基于单片机智能粮仓控制系统的研究

沈阳化工大学科亚学院本科毕业设计题目：基于单片机智能粮仓控制系统的研究专业：电气工程及其自动化班级：学生姓名：指导教师：论文提交日期：2016年6月3日论文答辩日期：2016年6月7日摘要粮食的储藏对国家有着重要的战略意义和经济意义。我国地域辽阔，人口众多，粮食产量位于世界前列。为此国家在各地依据人口规模、经济发展程度、战略位置等建设了大大小小的各级国有、私人粮仓。粮食的存储受到粮仓内的温度、湿度等因素的影响。同时粮仓的安保也是必不可少的因素。当今世界是一个高度全球化的大集合，高度发达的物流和物联网体系使得越来越多的物资进入到了全球的智能物流体系。而其中粮食的存储和运输显得尤为重要。国家建立诸多大中小型粮仓，就是为了对本国粮食进行存储、调度和调节国内粮食的供求平衡、稳定粮价。另一方面粮食的存储也是为了预防自然灾害以及突发的战争威胁以及应对其它突发性事件而采取的有效措施。粮仓测控系统能否快速、准确、实时的监测这些因子并及时进行处理、预警、存储，是粮仓能否安全、有效的完成自身作用的关键。本系统由上位机(Pc)机、主机、下位机、通讯模块、温度传感器、湿度传感器、通风控制器组成。下位机以80C51单片机作为核心来设计的，充分利用了单片机的数据处理及实时检测功能；采用RS485串行通讯模块。该模块可以完成多路采集输入、输出的控制功能，同时可以承担系统故障、数据超标报警功能。通过80C51单片机实现对传感器传输的数据与预设的环境条件参数转换为相对应的温度、湿度信息。系统主要涉及时钟、电源、通讯、键盘、A/D转换电路、模糊控制的设计。主系统：上位机运行预设的程序向单片机发出启动指令，启动单片机及相关部件，接收下位机反馈的系统信号、数据。此时单片机按照预设程序定时启动监测粮仓的环境参数，并将采集到的信号经放大器放大,通过A／D转换电路转换成相应的数字电信号，利用RS485通讯协议的功能利用单片机执行预判，同时将检测的数据显示并上传至上位机备份。上位机通过程序判断数据有效性并据此发出控制信号，通过通风控制器控制粮仓达到所需的环境要求。本设计针对智能粮仓的环境参数的采集、实时上传和数据进行分析处理备份，通过通风控制器使粮食储存环境达到预先设定的标准。本设计论文的主要研究内容为：背景信息：了解有关国家对粮食储藏、粮食储存环境的影响因素，掌握当前国内外研究现状的最新研究现状，分析其优缺点；完成智能粮仓测控系统的主体设计：检索传感器的工作原理和配套电路．实现系统的硬件设备选型；使用汇编完成所需软件的设计；搜索可以提高抗扰能力的方案，完善涉及的可靠性和安全性。关键词：粮库；测控系统；传感器；单片机

AbstractFoodstoragehasimportantstrategicsignificanceandeconomicsignificancetothecountry.Forthiscountryfromplacetoplaceonthebasisofpopulationsize,thedegreeofeconomicdevelopmentandstrategiclocation,construction,largeandsmall,state-ownedandprivategranaryatalllevels.Grainstoragebythegranarytiredoftheinfluenceoffactorssuchastemperature,humidity.Intoday'sworldisalargecollectionofahighlyglobalizedandhighlydevelopedlogisticsandnetworkingsystemmakesmoreandmorematerialintotheglobalintelligentlogisticssystem.Andthegrainstorageandtransportationisparticularlyimportant.Countrieshaveestablishedmanysmall,mediumandlargegranaryisforstorageoftheirfood,schedulingandregulatingthedomesticgrainsupplyanddemandbalanceandstabilizegrainpricesgranarysecurityisalsoessentialfactor.Intoday'sworldisalargecollectionofahighlyglobalizedandhighlydevelopedlogisticsandnetworkingsystemmakesmoreandmorematerialintotheglobalintelligentlogisticssystem.Andthegrainstorageandtransportationisparticularlyimportant.Countrieshaveestablishedmanysmall,mediumandlargegranaryisforstorageoftheirfood,schedulingandregulatingthedomesticgrainsupplyanddemandbalanceandstabilizegrainpricesstorage,issafeandeffectivecompletionofthegranaryitselffunctionkey.Thissystemconsistsofuppermachine(Pc)andPcmachine,host,communicationmodule,temperaturesensor,humiditysensor,infraredsensor,throughriskcontrolsystem.Extensionis80c51asthecoretodesign,AdoptingRS485serialcommunicationmodule.Themodulecanaccomplishmulti-channelcollectionandinput,output,controlfunction,alsocanundertakesystemfailure,dataexcessivealarmfunction.By80c51realizetosubordinatesystemsensorlongdataandsettingofenvironmentparametersoftemperatureandhumidityvaluescanbeconvertedtothecorrespondingrelationship,anti-theftsecurity.communicationcircuit,keyboardcircuit,AIDconversioncircuit,controlcircuit,thedesignoffuzzycontrolandsimulation.Relationssystem:PCrunapresetprogramtoMCUstartupinstructions,starttheMCUandrelatedparts,receiveasignal,thedataofthemachineofthefeedbacksystem.andwillbecollectedbytheamplifieramplificationsignal,throughA/Dconversioncircuitistransformedintothecorrespondingdigitalsignal,throughtheRS485serialportintothesinglechipmicrocomputerpreprocessi.ontheotherhandwillstorethedatacollectedreal-timetransmissionfirstplacemachineandstore.PCthroughtheprogramtojudgedatavalidityandonthebasisofsignalcontrol,andtogatherupthedataanalysisandprocessing,backup,throughthesenseofriskcontrolsystemofthepresetstandardenvironmentisachievedforfoodstorage.Themainresearchcontentofthisarticlehasthefollowingseveralaspects:Collectdata:theunderstandingofrelevantcountriesforfoodstorage,granaryenvironmentfactorlimi.Thehardwaredesignofacompletemeasurementandcontrolsystemforgrainsituation;UsingMatlabsimulation:usingtheVBlanguageforsystemPCsoftwaredesign;Systemunderamachinetomakeuseofassemblylanguageenvironmentsoftwaredesign.Keywords:grain;Measurementandcontrolsystem;Thesensor;Singlechipmicrocomputer目录TOC\o"1-3"\h\u19735第一章系统整体设计 附录附录一：系统硬件主电路图

附录二:程序代码程序功能：主程序MAIN:ACALLSET_LCD;LCD初始化设置子程序ACALLWR_THL;将报警上下线写入暂存寄存器TOOP:ACALLRESET_1820;18B20复位子程序JNBFLAG,TOOP1;DS1820不存在ACALLMEU_OK;显示"OK"菜单ACALLRE_THL;把EEROM里温度报警值拷贝回暂存器ACALLTEMP_BJ;显示温度标记"C"JMPTOOP2TOOP1:ACALLMEU_ERROR;显示"ERROR"菜单ACALLTEMP_BJ;显示温度标记JMP$TOOP2:ACALLRE_TEMPACALLSET_DATAACALLTEMP_COMP;实际温度值与标记温度值比较子程序ACALLP_KEY;键扫描子程序 SJMP TOOP2程序功能：键盘显示LOOK_ALARM:MOVDPTR,#M_ALAX2;指针指到显示信息区MOVA,#2;显示在第二行ACALLLCD_PRINTMOVA,#0C6HACALLTEMP_BJ1MOVA,TEMP_TH;加载TH数据MOVX,#3;设置位置ACALLSHOW_LINE2H;显示数据MOVA,#0CEHACALLTEMP_BJ1MOVA,TEMP_TL;加载TL数据MOVX,#12;设置位置ACALLSHOW_LINE2L;显示数据RETM_ALAX1:DB"LOOKALERTCODE",0M_ALAX2:DB"TH:TL:",0TEMP_BJ1:ACALLWR_COMMMOVDPTR,#BJ2;指针指到显示信息区MOVR1,#0MOVR0,#2B0:MOVA,R1MOVCA,@A+DPTRACALLWR_DATAINCR1DJNZR0,B0RET程序功能：湿度测量控制CONV_TEMP:MOVA,TEMPH;判湿度是否超限ANLA,#80HJZTC1;CLRCMOVA,TEMPL;二进制数求补（双字节）CPLA;取反加1ADDA,#01HMOVTEMPL,AMOVA,TEMPTC1:MOVTEMPHC,#0AHTC2:MOVA,TEMPHCSWAPAMOVTEMPHC,AMOVA,TEMPLANLA,#0FH;乘0.0625MOVDPTR,#DOTTABMOVCA,@A+DPTRMOVTEMPLC,A;TEMPLCLOW=小数部分BCDMOVA,TEMPL;整数部分ANLA,#0F0H;取出高四位SWAPAMOVTEMPL,AMOVA,TEMPH;取出低四位ORLA,TEMPHC;TEMPHCLOW=十位数BCDMOVTEMPHC,AMOVA,TEMPLANLA,#0FHSWAPA;TEMPLCHI=个位数BCDORLA,TEMPLCMOVTEMPLC,AMOVA,R4JZTC3ANLA,#0FHSWAPAMOVR4,AMOVA,TEMPHC;TEMPHCHI=百位数BCDANLA,#0FHORLA,R4MOVTEMPHC,ARET程序功能：温度控制TEMP_ZHEQU24H;实时温度值存放单元TEMPLEQU25H;低温度值存放单元TEMPHEQU26H;高温度值存放单元TEMP_THEQU27H;高温报警值存放单元TEMP_TLEQU28H;低温报警值存放单元TEMPHCEQU29H;存十位数BCD码TEMPLCEQU2AH;存个位数BCD码K1