基于单片机粮仓测控系统的研究

摘要

粮食的质量、粮食的数量和粮食的安全关系到国民经济的发展和社会稳定的大局。因此做好粮食的储备工作具有重大的意义。影响粮食储藏好坏的物理参数是粮食的温度、湿度等因素。对于粮食安全性检测还有防盗也是必不可少的。快速、准确地检测这些参数并及时进行处理，对于减少粮食损耗是有着重要的现实意义。 本系统由上位机(PC)机、主机、分机、温度、湿度、人体红外、通风控制器组成。分机是采用STC89C52单片机作为核心来设计的，充分利刚了单片机的数据处理及实时检测功能；串行通讯采用MAX485模块，能够实现多路采集输入和多路输出控制功能，并具有系统故障报警和参数越限报警功能。CPU实现对各传感器输出的循环采集并根据其与环境参量的对应关系转换成相应的温度值、湿度值、防盗安全。外围电路主要包括时钟电路、电源电路、串口通讯电路、键盘电路、A/D转换电路、控制电路、模糊控制的设计及仿真等。 本系统的工作过程，上位机经过一定程序运行后向单片机发出启动信号，启动单片机及被控机构，同时，准备接收下位机即单片机送来的信号和数据。被启动的下位机，一方面定时启动传感器来测量粮仓环境，并将采集到的信号经放大器放大，送入A/D换电路转换成相应的数字量后，送入单片机进行预处理，另一方面把采集到的数据存储并向中心上位机发送，同时，上位机发出控制信号，控制执行机构以达到粮食所需的环境。 本系统主要实现对粮仓中各环境参数的现场采集，并对采集上来的数据进行分析、处理，从而使粮食处丁安全状态。 基于对粮仓智能化测控系统的研究，本文的主要研究内容有以下几个方面： 收集资料，了解更多关于粮食储藏、粮仓环境因子情况，掌握目前国内外粮仓测控系统的研究状况，分析其优点和缺点；设计粮食测控系统的整体组成方案；研制传感器的检测电路及各部分组成电路，完成粮情测控系统的硬件设计；学习模糊控制原理及算法；利用Matlab仿真；利用VB语言对系统上位机进行软件设计；利用汇编语言对系统下位机进行软件设计；为了提高系统的可靠性和安全性，研制系统的抗干扰措施。

目录

文摘

英文文摘

声明

1引言

1.1研究的背景与意义

1.2国内外粮仓技术现状

1.2.1按温度传感器分类

1.2.2按通讯方式分

1.3粮仓测控系统的发展趋势

1.4本文的主要工作

1.5本章小结

2系统总体方案设计

2.1系统总体结构

2.2主要技术参数

2.3检测数据处理

2.4检测方式

2.5报警系统

2.6本章小结

3系统硬件部分设计与实现

3.1 STC89C52的介绍

3.1.1 STC89C52单片机的特点

3.1.2 STC89C52的硬件结构

3.2各检测电路的设计

3.2.1温度检测电路的设计

3.2.2湿度检测电路的设计

3.2.3防盗检测电路的设计

3.3控制电路的设计

3.4电源电路的设计

3.5时钟电路的设计

3.4.1 SD2201主要性能特点

3.4.2 SD2201原理框图

3.6键盘、显示电路的设计

3.7液晶显示程序

3.8 A/D电路的设计

3.9串口通讯电路的设计

3.10系统的模糊控制及仿真

3.10.1模糊控制基本原理与设计步骤

3.10.2系统的仿真结果

3.10.3模糊控制算法的实现

3.11本章小结

4系统软件的设计及实现

4.1 Visual Basic 6.0介绍

4.2数据库的设计

4.2.1数据库管理系统与Access

4.2.2 VB访问Access数据库概述

4.2.3利用ACCESS数据库进行数据处理

4.3软件的基本功能

4.4管理系统界面模块

4.4.1用户窗口

4.4.2主界面窗口

4.4.3参数设置窗口

4.4.4数据处理窗口

4.5帮助模块

4.6本章小结

5系统可靠性的设计

5.1软件可靠性设计

5.1.1数据滤波技术

5.1.2软件容错技术

5.1.3程序“死机”或“跑飞”的处理

5.2硬件可靠性设计

5.2.1电源的抗干扰技术

5.2.2电源接地技术

5.2.3印刷电路板抗干扰技术

5.2.4过程通道抗干扰技术

5.2.5屏蔽技术

5.3本系统中抗干扰的预防措施

5.4本章小结

6结论与展望

6.1本文结论

6.2展望

致谢

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表的学术论文