无线粮仓粮情测控系统的研究与应用

摘要

无线粮仓粮情测控系统是一种不需要工作人员到达现场，利用粮情传感器将粮仓内粮食的温度、湿度、虫害等情况通过特定的转换器(分线器)转换成数据形式，然后通过无线通信方式自我形成的网络系统将数据发送到测控分机，再由通信电缆传输到测控主机进行相应的处理后最终到达上位机，上位机管理系统通过配套的粮情管理软件将数据进行分析、存储，处理成可以直接显示的形式。系统还可以通过控制通风机等设施设备，对粮仓及粮食进行相应处理，以实现安全储粮的目的。 本文以太原弘天科贸有限公司的研发项目“无线粮仓粮情测控系统”为研究背景，广泛收集、深入分析了大量有关国内外各种无线通信技术和粮情测控技术资料，一方面从测量准确性、可靠性和功能等方面研究了当前市场上已有的粮情测控系统，总结其优缺点；另一方面对国内外现有的无线通信技术进行了深入的研究。在此基础上，密切结合工业生产现场反馈回来的信息，将无线通信技术应用于粮仓粮食温度的检测，从而研制出了无线粮仓粮情测控系统。在整个设计过程中，首先考察了市场的应用及需求情况，确定了开发无线粮仓粮情测控系统的可行性，然后根据现有的无线传输技术和粮情测控技术，把理论和实践相结合，拟定了一个具有一定创新理论和观点的设计方案，以单片机为主控制器设计了无线通信模块，完成了无线粮仓粮情测控系统的硬件设计和软件设计。经公司及有关专家的论证认可后，绘制了原理图、购买了元器件，在实验板上搭建了硬件电路，然后制作了PCB板并选择了壳体，设计了贴膜，用C语言和汇编语言进行了软件编程，完成了系统的整体调试。本文设计的无线粮仓粮情测控系统具有以下特点：可以使粮食管理部门随时了解各个粮仓的粮食储存情况，使粮食的测温等工作不受时间、天气的限制；减少工作人员的入仓检查次数，避免无谓的工作量，尤其是在熏蒸等过后的很长一段时间内，杜绝了工作人员现场中毒的几率，解放了生产力，减轻工作人员的劳动强度，也降低了人工费用；布线短、接点少、不易受干扰，线路也比较稳定，熏蒸损坏也很轻微，特别是粮食进出仓时测温网络不易破坏，大大降低了平时的维护费用；无线粮仓粮情测控系统的应用改善了储粮条件，对降低粮食储藏损失，保障粮食安全，增加农民收入，促进社会主义新农村的建设起到了重要的作用；为人们提供了一种全新的获取信息、处理信息的途径。 本课题的研究将无线通信技术及计算机网络技术应用于粮仓粮情测控系统中，实现了科学储粮及粮仓管理自动化，对于粮情测控系统的改革和发展具有一定的参考价值。

目录

文摘

英文文摘

论文说明:图表目录

声明

第一章绪论

1.1研究背景

1.2无线粮仓粮情测控系统的选题意义

1.2.1推广应用前景

1.2.2经济效益

1.2.3社会效益

1.3设计的技术指标

1.4设计的关键技术

1.4.1分线器的低功耗设计

1.4.2采用的无线收发芯片

1.4.3采用的无线传输方式

1.5国内外发展现状

1.5.1国外发展现状

1.5.2国内发展现状

1.6论文的主要内容

1.7本章小结

第二章无线粮仓粮情测控系统的整体设计

2.1无线粮仓粮情测控系统的总体概述

2.2无线粮仓粮情测控系统的整体结构

2.2.1上位机管理系统

2.2.2测控主机

2.2.3测控分机

2.2.4分线器

2.3设计方案论证

2.3.1有线传输

2.3.2无线传输

2.4本章小结

第三章无线粮仓粮情测控系统中分线器的设计

3.1分线器的硬件设计

3.1.1分线器的总体设计

3.1.2分线器芯片的选型

3.1.3传感器的选型

3.1.4电源电路

3.1.5天线设计

3.1.6无线通信接口

3.1.7数据采集

3.2分线器的软件设计

3.2.1软件设计的思想

3.2.2主程序设计

3.2.3中断服务程序设计

3.2.4子程序设计

3.2.5 CC1000的通信协议

3.2.6开发环境的介绍

3.3本章小结

第四章无线粮仓粮情测控系统中测控分机的设计

4.1测控分机的总体设计

4.1.1测控分机的功能

4.1.2测控分机的技术指标

4.2测控分机的硬件设计

4.2.1上行通信接口电路

4.2.2电源电路

4.2.3通风控制电路

4.3测控分机软件设计

4.3.1软件设计的思想

4.3.2 RS-485通信协议

4.3.3测控分机的主程序设计

4.3.4测控分机的中断程序设计

4.4本章小结

第五章无线粮仓粮情测控系统中测控主机的设计

5.1测控主机的总体设计

5.2测控主机的硬件设计

5.3测控主机的软件设计

5.4本章小结

第六章无线粮仓粮情测控系统中上位机管理系统的设计

6.1上位机管理系统的设计原则

6.2上位机管理系统的功能

6.3系统运行平台和开发工具

6.4系统模块介绍

6.5本章小结

第七章系统的可靠性与抗干扰性设计

7.1系统硬件设计采取的措施

7.2系统软件设计采取的措施

7.3印刷电路板设计采取的措施

7.4本章小结

第八章结论

8.1论文主要完成的工作

8.2存在的不足及尚待解决的问题

8.3展望

参考文献

附录

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文