基于CAN总线与CVI的粮情检测系统的设计与实现

摘要

绿色储粮是未来粮食储藏的发展趋势，它能够避免微生物真菌毒素和化学杀虫剂等引起的危害。为了对现有储粮方式进行改进，探求粮仓的无公害绿色仓储，本文设计了基于CAN总线与CVI监控软件的仓储粮情检测系统，实现了用户能够随时对粮仓环境进行监控。 本课题设计的基于新型C8051F040单片机、CAN总线与CVI的粮情检测应用系统可以分为测控节点、通信系统和上位机监控界面三部分。 测控节点采用C8051F040单片机作为主控制器，从硬件和软件的角度进行了基本电路和应用软件的设计，实现了数据采集、数据显示和通风控制等功能。其中，数据采集主要包括温度、湿度和压力的采集，分别通过温度传感器DS18820、温湿度传感器SHT71和压力传感器SDP2000-L实现；数据显示采用了LCD1602，方便现场调试；通风控制则通过继电器控制风机的启动和停止，通过通风实现粮食的安全储藏。 通信系统通过主控器和Bosch CAN控制器实现测控节点与上位机监控界面的数据通信，实现了数据的发送与接收。 使用CVI软件编写的上位机粮情监控界面，可用通过CAN/USB转换器与测控节点通信，同时实现了整个监测网络系统的参数设置、粮库的状态查询(数据存储)、数据处理、与人工气候室PLC通信、通风控制和打印等功能。 实验证明，基于C8051F040 CAN总线与CVI的粮情检测系统完全可以满足检测粮仓现场环境参数与粮食参数的需求，为今后向实际大型粮仓的应用提供了探索。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1引言

1.2粮情测控系统的现状与发展前景

1.2.1粮情测控系统的现状

1.2.2粮情测控系统的发展前景

1.3粮情测控系统功能

1.4本课题的研究内容和论文结构安排

1.4.1论文研究内容

1.4.2论文结构安排

第二章基于单片机、CAN总线与CVI软件的系统结构

2.1粮仓整体组成结构简介

2.2粮情检测系统总体设计方案

2.3系统功能

2.3.1软件平台

2.3.2温湿度与压力检测及接口扩充

2.3.3风机设备控制

2.3.4数据显示

2.4硬件设计思想

2.5软件设计思想

2.6本章小结

第三章测控节点的设计与实现

3.1 C8051F040单片机

3.2 C51开发语言与Keil C-u Vision软件

3.3测控节点——LCD显示系统的实现

3.3.1 LCD1602概述

3.3.2 LCD1602硬件设计

3.3.3 LCD1602软件设计与驱动函数

3.4测控节点——数据采集系统的实现

3.4.1温度采集——温度传感器DS18B20

3.4.2温湿度采集——温湿度传感器SHT71

3.4.3压力采集——微压传感器SDP2000-L

3.5测控节点——通风控制的实现

3.5.1继电器的硬件设计

3.5.2继电器的软件设计

3.6 I/O扩展板电路的设计与实现

3.7本章小结

第四章通信系统的设计与实现

4.1 CAN总线与Bosch CAN控制器

4.2 CAN总线通信系统的硬件设计

4.3 CAN总线通信系统的软件设计与驱动函数

4.3.1 Bosch CAN消息对象的处理

4.3.2 Bosch CAN通信系统程序分析

4.3.3 Bosch CAN驱动函数说明

4.4测控节点与CAN总线通信系统整体图

4.5本章小结

第五章基于CVI软件的上位机监控界面的设计

5.1虚拟仪器与LabWindows/CVI编程语言

5.1.1虚拟仪器概述

5.1.2 LabWindows/CVI编程语言

5.2基于CVI的上位机监控界面

5.2.2粮情测控系统监控界面的功能

5.2.2粮情测控系统监控界面分析

5.3本章小结

第六章系统整体调试

6.1 系统运行步骤与整体测试

6.2系统运行环境测试

第七章总结与展望

7.1设计总结

7.2课题展望

参考文献

致 谢

攻读学位期间发表的学术论文