仓库温度监控系统设计要求及开题报告

重庆工商大学

毕业论文(设计)任务书

计信学院 院(系) 电子工程 专业( 本科) 09 级 一 班

课题名称： 仓库多点温度监控系统设计

——硬件系统设计

毕业论文(设计)起止时间：

2013 年 2 月 25 日～ 月 日(共 周)

学生姓名： 学号：2009132141

同组学生姓名： 王仕娇

指导教师： (职称 高级实验师 )

(职称 )

任务下达日期： 2012 年 12 月 26 日

重庆工商大学毕业论文(设计)任务书

课题的内容

随着现代信息技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现，能够独立工作的温度检测和显示系统已经应用于诸多领域。传统的温度检测以热敏电阻为温度敏感元件，热敏电阻成本低，但需要后续信号处理电路，而且热敏电阻的可靠性相对较差，测量温度的准确度低，检测系统的精度差。

美国DALLAS公司最新推出的DS18B20数字式温度传感器，DS18B20是DS1820的更新产品，它与传统的热敏电阻温度传感器不同，它能够直接读出被测温度并且可根据实际要求通过简单的编程实现9~12位的数字值读数方式，可以分别在93.75ms和750ms内将温度值转化9位和12位的数字量。因而使用DS18B20可使系统结构更趋简单，可靠性更高。DS18B20抗干扰能力强、扩展方便，在多点温度检测中有很广泛的应用前景。

课题任务的具体要求

系统功能基本要求：

(1) 温度测量范围： -55～+125℃；

(2) 测温分辨率：0.0625℃；

(3) 测温点数：5个；

(4) 可设置各点温度的上、下限值，并实施控制；

要求该生完成该系统的硬件电路设计、PCB板设计和电路的安装调试工作。

主要参考文献(指导教师选定部分)

1. Protel 99SE电路设计与仿真应用

2. LPC900系列Flash单片机应用技术

3. 增强型80C51单片机速成与实战

4. 单片机的C语言应用程序设计

5. Keil CX 51 V7.0 单片机高级语言编程与μVision 2 应用实践

6. 单线温度传感器DS18B20的原理及应用

7．SPI总线原理及应用

8．单片机串行通信原理及应用

指导教师(签字) 日期 2012 年 12 月 26 日

学生(签字) 日期 年 月 日

注：1．此任务书由指导教师填写，任务下达人为指导教师，指导教师和接受任务的学生均应签字。

2．此任务书最迟必须在学生毕业实践环节开始前一周下达给学生。

重庆工商大学

毕业论文(设计)开题报告

计信学院 院(系) 电子工程 专业(

本科) 09 级 一 班

课题名称： 仓库多点温度监控系统设计

——硬件系统设计

毕业论文(设计)起止时间：

2013 年 2 月 25 日～ 月 日(共 周)

学生姓名： 陶玲 学号：2009132141

指导教师：

报告日期： 2013年3月1日

重庆工商大学毕业论文(设计)开题报告

1．本课题所涉及的问题在国内(外)的研究现状综述

本课题内容主要是设计和构建仓库温度多点检测系统，主要用于实时监测仓库中的温度，并能有效地对仓库的温度进行自动监测调节及超温报警。

本系统主要运用于粮食仓库中。我们知道粮食在存储期间，由于环境、气候和通风条件等因素的变化，粮仓内的温度会发生异常，这极易造成粮食的腐烂或发生虫害。同时粮仓中粮食储存质量还受到粮仓中气体、微生物以及其他虫害等因素的影响。为保证粮食仓库具有一个正常的温度环境，有必要对仓内温度，包括粮食里面的温湿度进行监测。温度是一个和人们生活环境有着密切关系的物理量，也是一种在生产、科研、生活中需要测量和控制的重要物理量，是国际单位制七个基本量之一，同时它也是一种最基本的环境参数。人民的生活与环境温度息息相关，物理、化学、生物等学科都离不开温度。

在国外对温度检测技术研究比较早，始于20世纪70年代。先是采用模拟式的组合仪表，采集现场信息并进行指示、记录和控制，80年代末出现了分布式控制系统，目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。现在世界各国的温度检测技术发展很快，一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、无人化的方向发展。

在中国，对于温度检测技术的研究相对较晚，始于20世纪80年代。近年来，我国引进了多达16个国家和地区的工厂环境控制系统，在总体上，正从消化吸收、简单应用阶段向实用化、综合性应用阶段过渡和发展，对推动工厂温度自动检测产生了积极的作用。

与此同时，我国的温度测控设施计算机应用以单片机控制的单参数单回路系统居多，尚无真正意义上的多参数综合控制系统。在生产实际中仍然有许多问题困扰着我们，比如环境控制水平落后，软硬件资源不能共享和可靠性差等缺点。与发达国家相比较，还是存在一定的差距的。基于我国目前这样的状况，更需要我国更多的人能在这方面做更多更深入的研究。

2.本人对课题任务书提出的任务要求及实现预期目标的可行性分析

本课题最终目标是以芯片AT89C51为基础以及基于DS18B20实现对仓库温度的多点检测从而进行有效的调节。

温度主要是粮温了，冬、春两季不用担心，利用冷空气机械通风后整仓平均粮

温可以达到5度以下，春节粮面温度会逐渐上升，总之，一定要控制粮温不要太高，否则粮食的陈化速率会很快的。故对于本课题提出的任务要求如下：能对四个不同检测点的温度进行实时监控。正常温度范围为5至20度，当温度超出正常温度时，通过单片机驱动外围的降温或升温设备，并驱动声光报警器进行报警。同时，四个点的温度依次在LED显示屏上进行显示。本设计是以AT89C51单片机为核心，温度信号由温度传感器DS18B20采集，并以数字信号的方式传送给单片机。上下限温度主要是通过DS18B20中提供的TH与TL位的设定来确定的。由于DS18B20的单总线结构以及每一个DS18B20有一个唯一的64为编码，可以让五个DS18B20通过一根总线与单片机的一个I/O口相连。该控制系统的硬件部分包括：温度检测电路、温度控制电路、温度显示电路、温度报警电路以及单片机的复位电路及时钟电路。单片机通过对信号进行相应处理，从而实现温度控制的目的。外围的大功率驱动电路主要是利用电磁继电器的驱动功能来实现的。另外在显示电路的设计上，考虑实际应用中，便于工作人员的观察，特采用3英寸的大尺寸LED数码管，让工作人员采集温度数据时变得更加方便简洁。本系统的设计框图如下：

3．本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路

本课题需要重点研究的问题主要有两个：一是温度采集时五个DS18B20所放置的位置。二是温度显示时采用何种显示方式。第一个问题直接决定了该系统的性能。五个点位置的选定影响着对整个仓库温度检测的状态，它必须代表了这个粮仓中粮食所处的温度氛围。于是我们选择的五个点分别是粮面一个，中层两个，底层一个，粮堆外一个。对于第二个问题我们选用LED动态扫描显示方式，这样的好处是可以节约成本同时可以减少I/O口的占用。本系统共用了五个LED数码管。由于五个温度检测点都编上了号，故第一位数码管显示的数字是表示温度来自那一个测量点，后四位则表示具体温度值。

4．完成本课题所必须的工作条件(如工具书、实验设备或实验环境条件、某类市场调研、计算机辅助设计条件等等)及解决的办法

1、计算机 一台

2、示波器 一台

3、万用表 一台

4、单片机开发板 一台

5、Protel 99SE进行电路设计与仿真

6、利用Keil CX 51 V7.0 单片机高级语言进行编程

7、主要参考文献

[1] 段晨东．单片机原理及接口技术[M]．北京：清华大学出版社，2008．

[2] 刘文涛．单片机语言C51典型应用设计[M]．北京：人民邮电出版社，2010．

[3] 苏家健，曹柏荣，汪志锋．单片机原理及应用技术[M]．北京：高等教育出版社，2004．

[4]潘永雄，沙河．电子线路CAD实用教程．西安：西安电子科技大学出版社2007．

[5] 徐爱钧，彭秀华．Keil Cx51 V7.0单片机高级语言编程与μ Vision2应用实践[M]. 北京: 电子工业出版，2006．

[6] 张齐，杜群贵．单片机应用系统设计技术—基于C语言编程[M]．北京: 电子工业出版，2004．

5．完成本课题的工作方案及进度计划

为了保证课题能够高质量按时完成，制定了如下的进度计划：

第一周——第四周，相关文献的搜集、整理工作，对题目涉及的相关概念进行了解，主要包括电路知识的相关了解、编程知识的准备、相关文献的阅读；

第五周——第八周，在深入了解DS18B20基本性能及单片机基本原理的基础上，设计出相关的硬件电路并开始着手撰写论文的开题报告，文献综述和外文资料的翻译；

第九周——第十周，本阶段主要根据论文要求，使用 Protel 99SE进行电路设计与仿真并分析仿真结果；

第十一周——第十二周，综合前两阶段的研究成果，完成PCB板设计和电路的安装调试工作，完成毕业论文的撰写；

第十三周 ，查阅相关文献并准备毕业答辩。

6．指导教师审阅意见

指导教师(签字)： 年 月 日

说明：

1. 本报告必须由承担毕业论文(设计)课题任务的学生在接到“毕业论文(设计)任务书”、正式开始做毕业论文(设计)的第二周末之前独立撰写完成，并交指导教师审阅。

2. 每个毕业论文(设计)课题撰写本报告一份，作为指导教师、毕业论文(设计)指导小组审查学生能否承担该毕业设计(论文)课题任务的依据，并接受学校的抽查。