第一篇：糧倉糧庫環(huán)境溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

糧倉糧庫環(huán)境

溫濕度綜合監(jiān)控管理系統(tǒng)

設(shè)

計(jì)

方

案

目 錄

第一部分：概述

（1）糧食倉儲(chǔ)概述………………………………………………………………03（2）糧倉糧庫環(huán)境溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用背景…………………………………04（3）糧倉糧庫環(huán)境綜合監(jiān)控管理系統(tǒng)…………………………………………04 第二部分：系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)

◇上位管理主機(jī)…………………………………………………………………05 ◇數(shù)據(jù)通訊部分…………………………………………………………………05 ◇現(xiàn)場(chǎng)控制監(jiān)測(cè)點(diǎn)………………………………………………………………05 第三部分：控制模式

◇控制方式………………………………………………………………………06 第四部分：功能特點(diǎn)

（1）糧庫環(huán)境溫濕度監(jiān)測(cè)………………………………………………………07（2）O2、CO2濃度監(jiān)測(cè)?…………………………………………………………07（3）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能………………………………………………………………07（4）設(shè)備聯(lián)動(dòng)控制功能…………………………………………………………08（5）防火自動(dòng)報(bào)警功能…………………………………………………………09（6）現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警功能………………………………………………………………09（7）遠(yuǎn)程傳輸和網(wǎng)絡(luò)管理功能…………………………………………………09 第五部分：監(jiān)測(cè)軟件數(shù)據(jù)平臺(tái)

（1）友好的用戶登陸管理界面…………………………………………………10（2）實(shí)時(shí)歷史、曲線報(bào)表數(shù)據(jù)分析…………………………………………10（3）多種形式的報(bào)警功能………………………………………………………11（4）遠(yuǎn)程控制……………………………………………………………………11（5）監(jiān)控終端……………………………………………………………………11

第一部分：概 述

（1）糧食倉儲(chǔ)概述

我國現(xiàn)有14億人口，糧食儲(chǔ)藏好壞是關(guān)系到人民健康、市場(chǎng)供給、國家穩(wěn)定的大事。隨著人口增長迅速、耕地逐年減少、人類對(duì)社會(huì)物質(zhì)生活的需求愈來愈高。糧食的利用與保護(hù)得到社會(huì)的更加重視，人類必須杜絕糧食浪費(fèi)與霉?fàn)€現(xiàn)象發(fā)生，珍惜糧食。

我國是世界上最大糧食生產(chǎn)和消費(fèi)國。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國糧食收獲后在脫粒、晾曬、貯存、運(yùn)輸?shù)冗^程中的損失高達(dá)15％，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過聯(lián)合國糧農(nóng)組織規(guī)定的5％，在這些損失中因未達(dá)到安全水分造成霉變、發(fā)芽等損失的糧食又占到5％。

糧食在儲(chǔ)藏期間，如果水分超標(biāo)，糧堆內(nèi)部的水分就表現(xiàn)出向表面及糧粒間隙中的空氣緩慢游離的趨勢(shì)，因糧食水分從不流動(dòng)的空氣中逸出比較困難，它在糧粒間聚集，當(dāng)濕度達(dá)到飽和點(diǎn)時(shí)即開始凝結(jié)，隨之產(chǎn)生發(fā)酵和局部溫度升高現(xiàn)象，這又促使糧粒釋放出水分和加速相應(yīng)的發(fā)酵過程。當(dāng)環(huán)境溫度升高，糧食中帶有的粉塵、雜質(zhì)、特別是有機(jī)物雜質(zhì)加速了上述過程，嚴(yán)重威脅到安全儲(chǔ)糧，導(dǎo)致糧食腐爛。

因此糧倉糧庫環(huán)境應(yīng)保持通風(fēng)、干燥，內(nèi)外整潔有序。糧庫中應(yīng)采取防鼠、防蠅、防蟲、防盜等設(shè)施，杜絕有害蟲類的滋生。

（2）糧倉糧庫溫濕度環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用背景

建國以來，經(jīng)過六十多年的發(fā)展，我國糧食倉儲(chǔ)技術(shù)得到了長足發(fā)展，在某些領(lǐng)域已經(jīng)達(dá)到世界先進(jìn)水平，但就整體而言，我國糧食倉儲(chǔ)技術(shù)與發(fā)達(dá)國家相比，仍與一定的差距。目前，大部分糧倉庫仍為人工監(jiān)控管理，如降倉溫通風(fēng)是倉房日常管理中，尤其是低溫儲(chǔ)糧管理中的一項(xiàng)操作較為頻繁、辛苦的工作，經(jīng)常需要在半夜開機(jī)：由于糧食呼吸，儲(chǔ)糧穩(wěn)定性較差，保管員需不斷翻動(dòng)糧面，通風(fēng)降溫散濕，因此國家需要投入大量人力。糧情，糧倉溫度靠人工監(jiān)測(cè)，保管員需要頻繁巡查，工作強(qiáng)度大，并且監(jiān)測(cè)結(jié)果不精確。

（3）糧倉糧庫溫濕度環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)

SQ-KZ糧倉糧庫環(huán)境綜合監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)全面的掌握糧庫內(nèi)的溫濕度變化，一旦發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)做出正確處理，保證糧食長期安全存儲(chǔ)。本系統(tǒng)采用世界上先進(jìn)的微電腦技術(shù)、PLC技術(shù)、傳感器技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)，帶有LCD顯示和鍵盤操作，能夠自動(dòng)監(jiān)測(cè)糧倉糧庫內(nèi)的糧情、溫度、濕度，并能與糧倉糧庫內(nèi)的加熱、制冷、除濕、通風(fēng)等設(shè)備進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，控制加熱、制冷、除濕、通風(fēng)等設(shè)備進(jìn)行工作，也可根據(jù)人工設(shè)定的數(shù)值定時(shí)控制設(shè)備或根據(jù)需要進(jìn)行人工開啟，使倉內(nèi)糧溫、水分、倉內(nèi)氣體的有效濃度與配比維持穩(wěn)定狀態(tài)，保證糧食倉儲(chǔ)的安全。

第二部分：系統(tǒng)組成部分

SQ-KZ糧倉糧庫環(huán)境綜合監(jiān)控系統(tǒng)主要包括：上位管理主機(jī)、數(shù)據(jù)通訊部分、現(xiàn)場(chǎng)控制監(jiān)測(cè)點(diǎn)、數(shù)據(jù)采集終端等。

◇上位管理主機(jī)

可選用物聯(lián)網(wǎng)感知應(yīng)用平臺(tái)或者是為客戶專門定制的操作監(jiān)測(cè)平臺(tái)。能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)測(cè)、查詢、運(yùn)算、統(tǒng)計(jì)、控制、存儲(chǔ)、分析、報(bào)警等多項(xiàng)功能，并能與糧倉內(nèi)設(shè)備聯(lián)動(dòng)，自動(dòng)計(jì)算和控制加熱、制冷、降濕、通風(fēng)等設(shè)備運(yùn)行工作。

◇數(shù)據(jù)通訊部分

可根據(jù)需要選擇有線傳輸與無線傳輸方式，對(duì)于倉內(nèi)布線不方便的糧庫，可以采用無線通訊方式，利用GPRS/3G或Zigbee無線通訊。

◇現(xiàn)場(chǎng)控制監(jiān)測(cè)點(diǎn)

現(xiàn)場(chǎng)控制監(jiān)測(cè)點(diǎn)主要由數(shù)字溫濕度變送器、數(shù)據(jù)采集儀、通訊轉(zhuǎn)換器、配電控制柜及安裝附件組成。所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)的溫濕度測(cè)量值最終轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，被傳送到上位管理主機(jī)，通過配套的數(shù)據(jù)管理軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理、存儲(chǔ)、打印等。

第三部分：控制方式

◇自動(dòng)控制-----根據(jù)設(shè)定的參數(shù)，智能控制箱按照預(yù)先編制的程序自動(dòng)運(yùn)行。

◇手動(dòng)控制-----根據(jù)需要，可以選擇現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制方式，啟動(dòng)各種模式。

◇集中監(jiān)控-----監(jiān)控中心室能夠?qū)崟r(shí)顯示并自動(dòng)記錄糧倉糧庫內(nèi)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以及外圍設(shè)備的工作狀態(tài)，遠(yuǎn)程設(shè)定每臺(tái)控制箱的工作參數(shù)，自動(dòng)報(bào)警。

◇3G互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控------通過安裝配套的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控軟件，或者視頻監(jiān)控軟件，可以通過英特網(wǎng)實(shí)時(shí)了糧庫內(nèi)的環(huán)境變化信息及設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)等。

第四部分：系統(tǒng)功能特點(diǎn)

（1）糧庫環(huán)境溫濕度監(jiān)測(cè)

通過溫濕度傳感器監(jiān)測(cè)糧倉糧庫內(nèi)的環(huán)境溫濕度，并能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析運(yùn)算、控制、存儲(chǔ)、發(fā)送等。

（2）O2、CO2濃度監(jiān)測(cè)

--糧食是生命的有機(jī)體，具有呼吸功能。為了解儲(chǔ)藏條件是否適宜，常需要了解糧食在儲(chǔ)藏期間的生理狀態(tài)，需要測(cè)定儲(chǔ)糧的呼吸系數(shù)。

--在糧倉內(nèi)部署二氧化碳或氧氣濃度傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)糧庫中的氣體含量，當(dāng)濃度超過系統(tǒng)設(shè)定的闕值范圍時(shí)，通過有線或無線傳輸技術(shù)將相關(guān)數(shù)據(jù)傳送到用戶監(jiān)控終端，由相關(guān)工作人員做出相應(yīng)調(diào)整。

（3）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能

具有大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，現(xiàn)場(chǎng)可顯示、查詢監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和設(shè)備工作參數(shù)。

（4）設(shè)備聯(lián)動(dòng)控制功能

--降溫、散濕、通風(fēng)是倉房日常管理中的一項(xiàng)操作較為頻繁、辛苦的工作，經(jīng)常需要在半夜開機(jī)，由于糧食呼吸，儲(chǔ)糧穩(wěn)定性較差，保管員需不斷翻動(dòng)糧面，通風(fēng)降溫散濕。實(shí)現(xiàn)倉窗、制冷、制熱、通風(fēng)等設(shè)備自動(dòng)開關(guān)，對(duì)提高工作效率、降低勞動(dòng)強(qiáng)度意義重大。--上位機(jī)控制平臺(tái)可根據(jù)糧庫環(huán)境的要求，對(duì)已設(shè)置的溫濕度數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析，自動(dòng)計(jì)算和控制加熱、制冷、降濕、通風(fēng)等設(shè)備狀態(tài)，也可根據(jù)人工設(shè)定的數(shù)值定時(shí)控制設(shè)備或根據(jù)需要進(jìn)行人工開啟。

（5）防火自動(dòng)報(bào)警功能

可提供現(xiàn)場(chǎng)聲光報(bào)警，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)報(bào)警，并通過電話語音撥號(hào)報(bào)警或發(fā)送報(bào)警短信通知相關(guān)人員。

（6）現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警功能

用戶可設(shè)定某些參數(shù)指標(biāo)的上限和下限，根據(jù)溫濕度實(shí)測(cè)值與人工設(shè)定的超限值進(jìn)行對(duì)比分析，若實(shí)測(cè)值超過設(shè)定的范圍，則通過屏幕顯示報(bào)警或現(xiàn)場(chǎng)聲光報(bào)警。

（7）遠(yuǎn)程傳輸和網(wǎng)絡(luò)管理功能

可聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程傳輸現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)到的各種信息，上級(jí)部門可隨時(shí)調(diào)用、檢查糧庫環(huán)境的各項(xiàng)數(shù)據(jù)、報(bào)表，提供集中式系統(tǒng)管理及數(shù)據(jù)檢索功能，可與其它信息系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)，支持TCP/IP協(xié)議。

第五部分：監(jiān)測(cè)軟件數(shù)據(jù)平臺(tái)

我公司自主研發(fā)的糧倉糧庫溫濕度系統(tǒng)軟件，實(shí)時(shí)采集糧倉糧庫現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，經(jīng)傳感器數(shù)據(jù)模塊傳送至ZigBee節(jié)點(diǎn)或RS485節(jié)點(diǎn)上，然后通過光纖、GPRS/3G網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)平臺(tái)，按照相關(guān)設(shè)定進(jìn)行分析運(yùn)算、控制、存儲(chǔ)等功能，并進(jìn)一步與糧倉內(nèi)設(shè)備（如通風(fēng)、制冷、制熱、熏殺等）聯(lián)動(dòng)完成相應(yīng)控制。

（1）友好的用戶登陸管理界面

--規(guī)定用戶使用權(quán)限，不同用戶提供不同的操作權(quán)限，非用戶不能登陸系統(tǒng)，保證系統(tǒng)安全，操作簡單而富有人性化。

（2）實(shí)時(shí)歷史、曲線報(bào)表數(shù)據(jù)分析

--系統(tǒng)將采集到的數(shù)據(jù)信息以實(shí)時(shí)曲線的方式顯示給用戶，并根據(jù)需要按照日、月、季、年參數(shù)變化曲線生成歷史報(bào)表。便于對(duì)糧倉糧庫的運(yùn)轉(zhuǎn)情況進(jìn)行分析并做出改進(jìn)，提高糧食倉儲(chǔ)的效率與安全。

（3）多種形式的報(bào)警功能，適合不同場(chǎng)合需要

--工作人員根據(jù)糧倉糧庫內(nèi)的具體情況，設(shè)置溫度、濕度等參數(shù)限值。在監(jiān)測(cè)時(shí)，如發(fā)現(xiàn)有監(jiān)測(cè)結(jié)果超出設(shè)定的閾值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警提醒工作人員，報(bào)警形式包括：聲光報(bào)警、電話報(bào)警、短信報(bào)警、E-MAIL報(bào)警等。

（4）遠(yuǎn)程控制

--現(xiàn)場(chǎng)采集設(shè)備將采集到的數(shù)據(jù)通過有線、無線、GPRS/3G網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街锌財(cái)?shù)據(jù)平臺(tái)，用戶從終端可以查看糧倉糧庫現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。并使用遠(yuǎn)程控制功能，通過繼電器或采集輸出模塊對(duì)糧倉糧庫內(nèi)的相關(guān)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化控制，如自動(dòng)通風(fēng)系統(tǒng)、自動(dòng)制冷制熱系統(tǒng)、自動(dòng)除濕系統(tǒng)等。

（5）監(jiān)控終端

--監(jiān)控終端通過可視化、多媒體的人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)以下主要功能：

①糧倉內(nèi)糧情、溫濕度、CO2濃度全面顯示，可查詢，包括各種參數(shù)以及歷史數(shù)據(jù)等；

②向糧倉內(nèi)監(jiān)控終端發(fā)出調(diào)度命令、調(diào)整設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，確保糧倉內(nèi)環(huán)境維持穩(wěn)定狀態(tài)，保證糧食倉儲(chǔ)安全。

第二篇：糧倉溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

糧倉溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

我國是一個(gè)人口眾多的大國, 科學(xué) 儲(chǔ)糧是保障人民糧食供應(yīng), 促進(jìn)社會(huì)安定的大事, 糧倉溫度的監(jiān)測(cè)在科學(xué)儲(chǔ)糧 中占有重要地位[1]。在大多數(shù)糧食存儲(chǔ)企業(yè), 目前仍主要靠人工檢測(cè)糧倉溫度。由于糧庫占地面積大，糧倉分散，倉內(nèi)溫度測(cè)試點(diǎn)多，因而人工監(jiān)測(cè)工作量大，效率低，檢測(cè)周期長，容易漏檢，而且測(cè)量器件損壞率高，測(cè)試精度難以保證。

糧倉溫室度檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀隨著微型計(jì)算機(jī)和傳感器技術(shù)的迅速發(fā)展，自動(dòng)檢測(cè)領(lǐng)域發(fā)生了巨大變 化，倉庫的溫度和濕度自動(dòng)監(jiān)測(cè)控制方面的研究有了明顯的進(jìn)展。糧倉溫室度檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀隨著微型計(jì)算機(jī)和傳感器技術(shù)的迅速發(fā)展，自動(dòng)檢測(cè)領(lǐng)域發(fā)生了巨大變 化，倉庫的溫度和濕度自動(dòng)監(jiān)測(cè)控制方面的研究有了明顯的進(jìn)展。

糧食溫度是 能否保證糧食安全儲(chǔ)存的重要指標(biāo)之一,只有及時(shí),準(zhǔn)確地測(cè)得糧堆各層面的糧 溫?cái)?shù)據(jù),并根據(jù)檢測(cè)的溫度數(shù)據(jù)對(duì)糧食儲(chǔ)存情況進(jìn)行分析,作出決策,采取措施, 最大限度的減少糧食在儲(chǔ)存過程中的損失。正目前,糧庫中的溫濕度檢測(cè),基本上是人工檢測(cè),勞動(dòng)強(qiáng)度大,繁瑣,由于 檢測(cè)報(bào)警不及時(shí),造成庫儲(chǔ)糧食損失的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生,于是,設(shè)計(jì)并研制性能價(jià) 格比較高的糧庫溫濕度自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)迫在眉睫。由于大型糧庫分布廣、儲(chǔ)量大，糧庫的管理和監(jiān)測(cè)難度大，基于糧庫糧情檢測(cè)系統(tǒng)上的計(jì)算機(jī)管理軟件的設(shè) 計(jì)，由每個(gè)糧倉中配置的下位機(jī)將糧情數(shù)據(jù)通過無線數(shù)傳模塊發(fā)送給上位機(jī)，上位機(jī)將下位機(jī)的數(shù)據(jù)以曲線和表格的形式表示出來，清晰直觀地顯示出各倉 內(nèi)溫濕度狀況，由上位機(jī)對(duì)糧倉進(jìn)行監(jiān)視，管理人員在控制室就可以看到實(shí)時(shí) 糧情數(shù)據(jù)，對(duì)糧情數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)糧倉管理自動(dòng)化、智能化。

系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集 部分是將溫濕度傳感器置于倉庫內(nèi)部，測(cè)出倉內(nèi)的溫濕度值，經(jīng)過放大、A/D 3 糧倉溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)換為數(shù)字量之后送入 AT89C51 單片機(jī)中，然后通過 8 位 LED 顯示，單片機(jī) 將預(yù)設(shè)的參考值與測(cè)量值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果作出判斷，經(jīng)過程序分析處 理發(fā)送相應(yīng)指令控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，接通或關(guān)閉各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)的繼電器，進(jìn)而 控制干燥機(jī)、空調(diào)和風(fēng)機(jī)等設(shè)備，以此來調(diào)節(jié)倉內(nèi)溫濕度。如此循環(huán)不斷，使 溫濕度值與設(shè)定值保持一致。當(dāng)溫濕度值超過允許的誤差范圍，系統(tǒng)將發(fā)出聲 光報(bào)警，如果有必要，倉管人員還可以根據(jù)實(shí)際的情況通過鍵盤或按鈕來人工 修改片內(nèi)存儲(chǔ)的預(yù)設(shè)值。通過對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的核心單片機(jī)部分的設(shè)計(jì)，達(dá)到優(yōu)化 控制溫濕度的目標(biāo)。

一）系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)： ◆單片機(jī)芯片：.通過比較，選用 AT89C51 單片機(jī)來構(gòu)造本系統(tǒng)?！鬉/D 轉(zhuǎn)換器：A/D 轉(zhuǎn)換器采用 8 位串行控制模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ATC0809?！?溫度傳感器 ：由計(jì)算機(jī)采集“電壓-時(shí)間”的數(shù)據(jù)，以發(fā)揮其實(shí)時(shí)和準(zhǔn)確 的特點(diǎn)。另外，該器件價(jià)格比較低廉，也完全能滿足糧倉內(nèi)糧食監(jiān)測(cè)的需要?！?濕度傳感器：該器件具有不需校準(zhǔn)的完全互換性、高度可靠性、長期穩(wěn) 定性、快速響應(yīng)和專利設(shè)計(jì)的固態(tài)聚合物結(jié)構(gòu)，適用于線性電壓輸出和頻率輸 出兩種電路，可經(jīng)多路開關(guān)直接輸入到 A/D 轉(zhuǎn)換器。

（二）系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)： ◆測(cè)控模塊：檢測(cè)各分機(jī)所在糧倉的溫濕度數(shù)據(jù) ◆顯示模塊：溫度采用四位顯示，濕度也采用四位顯示，使測(cè)量結(jié)果更直觀，便于管理人員做出決策?！魣?bào)警模塊：系統(tǒng)采用三極管驅(qū)動(dòng)的蜂鳴音報(bào)警，當(dāng)溫濕度嚴(yán)重超標(biāo)或出現(xiàn) 火情、遇盜時(shí)，系統(tǒng)做出聲光報(bào)警，同時(shí)記錄并打印事故出現(xiàn)的時(shí)間、倉號(hào)、控 制點(diǎn)等情報(bào)，并能啟動(dòng)適當(dāng)應(yīng)急措施

2.1.4 溫度傳感器的分類及特點(diǎn) 溫度是一個(gè)基本的物理量，自然界中的一切過程無不與溫度密切相關(guān)。溫度傳感器是最早開發(fā)，應(yīng)用最廣的一類傳感器。溫度傳感器的市場(chǎng)份額 大大超過了其他的傳感器。從 17 世紀(jì)初人們開始利用溫度進(jìn)行測(cè)量。在半 導(dǎo)體技術(shù)的支持下，本世紀(jì)相繼開發(fā)了半導(dǎo)體熱電偶傳感器、PN 結(jié)溫度傳 感器和集成溫度傳感器。與之相應(yīng)，根據(jù)波與物質(zhì)的相互作用規(guī)律，相繼 開發(fā)了聲學(xué)溫度傳感器、紅外傳感器和微波傳感器。兩種不同材質(zhì)的導(dǎo)體，如在某點(diǎn)互相連接在一起，對(duì)這個(gè)連接點(diǎn)加熱，在它們不加熱的部位就會(huì)出現(xiàn)電位差。這個(gè)電位差的數(shù)值與不加熱部位測(cè) 8 量點(diǎn)的溫度有關(guān)，和這兩種導(dǎo)體的材質(zhì)有關(guān)。這種現(xiàn)象可以在很寬的溫度 范圍內(nèi)出現(xiàn)，如果精確測(cè)量這個(gè)電位差，再測(cè)出不加熱部位的環(huán) 境溫度，就可以準(zhǔn)確知道加熱點(diǎn)的溫度。由于它必須有兩種不同材質(zhì)的導(dǎo)體，所以 稱之為“熱電偶”。不同材質(zhì)做出的熱電偶使用于不同的溫度范圍，溫度傳感器 本文溫度傳感器采用了接觸式熱電偶溫度傳感器，根據(jù)前文基礎(chǔ)知可以知道 接觸式熱電偶溫度傳感器具有如下特點(diǎn)： 雖然它靈敏度比較低，容易受到環(huán)境干擾信號(hào)的影響，也容易受到前置 放大器溫度漂移的影響，不適合測(cè)量微小的溫度變化，但是，由于熱電偶 溫度傳感器的靈敏度與材料的粗細(xì)無關(guān)，用非常細(xì)的材料也能夠做成溫度 傳感器。也由于制作熱電偶的金屬材料具有很好的延展性，這種細(xì)微的測(cè) 溫元件有極高的響應(yīng)速度，可以測(cè)量快速變化的過程。非接觸式傳感器其 測(cè)溫范圍比較大，糧倉測(cè)溫不需要這種值度，所以不宜采用，采用接觸式 熱電偶傳感器在糧倉中測(cè)溫最適宜。計(jì)算方法有： 溫度測(cè)量是建立在熱平衡定律的基礎(chǔ)上的，根據(jù)溫度的不同，可將溫度測(cè) 量的方法分為接觸式和非接觸式兩類。由于非接觸式測(cè)溫方法是基于物理的熱 輻射能隨溫度變化的原理，用在本系統(tǒng)中不合理，故本系統(tǒng)中我將采用接觸式 測(cè)溫計(jì)，其中接觸式測(cè)溫計(jì)熱電偶測(cè)溫計(jì)和熱電阻測(cè)溫計(jì)，由于熱電偶的更適 合本系統(tǒng)的應(yīng)用且課本《檢測(cè)技術(shù)及儀表》中關(guān)于這方面的知識(shí)比較熟悉，所 以綜上所述，溫度傳感器里將用熱電偶溫度計(jì)。熱電偶溫度計(jì)的可用冷端溫度補(bǔ)償方法：（1）0℃恒溫法（2）計(jì)算修正法；設(shè)計(jì)計(jì)算公式： Eab（t，to）= Eab（t，th）+ Eab（th，to）（3）補(bǔ)償電橋法，本文主要采用補(bǔ)償電橋法測(cè)溫

濕度傳感器的分類及特點(diǎn)

1、濕度傳感器的分類 濕度傳感器分為電阻式和電容式兩種，產(chǎn)品的基本形式都是在基片涂覆感濕 材料形成感濕膜?？諝庵械乃羝接诟袧癫牧虾螅淖杩?、介質(zhì)常數(shù)發(fā) 生很大的變化，從而制成濕敏元件。

2、濕度傳感器的特性：(1)精度和長期穩(wěn)定性(2)濕度傳感器的溫度系數(shù) 濕敏元件除對(duì)環(huán)境濕度敏感外，對(duì)溫度亦十分敏感，其溫度系數(shù)一般在 0.2~0.8%RH/℃范圍內(nèi)，而且有的濕敏元件在不同的相對(duì)濕度下，其溫度系數(shù)又 有差別。(4)互換性 目前(5)濕度校正 校正濕度要比校正溫度困難得多

濕度傳感器濕度檢測(cè)儀的主電路包括：（1）系統(tǒng)時(shí)鐘電路；（2）系統(tǒng)復(fù)位電路；（3）按 鍵電路；（4）顯示電路；（5）電源控制電路；（6）濕度檢測(cè)傳輸及 A/D 轉(zhuǎn)換電路 六部分組成。集成濕度傳感器 HS15 的輸出電壓在 1～4V 之間隨濕度呈線性變化，設(shè)計(jì)的 濕度信號(hào)采集電路如圖 2.6 所示，該電路測(cè)濕范圍為 0%～100%RH。由于該電路 中沒有出現(xiàn)負(fù)壓，電路主體采用差分式減法電路，精密電阻 2.4KΩ，2KΩ，用 這四個(gè)電阻可調(diào)節(jié)增益。通過 HM1500 傳感器測(cè)量所得到的濕度電壓信號(hào)從 IN 輸 入。HS15 特別適用使用于 10～98%RH 環(huán)境的精確測(cè)量，超過上述范圍將不會(huì)對(duì) HS15 穩(wěn)定性造成影響。

溫度傳感器 本文溫度傳感器采用了接觸式熱電偶溫度傳感器，根據(jù)前文基礎(chǔ)知可以知道 接觸式熱電偶溫度傳感器具有如下特點(diǎn)： 雖然它靈敏度比較低，容易受到環(huán)境干擾信號(hào)的影響，也容易受到前置 放大器溫度漂移的影響，不適合測(cè)量微小的溫度變化，但是，由于熱電偶 溫度傳感器的靈敏度與材料的粗細(xì)無關(guān)，用非常細(xì)的材料也能夠做成溫度 傳感器。也由于制作熱電偶的金屬材料具有很好的延展性，這種細(xì)微的測(cè) 溫元件有極高的響應(yīng)速度，可以測(cè)量快速變化的過程。非接觸式傳感器其 測(cè)溫范圍比較大，糧倉測(cè)溫不需要這種值度，所以不宜采用，采用接觸式 熱電偶傳感器在糧倉中測(cè)溫最適宜。計(jì)算方法有： 溫度測(cè)量是建立在熱平衡定律的基礎(chǔ)上的，根據(jù)溫度的不同，可將溫度測(cè) 量的方法分為接觸式和非接觸式兩類。由于非接觸式測(cè)溫方法是基于物理的熱 輻射能隨溫度變化的原理，用在本系統(tǒng)中不合理，故本系統(tǒng)中我將采用接觸式 測(cè)溫計(jì)，其中接觸式測(cè)溫計(jì)熱電偶測(cè)溫計(jì)和熱電阻測(cè)溫計(jì)，由于熱電偶的更適 合本系統(tǒng)的應(yīng)用且課本《檢測(cè)技術(shù)及儀表》中關(guān)于這方面的知識(shí)比較熟悉，所 以綜上所述，溫度傳感器里將用熱電偶溫度計(jì)。熱電偶溫度計(jì)的可用冷端溫度補(bǔ)償方法：（1）0℃恒溫法（2）計(jì)算修正法；設(shè)計(jì)計(jì)算公式： Eab（t，to）= Eab（t，th）+ Eab（th，to）（3）補(bǔ)償電橋法，本文主要采用補(bǔ)償電橋法測(cè)溫。

糧倉溫室度檢測(cè)系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì) 3.1 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)根據(jù)系統(tǒng)需求及總體的思路，設(shè)計(jì)出如下總體框圖： 通過溫室度傳感器在糧倉內(nèi)部某個(gè)面積采集相關(guān)的溫室度數(shù)據(jù)，經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為單片機(jī)可識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，單片機(jī)插上電源后就會(huì)開始 工作，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編譯識(shí)別，經(jīng)過單片機(jī)數(shù)據(jù)處理后，顯示器將數(shù)字顯示出來，對(duì)數(shù)字進(jìn)行比較較真，當(dāng)測(cè)得的值大于預(yù)定值則自動(dòng)啟動(dòng)報(bào)警電路，發(fā)出報(bào)警，通知 相關(guān)人員記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。

本次設(shè)計(jì)將模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、傳感器技術(shù)和單片機(jī)綜合應(yīng)用到 實(shí)際設(shè)計(jì)中，由溫度集成傳感器 HS15 采集模擬信號(hào)經(jīng)放大送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ATC0809 變?yōu)閿?shù)字信號(hào),采用單片機(jī) AT89C51 作為核心控制 CPU，對(duì)芯片模數(shù)轉(zhuǎn)換 器 ATC0809 和 LED 驅(qū)動(dòng)芯片進(jìn)行編程控制，讀取傳送來的數(shù)字信號(hào)，通過單片 機(jī) AT89C51 處理，將濕度信號(hào)、溫度信號(hào)顯示在四位數(shù)碼管上，采用單片機(jī)輸出 高低電平到光電耦合器，從而實(shí)現(xiàn)弱電控制強(qiáng)電的目的，控制風(fēng)機(jī)，加熱器的工 作狀態(tài)。確保糧倉的溫度濕度在控制范圍內(nèi)，達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。

第三篇：大型糧倉溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)任務(wù)書(參考)

江 西 理 工 大 學(xué)

本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）任 務(wù) 書

學(xué)院 專業(yè) 級(jí)（屆）

班 學(xué)號(hào) 學(xué)生

題 目：糧庫溫濕度的檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

專題題目（若無專題則不填）：

原始依據(jù)(包括設(shè)計(jì)（論文）的工作基礎(chǔ)、研究條件、應(yīng)用環(huán)境、工作目的等)：

1、本設(shè)計(jì)的工作基礎(chǔ)：糧庫溫濕度環(huán)境參數(shù)的檢測(cè)是糧庫糧情檢測(cè)的重要參數(shù)，早期大多采用干濕度表、毛發(fā)濕度計(jì)、雙金屬式測(cè)量計(jì)和濕度試紙等人工測(cè)試器材，檢測(cè)方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力、效率低、誤差大。后大部分采用有線的方式，鋪設(shè)大量電纜檢測(cè)溫濕度參數(shù)，但對(duì)于大型糧庫，存在面積大布局分散布線困難、現(xiàn)場(chǎng)信息分散等問題。采用無線的方式進(jìn)行參數(shù)檢測(cè)具有實(shí)時(shí)性高、低成本、低功耗、效率高等特點(diǎn)。設(shè)計(jì)一套基于無線網(wǎng)絡(luò)的糧庫溫濕度參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)采集、處理、傳輸和顯示數(shù)據(jù)，對(duì)糧庫糧情的檢測(cè)具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

2、本設(shè)計(jì)的研究條件: 各種傳感器器件、zigbee無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，射頻芯片、裝有開發(fā)環(huán)境的PC機(jī)，單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室、物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室等。

3、本設(shè)計(jì)的應(yīng)用環(huán)境:在環(huán)境參數(shù)的在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)中具有廣泛應(yīng)用價(jià)值。系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、成本低，功耗低等特點(diǎn)，除了在糧庫參數(shù)檢測(cè)中能運(yùn)行之外，在其他應(yīng)用領(lǐng)域具有通用性，例如對(duì)于大面積范圍的環(huán)境參數(shù)檢測(cè)，農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)的實(shí)時(shí)參數(shù)檢測(cè)、文物環(huán)境參數(shù)檢測(cè)等。

4、工作目的：選擇合適的傳感器對(duì)溫濕度要求比較高的應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，掌握傳感器的工作原理；同時(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)以無線為傳輸介質(zhì)的實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)，包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，主要實(shí)現(xiàn)對(duì)溫濕度的實(shí)時(shí)顯示、數(shù)據(jù)管理和控制。另外，本課題的研究將提高學(xué)生正確使用技術(shù)資料、查閱專業(yè)學(xué)術(shù)期刊、撰寫專業(yè)技術(shù)論文等方面的能力以及提高學(xué)生回答、闡述問題的能力。

主要內(nèi)容和要求：（包括設(shè)計(jì)（研究）內(nèi)容、主要指標(biāo)與技術(shù)參數(shù)，并根據(jù)課題性質(zhì)對(duì)學(xué)生提出具體要求）：

研究內(nèi)容：

1、掌握國內(nèi)外糧庫溫濕度的檢測(cè)系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)；

2、掌握各種參數(shù)檢測(cè)的傳感器的工作原理；

3、以單片機(jī)為核心，設(shè)計(jì)一套溫濕度的檢測(cè)系統(tǒng)的硬件電路；

4、掌握無線通信協(xié)議的原理。

5、根據(jù)功能要求，對(duì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)軟件設(shè)計(jì)。

6、在設(shè)計(jì)中，在上位機(jī)軟件如何實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集以及與數(shù)據(jù)庫的連接；同時(shí)對(duì)于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)如何進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示和數(shù)據(jù)管理； 具體要求：

1、在熟悉傳感器工作原理之后，以單片機(jī)為核心，硬件電路設(shè)計(jì)包括控制器模塊、傳感器模塊、電源模塊、顯示模塊、按鍵模塊等等的設(shè)計(jì)；至少能實(shí)現(xiàn)在線模擬仿真，畫出符合要求的原理圖和PCB電路圖；

2、軟件設(shè)計(jì)要求在硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，畫出整個(gè)系統(tǒng)的流程圖，選擇合適的編程軟件實(shí)現(xiàn)各模塊功能的要求。

3、傳感器測(cè)得的數(shù)據(jù)在上位機(jī)上能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)顯示，與數(shù)據(jù)庫連接，對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)管理和交互；

4、對(duì)設(shè)定時(shí)間內(nèi)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)變化曲線顯示；

5、在完成上述功能后，對(duì)系統(tǒng)增加報(bào)警系統(tǒng)，設(shè)置上、下限，可以是硬件報(bào)警也能是軟件報(bào)警。日程安排：

整個(gè)設(shè)計(jì)要求在13周內(nèi)完成，具體進(jìn)度安排如下：

第一階段：現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研：認(rèn)真收集有關(guān)資料，了解糧庫環(huán)境參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀及一些相關(guān)的控制算法。

第二階段：了解系統(tǒng)：了解各傳感器的工作原理和無線傳輸原理。第三階段：提出設(shè)計(jì)方案：在前面兩個(gè)階段的基礎(chǔ)上，提出對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案，撰寫開題報(bào)告等相關(guān)材料。

第四階段：程序設(shè)計(jì)：根據(jù)系統(tǒng)的整體方案，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)、調(diào)試。

第五階段：文件編制：撰寫論文初稿，準(zhǔn)備答辯提綱，進(jìn)行答辯。主要參考文獻(xiàn)和書目：

[1] 袁秀英．組態(tài)控制技術(shù)[M]．電子工業(yè)出版社，2007．

[2] 楊寧，黃元峰．微機(jī)控制技術(shù)第二版[M]．高等教育出版社，2005． [3] 周樂挺．傳感器與檢測(cè)技術(shù)[M]．高等教育出版社，2005．

[4] 何希才.傳感器技術(shù)及應(yīng)用[M].北京航空航天大學(xué)出版社,2005.[5] 趙家責(zé).傳感器電路設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].中國計(jì)量出版社,2002.[6] 王家杰.控制技術(shù)與儀表武[M].漢理工大學(xué)出版社,2002.[7] 龍志文.電力電子技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2006.[8] 潘永雄.新編單片機(jī)原理與應(yīng)用[M].西安電子科技大學(xué)出版社,2007.[9] 王忠民.微型計(jì)算機(jī)原理[M].西安電子科技大學(xué)出版社,2007.[10] 林福宗.多媒體技術(shù)基礎(chǔ)[M].清華大學(xué)出版社，2002.[11] 張子慧.熱工測(cè)量與自動(dòng)控制[M].中國建筑工業(yè)出版社,1998.增加近期的期刊

參考文獻(xiàn)增至20個(gè)以上

指導(dǎo)教師（簽字）：

年 月 日

注：本表可自主延伸，各專業(yè)根據(jù)需要調(diào)整。

第四篇：基于nRF905的糧庫無線溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)

基于nRF905的糧庫無線溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)

引言

溫濕度是影響糧食倉儲(chǔ)過程中品質(zhì)好壞的主要因素。目前我國許多糧食倉儲(chǔ)單位仍采用測(cè)溫儀器與人工抄錄、管理相結(jié)合的傳統(tǒng)方法，這不僅效率低，而且往往由于判斷失誤和管理不力造成局部或大范圍糧食霉變的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。

本文介紹采用nRF905射頻模塊、多個(gè)DS18B20構(gòu)成的測(cè)溫網(wǎng)絡(luò)、濕度傳感器HS1101組成一種糧庫無線全數(shù)字溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)，徹底擺脫了傳統(tǒng)的人工抄錄方法，能實(shí)時(shí)檢測(cè)糧倉中的溫濕度，并根據(jù)所測(cè)的數(shù)據(jù)控制空調(diào)器、除濕機(jī)等外部設(shè)備的運(yùn)行，確保糧倉內(nèi)合適的溫濕度環(huán)境，該設(shè)計(jì)具有簡單可靠和靈活方便的特點(diǎn)。硬件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)由兩個(gè)部分組成：中央監(jiān)控系統(tǒng)CMS和多個(gè)遠(yuǎn)程終端節(jié)點(diǎn)RTN(見圖1)。

圖1 系統(tǒng)硬件

中央監(jiān)控系統(tǒng)主要包括監(jiān)控計(jì)算機(jī)和主接收器，監(jiān)控計(jì)算機(jī)與主接收器之間通過串口(RS232)來通信，控制遠(yuǎn)程終端節(jié)點(diǎn)單片機(jī)(P89LPC916)讀取溫濕度值、并且實(shí)時(shí)記錄讀取的通道編號(hào)、DS18B20編號(hào)、時(shí)間。可以作為原始資料的積累，用于將來的數(shù)據(jù)分析，人機(jī)界面和單片機(jī)的通信用Visual Basic編程。

主接收器：通過無線射頻

模塊nRF905以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或廣播方式發(fā)送監(jiān)控計(jì)算機(jī)的各種控制命令，在命令發(fā)出以后，采用逐一掃描的方式探測(cè)各個(gè)數(shù)據(jù)終端有沒有發(fā)送通信請(qǐng)求；若有則執(zhí)行相應(yīng)的要求。

遠(yuǎn)程終端主要由P89LPC916單片機(jī)、射頻模塊nRF905、DS18B20的測(cè)溫網(wǎng)絡(luò)、濕度傳感器HS1101、外部設(shè)備驅(qū)動(dòng)器及放大調(diào)整電路組成。通過P89LPC916單片機(jī)的3個(gè)通用IO連接多個(gè)DS18B20構(gòu)成“一線總線”通信，實(shí)現(xiàn)DS18B20的測(cè)溫網(wǎng)絡(luò)。濕度傳感器HS1101探測(cè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境濕度，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后變?yōu)閿?shù)字信號(hào)?，F(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)信號(hào)由P89LPC916單片機(jī)進(jìn)行處理，最后將數(shù)據(jù)通過nRF905收發(fā)器送出。當(dāng)P89LPC916單片機(jī)檢測(cè)到異常的儲(chǔ)糧溫濕度時(shí)，啟動(dòng)風(fēng)機(jī)等外部設(shè)備，送信號(hào)到監(jiān)控計(jì)算機(jī)和報(bào)警電路，有聲光報(bào)警，提醒工作人員。DS18B20

美國Dallas公司的DS18B20數(shù)字式溫度傳感器，工作電壓3.0~5.5V，溫度測(cè)量范圍-55~125℃，在-10~85℃范圍內(nèi)測(cè)量精度為±0.5℃。與傳統(tǒng)的熱敏電阻溫度傳感器不同，它能夠直接讀出被測(cè)溫度，并且可根據(jù)實(shí)際要求通過簡單的編程實(shí)現(xiàn)9~12位的數(shù)字值讀數(shù)方式，可以分別在93.75ms和750ms內(nèi)將溫度值轉(zhuǎn)化為9位和12位的數(shù)字量。該芯片在檢測(cè)點(diǎn)已把被測(cè)信號(hào)數(shù)字化了，因此在單總線上傳送的是數(shù)字信號(hào)。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中選擇了該傳感器，使得系統(tǒng)溫度傳感器模塊的硬件極其簡單，只占用單片機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)數(shù)據(jù)I/O口加一個(gè)上拉電阻即可。

DS18B20因其序列號(hào)在出廠前已寫入片內(nèi)ROM中，主機(jī)在進(jìn)入操作程序前必須逐一接入DS18B20用讀ROM(33H)命令將該DS18B20的序列號(hào)讀出。當(dāng)主機(jī)需要對(duì)眾多在線DS18B20的某一個(gè)進(jìn)行操作時(shí)，首先要發(fā)出匹配ROM命令(55H)，接著主機(jī)提供64位序列碼，之后的操作就是針對(duì)該DS18B20的。在DS18B20組成的多路測(cè)溫系統(tǒng)中，主機(jī)在發(fā)出跳過ROM命令之后，再發(fā)出統(tǒng)一的溫度轉(zhuǎn)換啟動(dòng)碼44H，就可以實(shí)現(xiàn)所有DS18B20的統(tǒng)一轉(zhuǎn)換。再經(jīng)過1s后就可以用很少的時(shí)間去逐一地讀回每個(gè)DS18B20的溫度數(shù)據(jù)。射頻芯片nRF905

nRF905是挪威Nordic公司推出的單片射頻發(fā)射器芯片，工作電壓為1.9~3.6V，工作于433/868/915MHz3個(gè)ISM頻道。nRF905可以自動(dòng)完成處理字頭和CRT(循環(huán)冗余碼校驗(yàn))的工作，可由片內(nèi)硬件自動(dòng)完成曼徹斯特編碼/解碼，使用SPI接口與微控制器通信，配置非常方便，其功耗非常低，以-10dBm的輸出功率發(fā)射時(shí)電流只有11mA，在接收模式時(shí)電流為12.5mA。

nRF905傳輸數(shù)據(jù)時(shí)為非實(shí)時(shí)方式，即發(fā)送端發(fā)出數(shù)據(jù)，接收端收到后先暫存于芯片存儲(chǔ)器內(nèi)，外面的MCU可以在需要時(shí)再到芯片中去取。nRF905一次的數(shù)據(jù)傳輸量最多為32B。無線數(shù)據(jù)傳送的實(shí)現(xiàn)

本設(shè)計(jì)中將單片機(jī)P89LPC916的SPI接口和nRF905的SPI接口相連，另外再選幾個(gè)I/O口連接nRF905的輸入輸出信號(hào)，如圖2所示。

圖2 nRF905控制電路

nRF905在正常工作前應(yīng)由P89LPC916先根據(jù)需要寫好配置寄存器，其后的工作主要是兩個(gè)：發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)。

發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，P89LPC916先把nRF905置于待機(jī)模式(PWR_UP引腳為高、TRX_CE引腳為低)，然后通過SPI總線把發(fā)送地址和待發(fā)送的數(shù)據(jù)都寫入相應(yīng)的寄存器中，之后把nRF905置于發(fā)送模式(PWR_UP、TRX_CE和TX_EN全置高)，數(shù)據(jù)就會(huì)自動(dòng)通過天線發(fā)送出去。為了數(shù)據(jù)可靠地傳輸，將射頻配置寄存器中的自動(dòng)重發(fā)位(AUTO_RETRAN)設(shè)為有效，數(shù)據(jù)包重復(fù)不斷地一直向外發(fā)，直到P89LPC916把TRX_CE拉低，退出發(fā)送模式為止。

接收數(shù)據(jù)時(shí)，P89LPC916把nRF905的TRX_CE引腳置為高電平，TX_EN引腳拉為低電平后，就開始接收數(shù)據(jù)。本設(shè)計(jì)中P89LPC916設(shè)定的40s內(nèi)一直判斷nRF905的DR引腳是否變高，若為高，則證明接收到了有效數(shù)據(jù)，可以退出接收模式，若一直沒有接收到，待時(shí)間到時(shí)也退出接收模式。退出后在待機(jī)模式，P89LPC916通過SPI總線把nRF905內(nèi)部的接收數(shù)據(jù)寄存器中的數(shù)據(jù)讀出，即接收到的有效數(shù)據(jù)。軟件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是控制nRF905的程序設(shè)計(jì)，首先是對(duì)nRF905進(jìn)行初始配置，配置完成后按需要編寫用戶數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收程序。

圖3 軟件系統(tǒng)的整體數(shù)據(jù)處理流程

初始化

·初始化nRF905的射頻配置寄存器

這些寄存器中有很多信息，必須根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行配置，本設(shè)計(jì)中nRF905外接16MHz晶體，XOF應(yīng)配置為0 11；PA_PWR為發(fā)射功率、RX_RED_PWR為接收靈敏度，可根據(jù)需要配置；另外還有發(fā)送地址、接收地址、發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)的長度(字節(jié)數(shù))，可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用配置。注意這組寄存器中還有接收時(shí)的實(shí)際地址，而發(fā)送地址在其他單獨(dú)寄存器中?！づ渲胣RF905的發(fā)送地址

在實(shí)際工作中，nRF905可以自動(dòng)濾除地址不相同的數(shù)據(jù)，只有地址匹配且校驗(yàn)正確的數(shù)據(jù)才會(huì)被接收，并存儲(chǔ)在接收數(shù)據(jù)寄存器中。本設(shè)計(jì)中配置最多4個(gè)字節(jié)(32位)，發(fā)送端的發(fā)送地址應(yīng)與接收端設(shè)備的接收地址相同。用戶程序

根據(jù)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)方案，分為發(fā)送端和接收端兩個(gè)部分，軟件系統(tǒng)的整體數(shù)據(jù)處理流程如圖3所示。軟件系統(tǒng)分為5個(gè)模塊：溫濕度采集模塊、外部設(shè)備模塊、RF發(fā)送模塊、RF接收模塊、中央監(jiān)控系統(tǒng)報(bào)表統(tǒng)計(jì)分析模塊。通信協(xié)議

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為有多個(gè)發(fā)送端向1個(gè)接收端單向發(fā)送溫濕度數(shù)據(jù)，同時(shí)要求接收端能夠根據(jù)接收的數(shù)據(jù)內(nèi)容判斷信號(hào)來自哪一個(gè)發(fā)送模塊；接收端根據(jù)溫濕度數(shù)據(jù)是否越界從而驅(qū)動(dòng)前端外部設(shè)備。為此，將系統(tǒng)通信協(xié)議設(shè)置為如下格式：

Preamble為引導(dǎo)字節(jié)，Add為接收機(jī)地址，Payload為有效加載數(shù)據(jù)(包括接收顯示單元識(shí)別碼Rid、源發(fā)送單元識(shí)別碼Sid及Data字——在接收時(shí)Data字高八位內(nèi)容即為溫度數(shù)據(jù)，低八位內(nèi)容即為濕度數(shù)據(jù)；發(fā)送控制命令即為外部設(shè)備控制字，長度為2字節(jié))，CRC為校驗(yàn)碼。nRF905處于發(fā)射模式時(shí)，Add和Payload由微控制器按順序送入射頻模塊nRF905，Preamble和CRC由nRF905自動(dòng)加載。接收時(shí)，nRF905先接收一個(gè)數(shù)據(jù)包，分別驗(yàn)證Preamble、Add和CRC正確后，再將Payload數(shù)據(jù)送入微控制器處理；當(dāng)接收顯示單元微處理器判斷Payload中的Rid和本機(jī)識(shí)別碼一致時(shí)，繼續(xù)處理后繼數(shù)據(jù)，并通過Sid來判斷收到的數(shù)據(jù)來自哪一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，保存至中央監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫供后期數(shù)據(jù)分析處理。結(jié)語

基于nRF905、濕度傳感器HS1101以及DS18B20智能溫度傳器設(shè)計(jì)的分布式多點(diǎn)測(cè)量系統(tǒng)能很好的滿足糧庫溫濕度監(jiān)測(cè)的要求。自2006年3月在中山市某應(yīng)急糧加工中心使用至今，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，簡單易用。參考文獻(xiàn)：

1．Dallas Semiconductor.DS18B20 Datasheet．http://004km.cn/，2005-06-14 2．Nordic VLSI ASA Inc.nRF905 Datasheet.rev1-2．http://004km.cn/，2005-01-22 3．毛哲、謝兆鴻等，糧情智能測(cè)控系統(tǒng)的研制，微計(jì)算機(jī)信息，2003.6：39-40

第五篇：糧倉環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)該述

糧倉環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)該述

糧情檢測(cè)分析系統(tǒng)是我公司研發(fā)的綜合檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)適用于由房式倉、筒式倉、淺圓倉等多種倉型構(gòu)成的大中小糧庫，也適用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)上實(shí)時(shí)檢測(cè)環(huán)境溫、濕度。該系統(tǒng)長期運(yùn)行穩(wěn)定、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，綜合布線合理，使用維護(hù)方便。

操作軟件是基于windows環(huán)境編寫的應(yīng)用程序，測(cè)溫軟件實(shí)用、操作簡單，另外可與糧庫儲(chǔ)運(yùn)管理系統(tǒng)集成在一起構(gòu)成糧庫綜合管理系統(tǒng)，亦可獨(dú)立安裝成為糧情檢測(cè)分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括硬件溫、濕度巡測(cè)系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)檢測(cè)分析軟件系統(tǒng)兩部分。系統(tǒng)為糧食企業(yè)建立一個(gè)全方位的計(jì)算機(jī)自動(dòng)檢測(cè)、采集、分析系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)糧食企業(yè)對(duì)糧情管理的自動(dòng)化。

該系統(tǒng)測(cè)溫主機(jī)、測(cè)溫測(cè)濕分機(jī)以及分析軟件完全是我公司自主研制和生產(chǎn)的，可以保證及時(shí)有效的售后服務(wù)。糧溫檢測(cè)硬件結(jié)構(gòu)功能

在對(duì)糧庫實(shí)際情況進(jìn)行充分、系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，對(duì)溫度、濕度巡測(cè)系統(tǒng)硬件部分的設(shè)計(jì)以實(shí)用、系統(tǒng)綜合自動(dòng)化為原則，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的溫濕度巡測(cè)硬件部分有利于糧庫的綜合布線，充分的發(fā)揮糧情檢測(cè)分析系統(tǒng)的性能。溫度巡測(cè)系統(tǒng)硬件各部分功能介紹如下：

1、主控計(jì)算機(jī)

安裝糧情檢測(cè)分析系統(tǒng)軟件，接收并處理糧溫?cái)?shù)據(jù)。

配置：主頻500兆以上，內(nèi)存64兆以上，硬盤2G以上，帶光盤驅(qū)動(dòng)器，WIN95以上操作系統(tǒng)，配帶打印機(jī)。該計(jì)算機(jī)用戶可自行配置，本公司負(fù)責(zé)安裝糧情檢測(cè)分析系統(tǒng)軟件。

2、測(cè)溫主機(jī)

置于計(jì)算機(jī)旁，采集并存儲(chǔ)糧溫，并把糧溫?cái)?shù)據(jù)通過計(jì)算機(jī)串口傳送到計(jì)算機(jī)。

主機(jī)內(nèi)為單片機(jī)系統(tǒng)，采用高精度、高分辨率模/數(shù)轉(zhuǎn)換摸塊，精度為0.1℃，測(cè)溫范圍-20℃----+60℃，采集速度10點(diǎn)/秒。每臺(tái)主機(jī)最多可接99個(gè)選號(hào)分機(jī)。

3、糧溫檢測(cè)

1)、糧溫檢測(cè)分單倉、多倉、全庫三種測(cè)溫方式

a.單倉測(cè)溫：可選擇倉號(hào)，檢測(cè)查看任意一個(gè)糧倉的糧溫情況；也可用鼠標(biāo)直接點(diǎn)擊庫區(qū)平面圖上該倉直接進(jìn)入測(cè)溫程序，使操作更為方便直觀。

b.多倉測(cè)溫：當(dāng)需要查看某一部分糧倉（如一個(gè)由多倉組成的庫區(qū)）的糧溫時(shí)可選擇這種方式。

c.全庫測(cè)溫：采用這種方式可瀏覽整個(gè)糧庫所有糧倉的糧溫情況。

2)、糧庫示意圖：繪出的整個(gè)糧庫的平面圖，在糧庫示意圖的倉庫圖標(biāo)上點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵進(jìn)入該庫的糧情管理系統(tǒng)快捷菜單，在這里可以進(jìn)行測(cè)溫、查看該倉立體方位圖、測(cè)溫電纜分布圖、倉庫信息、溫度報(bào)表打印和糧情即時(shí)分析。糧情即時(shí)分析是對(duì)該庫糧食溫度進(jìn)行水平方向、垂直方向用三維立體方式進(jìn)行綜合分析，從而使糧食管理人員更直觀的了解倉庫內(nèi)糧食溫度變化情況。測(cè)溫時(shí)操作界面可顯示各點(diǎn)糧食溫度情況，并可顯示出高溫點(diǎn)、故障點(diǎn)，并用不同顏色的圖例顯示在測(cè)溫電纜分布圖上，從而非常直觀地找到異常糧溫點(diǎn)。

4、糧情管理

糧情管理是以測(cè)溫系統(tǒng)采集的糧庫糧食溫度為依據(jù)，對(duì)糧庫糧食的儲(chǔ)藏情況進(jìn)行綜合分析，使糧管人員對(duì)糧食的霉變情況、蟲害發(fā)生情況得出合理的結(jié)論。

1）、采集完糧倉內(nèi)的糧溫后，進(jìn)行數(shù)據(jù)保存，系統(tǒng)可自動(dòng)計(jì)算出倉內(nèi)的最高、最低和平均溫度值，還可計(jì)算出每層的最高、最低和平均溫度值，供管理人員分析。

2）、工作人員每天可多次進(jìn)行測(cè)溫，并保存當(dāng)天最后一次的信息。

3）、三溫二濕圖：有了多天的糧溫?cái)?shù)據(jù)信息后，系統(tǒng)可給出各測(cè)溫點(diǎn)的溫度曲線和倉庫平均溫度曲線，倉儲(chǔ)管理人員可以直觀地了解一段時(shí)間內(nèi)糧溫的變化趨勢(shì)。溫、濕度曲線圖，既可以在屏幕上顯示，也可以打印出來。

4）、糧情管理系統(tǒng)的歷史溫度管理部分中可以進(jìn)行歷史溫度查詢、溫度報(bào)表導(dǎo)入導(dǎo)出、溫度報(bào)表綜合打印、溫度報(bào)表簡表打印。立體查詢圖中，用漸變色標(biāo)出各點(diǎn)糧溫。

5）、系統(tǒng)可給出各倉倉儲(chǔ)信息表，用戶可根據(jù)實(shí)際情況添入各項(xiàng)信息，并可以進(jìn)行各倉庫信息查詢。倉儲(chǔ)信息表的主要內(nèi)容包括：倉號(hào)、倉型、儲(chǔ)糧品種、倉容、結(jié)存、入倉時(shí)間、容重、雜質(zhì)等倉庫儲(chǔ)糧信息。倉儲(chǔ)信息表的內(nèi)容可和報(bào)表一同打印出來。