软件设计,搭建系统测试平台。
3. 系统测试与调试:对系统进行功能测试和性能验证,不断优化系统设计。
4. 系统应用与推广:将研发的仓库环境智能测控系统应用于实际仓库管理中,并进行推广应用。
基于单片机仓库温湿度的监测系统的设计引言随着社会的发展人们对生产生活中所需储备物资的质量保证要求越来越高,因而对储备物资的仓库管理质量也更加重视,而防潮、防霉、防腐、防爆是仓库日常工作的重要内容,是衡量仓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,首要问题是加强仓库内温度与湿度的监测工作。
但传统的方法是用与湿度表、毛发湿度表、双金属式测量计和湿度试纸等测试器材,通过人工进行检测,对不符合温度和湿度要求的库房进行通风、去湿和降温等工作。
这种人工测试方法费时费力、效率低,且测试的温度及湿度误差大,随机性大。
因此我们需要一种造价低廉、使用方便且测量准确的温湿度测量仪。
由此而来的基于单片机的温湿度测量仪开始出现在了人们的生产生活中,随着其不断的发展也将被大部分人所接受。
伴随时代的进步和发展,单片机技术已经普及到我们生活、工作、科研、各个领域,已经成为一种比较成熟的技术, 由于单片机集成度高、功能强、可靠性高、体积小、功耗低、使用方便、价格低廉等一系列优点,目前已经渗入到人们工作和生活得方方面面,几乎“无处不在,无所不为”。
单片机的应用领域已从面向工业控制、交通、智能仪器等迅速发展的家用消费产品、仪器仪表、医疗设备、信息和通信产品、航空航天、专用设备的智能化管理、办公自动化、汽车电子、PC机外围以及网络通讯等广大领域。
本课题研究的主要内容有:以单片机为核心的主控制模块的设计;温湿度采集模块的设计;温湿度显示模块的设计;语音警报模块的设计。
与传统的温湿度测量仪器相比,该设计的温湿度监测系统具有读数方便,测温范围广,测温精确,数字显示,适用范围宽等特点。
第1章绪论1.1 选题背景随着时代科技的迅猛发展,微电子学和计算机等现代电子技术的成就给传统的电子测量与仪器带来了巨大的冲击和革命性的影响。
常规的测试仪器仪表和控制装置被更先进的智能仪器所取代,使得传统的电子测量仪器在远离、功能、精度及自动化水平定方面发生了巨大变化,并相应的出现了各种各样的智能仪器控制系统,使得科学实验和应用工程的自动化程度得以显著提高。
基于单片机的库房温湿度监控系统设计摘要温度、湿度和人类的生产、生活有着密不可分的联系,同时,也是工业生产中最常见、最基本的参数。
作为最常见的参数,温度和湿度已经不再是两个相互独立的物理量,而应该在系统中综合考虑。
温湿度会直接影响到储备物资的使用寿命以及工作可靠性。
为了保证日常工作的正常进行,首要问题便是要加强库房内的温湿度的监控工作。
传统的温湿度监控是利用湿度表、毛发湿度表、温度计和双金属式测量计等设备,通过人工检测的方式,对不符合温度、湿度规定的库房进行通风、降温、增湿、去湿等操作。
但这种方法极其浪费劳动力,而且温湿度测试的误差较大,随机性较大。
利用单片机控制传感器对温湿度进行监控,具有监控效率高、体积小、价格低、使用灵活等优点,并且满足了库房温湿度监控的要求。
本次设计通过使用STC89C52RC单片机控制DHT11温湿度传感器,对数据进行分析,通过LCD1602液晶显示屏显示处理后的数据,用二极管和嗡鸣器进行警报,从而实现温湿度监控的功能。
关键词:STC89C52RC单片机,DTH11温湿度传感器,LCD1602液晶显示屏,二极管和嗡鸣器报警Microcontroller-based Temperature and HumidityMonitoring SystemAbstractTemperature, humidity, and the production of human life is inextricably linked to, and also the industrial production of the most common, most basic parameters. As the most common parameters, temperature and humidity are no longer two mutually independent physical quantities, but should be considered in the system. Temperature and humidity will directly affect the life and reliability of reserve materials. In order to ensure the normal daily work, the most important issue is to strengthen the monitoring of working temperature and humidity inside the warehouse.Traditional temperature and humidity monitoring is the use of hygrometer, hair hygrometer, a thermometer and bimetal type gauges and other equipment, manual inspection by the way, do not meet temperature and humidity requirements of the Treasury ventilation, cooling, humidification, dehumidification, etc. operating. However, this method is extremely wasteful of labor, and a large error of temperature and humidity testing, greater randomness.Use SCM control sensors to monitor temperature and humidity, highmonitoring efficiency, small size, low cost, flexible, etc., and to meet the requirements of the Treasury temperature and humidity monitoring.This design by using STC89C52RC SCM DHT11 temperature and humidity sensors, analyze the data, display data processed by LCD1602 LCD display, and perform the warning buzz diode, thereby realize the function of temperature and humidity monitoring.This design through the use of microprocessor controlled STC89C52 DHT11 temperature and humidity sensor, analyze the data, by 1602 the LCD display, LED and beeper buzzing be alert, to realize the function of temperature and humidity monitoring.Keywords:STC89C52 microcontroller, DTH11 temperature and humidity sensors, 1602 LCD and buzz alarm目录第1章绪论 (1)1.1 课题的背景 (1)1.2国内外发展状况以及单片机的发展动态 (1)1.2.1单片机的发展现状: (1)1.3课题的意义 (2)1.4课题的主要内容 (2)1.5基本工作原理 (3)第2章控制系统总体设计方案 (5)2.1功能要求 (5)2.2设计的思路 (5)2.3设计方案的选择 (5)2.3.1传感器的选择方案 (5)2.3.2显示器的选择方案 (6)2.3.3单片机芯片选择方案 (6)2.4总体设计框图 (7)第3章硬件系统的设计 (9)3.1概述 (9)3.2控制模块的设计 (9)3.2.1 STC89C52RC单片机的简介 (9)3.2.2控制模块的电路原理图 (12)3.3传感器模块设计 (12)3.3.1DHT11传感器的简介 (12)3.3.2 DHT11传感器模块电路设计 (14)3.4 1602液晶显示模块 (15)3.4.1 1602显示屏简介 (15)3.5警报模块 (18)3.5.1嗡鸣器(蜂鸣器)介绍 (18)3.5.2嗡鸣器(蜂鸣器)工作原理图 (18)第4章系统软件的设计 (20)4.1 显示模块设计 (21)4.2 传感器模块设计 (22)第5章系统调试与制作 (24)第6章总结与展望 (26)参考文献 (28)致谢 (29)第1章绪论1.1 课题的背景在我们日常生活中,温湿度,无处不在,同时它又与我们的生产工作密不可分。
基于单片机的无线粮仓监控系统设计无线粮仓监控系统是一种基于单片机的智能监控系统,主要用于对粮仓内部环境进行实时监测和数据传输。
它由传感器、单片机、无线模块和上位机软件组成,通过传感器采集粮仓内部的温度、湿度、氧气浓度等数据,并通过单片机进行处理和控制,最终将数据通过无线模块传输到上位机,实现对粮仓的实时监控和远程管理。
该系统的设计主要包括硬件设计和软件设计两个方面。
硬件设计方面,首先需要选择合适的单片机作为系统的核心控制器,常用的有基于ARM架构的STM32系列单片机和基于AVR架构的ATmega系列单片机。
根据需求选择不同的单片机,然后搭建传感器网络,选择适合粮仓监测的传感器,例如温湿度传感器、氧气浓度传感器等并将其连接到单片机的IO口上,通过采样和转换电路将模拟信号转换为数字信号。
接下来选择合适的无线模块,例如WiFi模块、蓝牙模块或者LoRa模块,并将其连接到单片机的串口上,通过串口通信实现单片机与上位机的数据传输。
软件设计方面,首先需要对单片机进行编程,编写代码实现对传感器数据的采集、处理和控制,并通过无线模块将数据发送到上位机。
根据不同的传感器选择相应的采集和处理算法,例如对温湿度传感器采集到的数据进行温湿度计算和校准,对氧气浓度传感器采集到的数据进行氧气浓度计算。
同时,还可以根据需要增加报警功能,当温度、湿度或氧气浓度超过设定阈值时发出警报。
最后,编写上位机软件,接收和解析从单片机传输过来的数据,并进行数据显示、存储和分析等操作。
在实际应用中,无线粮仓监控系统可以通过上位机软件实现对多个粮仓的集中管理,可以实时监测每个粮仓的温度、湿度和氧气浓度等参数,通过数据分析可以提前发现粮食变质和虫害等问题,并及时采取措施进行处理,从而避免粮食损失和粮食质量下降。
此外,系统还可以提供报表和图表功能,方便用户对粮仓内部环境的变化进行分析和掌握。
总之,基于单片机的无线粮仓监控系统是一种实用可靠的智能监控系统,通过对粮仓内部环境进行实时监测和数据传输,可以提高粮食贮存的安全性和稳定性,对粮食生产和管理起到重要的作用。
目录基于单片机的仓储环境检测系统设计 (2)第一章绪论 (3)1.1 课题背景 (3)1.2 课题研究的目的和意义 (3)1.3 国内外测温湿技术对比 (3)1.4 单片机介绍 (4)第二章系统总体方案设计 (4)2.1 系统整体方案设计思路 (4)2.2 系统的实现原理 (4)2.3 系统的实现方案分析 (5)第三章硬件设计 (5)3.1 系统的总体结构 (5)3.2 系统硬件设计 (13)3.4.1 湿度测量电路 (13)3.4.2 下位机接口电路设计 (13)3.4.3 上位机接口电路设计 (14)3.4.4 无线模块 (16)3.4.5 温度检测电路模块 (16)第四章软件设计 (17)4.1数据发送部分 (17)4.2数据接收部分 (19)第五章软硬件调试 (24)第六章总结与致谢 (30)参考文献 (31)基于单片机的仓储环境检测系统设计摘要:系统以单片机 STC89C52RC 作为控制处理核心,采用芯片 nRF905 为无线传输模块, HS1100 /HS1101 传感器采集湿度信号,同时运用基于单片机AT89C52的温湿度计,设计了一种无线仓储湿度检测仪。
经实验测试表明: 系统湿度检测范围为 10% RH ~ 100% RH; 精度达± 1% RH,数据无线传输距离200 米。
设计的系统符合预期要求,可在仓储日常管理、气象、酒厂等不易布线,且需要实时监测湿度参数的场合推广应用。
关键词: STC89C52RC 单片机; HS1100 /HS1101 传感器; 单片机AT89C52 ; MAX232 通信模块Design of Ware house Environment MonitoringSystem Based on SCMAbstract: The system uses the single chip STC89C52RC as the control processing core, adopts the chip nRF905 as the wireless transmission module, HS1100 /HS1101 sensor collects the humidity signal, and uses the thermometer based on the single chip AT89C52 to design a wireless storage humidity detector. The experimental test shows that: the system humidity detection range is 10% RH ~ 100% RH; the accuracy is ±1% RH, and the data wireless transmission distance is 200 meters. The designed system meets the expected requirements and can be promoted and applied in the daily management of warehouses, weather, wineries, etc., which are difficult to be wired and need to monitor humidity parameters in real time.Keywords: STC89C52RC MCU; HS1100 /HS1101 sensor; MCU AT89C52; MAX232 communication module第一章绪论1.1课题背景温湿度是衡量仓库质量的重要指标,为了方便准确地检测温湿度参数显得至关重要。
仓库中传统有线监控系统存在线路易老化、布线复杂、线路缠绕,在设备调整时需要重新布线等缺点。
尤其是在有毒有害气体、高温湿、高压等环境,数据采集传输极为困难。
在这种情况下,无线数据采集的优越性就体现出来,凡是不允许布线或布线繁杂的场合都需通过无线方案来解决。
无线数据采集已被广泛的应用到环境监测、国防军事、工农业控制等许多重要领域。
本文采用短距离无线元件作为数据传输模块,以 STC89C52RC 单片机作为主控模块,构建分布式的无线传感器监测网络,来实现对仓库湿度的实时监控。
1.2课题研究的目的和意义有一个大家都知晓的事那就是有一种我们能直接读取出温湿度的民用温湿度计。
但是随着工业迅速的发展,民用温湿度计已经达不到现在工业的要求。
而数字温湿度计的出现,使温湿度更加准确,更使温湿度可读,极大的方便了温湿度的读取和测量记录。
再配合无线模块,使我们可以更好的控制测量和控制仓储环境单片机在各个领域的应用广泛,并且单片机的用途也越来越广泛。
目前,随着现代工业对测量技术越来越苛刻,进而对单片机的发展越来越收到当代社会的重视。
1.3国内外测温湿技术对比实话实说,中国与发达国家相比,我们的温湿度测量技术起步较晚。
放眼现在的中国,我国测量技术与其他国外技术之间的差距主要体现在以下几个方面。
1)相关的企业规模小、分散,导致技术力量集中不足,导致技术开发能力薄弱,技术发展受限。
2)当前的中国,国内高精密、高精度的温湿控制系统很多都来自于国外的技术支持。
3)一些资深的仪器控制,相关算法和控制软件研究的关键技术还依然落后于国外。
但是,改革开放以来,我国的经济发展全国有目共睹。
现在的我国的测温湿技术发展的很快,换句话说我们与国外的差距正越来越小。
1.4单片机介绍所谓的单片机其实是一种集成电路芯片,也就是后来的发展的单片微型计算机的简称。
自4位单片机被美国Intel公司研发出来以来,单片机发展曲中求进的发展过程由第一阶段萌芽(1971-1976)、第二阶段探索(1976-1980)、第三阶段发展(1980-1983)、第四阶段成熟(1983-1986)、第五阶段进步(1986-至今)拼接而成。
单片机是由芯片中的CPU专用处理器开发的。
这样的设计容易集成进复杂的并且大体积进入不了的控制设备当中。
随着科技实力的发展,大多数的供应链管理功能现在更加强大。
除此以外,单片机还有其他更加强大的功能等待着我们去开发,所以我们可以使用单片机来对各种各样的数据进行采集。
本论文所涉及到的单片机包括STC89C52RC 单片机; HS1100 /HS1101 传感器; 单片机AT89C52 ; MAX232 通信模块; DS18B20数字温度传感器STC89C52RC 单片机简介:STC89C52RC单片机是新一代高速/低功耗/超强抗干扰的单片机,指令代码完全兼容传统8051单片机,12时钟/机器周期和6时钟/机器。
具有以下标准功能: 8k 字节Flash,512字节RAM,32 位I/O 口线,看门狗定时器,内置4KB EEPROM,MAX810复位电路,3个16 位定时器/计数器,4个外部中断,一个7向量4级中断结构(兼容传统51的5向量2级中断结构),全双工串行口。
另外STC89C52 可降至0Hz 静态逻辑操作,支持2种软件可选择节电模式。
空闲模式下,CPU 停止工作,允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。
掉电保护方式下,RAM内容被保存,振荡器被冻结,单片机一切工作停止,直到下一个中断或硬件复位为止。
最高运作频率35MHz,6T/12T可选。
器件参数如下:1. 增强型8051单片机,6 时钟/机器周期和12 时钟/机器周期可以任意选择,指令代码完全兼容传统8051.[1]2. 工作电压:5.5V~3.3V(5V单片机)/3.8V~2.0V(3V 单片机)3.工作频率范围:0~40MHz,相当于普通8051 的0~80MHz,实际工作频率可达48MHz4. 用户应用程序空间为8K字节5. 片上集成512 字节RAM6. 通用I/O 口(32 个),复位后为:P1/P2/P3 是准双向口/弱上拉, P0 口是漏极开路输出,作为总线扩展用时,不用加上拉电阻,作为 I/O 口用时,需加上拉电阻。
7. ISP(在系统可编程)/IAP(在应用可编程),无需专用编程器,无需专用仿真器,可通过串口(RxD/P3.0,TxD/P3.1)直接下载用户程序,数秒即可完成一片8. 具有EEPROM 功能9. 共3 个16 位定时器/计数器。
即定时器T0、T1、T210.外部中断4 路,下降沿中断或低电平触发电路,Power Down 模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒11. 通用异步串行口(UART),还可用定时器软件实现多个UART12. 工作温度范围:-40~+85℃(工业级)/0~75℃(商业级)13. PDIP封装HS1100 /HS1101 传感器简介:HS1100 /HS1101 传感器基于独特工艺设计的电容元件,这些相对湿度传感器可以大批量生产,可以应用于办公自动化、车厢内空气质量控制、家电工业控制系统等,在需要湿度补偿的场合他也可以得到很大的应用。
它具有全互换性在标准环境下不需校正、全互换性在标准环境下不需校正、可以自动化焊接、搞可靠性和长时间稳定性、专利的固态聚合物结构、可用于线性电压或频率输出回炉,快速反应时间等特点,是我们的不二之选。
需要注意的是:此电路为典型的555非稳态电路。
HS1101/HS1100作为电容变量接在555的TRIG与THRES两引脚上,引脚7用作电阻R4的短路。
等量电容HS1101/HS1100通过R2与R4充电到门限电压(约0.67Vcc),通过R2放电到触发电平(约0.33Vcc),然后R4通过引脚7短路到地。
传感器由不同的电阻R4与R2充放电,其工作循环可以描述如下:Thigh=C@%RH*(R2+R4)*ln2Tlow=C@%RH*R2*ln2F=1/(Thigh+Tlow)=1/(C@%RH*(R4+2*R2)*ln2)输出循环周期=Thigh*F=R2/(R4+2*R2)。