【導(dǎo)讀】各領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，糧庫溫度智能節(jié)點(diǎn)的設(shè)計就是一個典型的例子，系統(tǒng)設(shè)計控制器使用單片機(jī)AT89C51，測溫傳感器使用DS18B20，圍廣，測溫準(zhǔn)確的要求。同時應(yīng)用MAX485進(jìn)行串口通信，將測得的溫度。值上傳給上位機(jī)，設(shè)計最后給出了系統(tǒng)的附加功能即糧庫的濕度測量，進(jìn)一步改善了糧庫的監(jiān)測系統(tǒng)。

　　

【正文】 。此外， SHT11 內(nèi)部還集成了一個加熱元件，加熱元件接通后可以將 SHT11 的溫度升高 5℃左右 ，同時功耗也會有所增加。此功能主要為了比較加熱前后的溫度和濕度值，可以綜合驗證兩個傳感器元件的性能。在高濕 (95％ RH)環(huán)境中，加熱傳感器可預(yù)防傳感器結(jié)露，同時縮短響應(yīng)時間，提高精度。加熱后 SHT11溫度升高、相對濕度降低，較加熱前，測量值會略有差異。 其內(nèi)部結(jié)構(gòu)見圖 42. 圖 42 SHT11 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 微處理器是通過二線串行數(shù)字接口與 SHT11 進(jìn)行通信的。通信協(xié)議與通用的 I2C 總線協(xié)議是不兼容的，因此需要用通用微處理器 I／ O哈爾濱商業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 口模擬該通信時序。微處理器對 SHT11 的控制是通過 5 個 5 位命令代碼來實現(xiàn)的，命令代碼的含義如表 41 所示 。 表 41 控制命令字代碼 命令代碼 含義 00011 00101 00111 00110 11110 其他 測溫度 測濕度 讀內(nèi)存狀態(tài)寄存器 寫內(nèi)存狀態(tài)寄存器 復(fù)位命令，使內(nèi)部狀態(tài)寄存器回復(fù)默認(rèn)值， 保留 濕度采集 系 統(tǒng)硬件 設(shè)計 考慮到糧庫實際的情況，糧庫內(nèi)糧食量很多，糧食的干濕度也不同，所以溫度控制要求很高，溫度傳 感器 安放在庫的各個地方， .濕度測量方法也是多種多樣，但是，與溫度等物理量相比，濕度是比較難于測量的。其主要原因是，由于空氣中所含的水蒸氣相對空氣來說是微量的，而且水蒸氣對各種物質(zhì)的影響也是錯綜復(fù)雜的。 溫濕度傳感器放在剛運(yùn)進(jìn)的糧食，防止霉變，待糧食經(jīng)過風(fēng)干過后一般只需檢測溫度就可以了。 （ 1）基于單片端口的限制以及多個 DS18B20 并聯(lián)一起 應(yīng)接到單片機(jī)的一個端口即可進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的優(yōu)勢，設(shè)計溫度采集電路。 （ 2）由于 RS485 接收器采用輸入阻抗和發(fā)送驅(qū)動比 MAX232 有更強(qiáng)的驅(qū)動能力，故允許在相同的傳輸線上連接上多個接收點(diǎn)，最多可接 10 個，即一個主設(shè)備，其余的為從設(shè)備，從設(shè)備之間不可以進(jìn)行通訊， RS485 的二線制可以實現(xiàn)真正的多 點(diǎn)雙向通信，如圖 43。 哈爾濱商業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 32 圖 42 濕 度采集模塊 濕度采集系統(tǒng)軟件設(shè)計見附錄 3 RS485 功能介紹 RS485 典型的串行通訊標(biāo)準(zhǔn)是 RS232， RS485，他們定義了電壓阻抗特性，但不對軟件協(xié)議進(jìn)行定義。 RS485 的特性如下： （ 1） RS485 的電氣特性：邏輯“ 1”以兩線間的電 壓差為（ 2~6）V 表示，接口信號電平比 RS232C 降低了，就不易損壞接口電路的芯片，且該電平與 TTL 電路連接。 （ 2） RS485 最高數(shù)據(jù)傳輸速率為 10Mbps。 （ 3） RS485 接口是采用平衡驅(qū)動器和差分接收器的組合，抗共模干擾能力強(qiáng)，即抗噪聲干擾性強(qiáng)。 （ 4） RS485 接口的最大傳輸距離標(biāo)準(zhǔn)值為 400 英尺，實際上可達(dá) 3000 米。另外 RS232C 接口在總線上只允許連接一個收發(fā)器，即單站能力，這樣用戶可以用單一的 RS485 接口方便地建立起網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。 因為 RS485 接口組成的半雙工網(wǎng)絡(luò)一般需兩根連線，所以 RS485接口均采用屏蔽的雙絞線傳輸。 RS232/RS485串行接口標(biāo)準(zhǔn)： 哈爾濱商業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 33 （ 1） RS232 采用不平衡傳輸方式，即單端通訊，其傳輸距離最大約為 15 米， 最高速率約為 20Kbps，其驅(qū)動負(fù)載為 3K7K. （ 2） 由于 RS485接收器采用輸入阻抗和發(fā)送驅(qū)動比 MAX232有更強(qiáng)的驅(qū)動能 力，故允許在相同的傳輸線上連接上多個接收點(diǎn)，最多可接 10 個，即一個主設(shè)備 (Master)，其余的為從設(shè)備 (Salve)，從設(shè)備之間不可以進(jìn)行通訊， RS485 可以采用二線與四線方式，二線制可以實現(xiàn)真正的多點(diǎn)多點(diǎn)雙向通信， RS485 總線在要求通信距離為幾十米到上千米時，廣泛采用 RS485 串行總線標(biāo)準(zhǔn)。 RS485 采用半雙工方式，任何時候只能有一點(diǎn)處于發(fā)送狀態(tài)，因此發(fā)送電路須有使能信號加以控制。 結(jié)論 本文從理論設(shè)計與實際制作出發(fā)，對糧庫自動化監(jiān)控系統(tǒng)展開分析與研究。在本系統(tǒng)中，采用多級分布式結(jié)構(gòu)和多單片機(jī)。 （ 1）設(shè)計思想，系統(tǒng)由上位機(jī)、中間控制機(jī)和下位機(jī)構(gòu)成。下位機(jī)主要完成糧庫內(nèi)溫濕度的采集與處理，并通過 RS485 總線傳至中間控制機(jī)統(tǒng)一顯示并做出判斷實現(xiàn)溫濕度實時監(jiān)控。多臺中間控制機(jī)完成糧庫的全面 智能監(jiān)測。 哈爾濱商業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 34 （ 2）監(jiān)控任務(wù)。上位機(jī)可以設(shè)定中間控制機(jī)地址、查詢中間控制機(jī)的工作狀態(tài)、設(shè)定溫濕度的報替閥值，從而實現(xiàn)對多個糧庫的統(tǒng)一管理。采用這種多級分布式結(jié)構(gòu)不僅避免了模擬信號因長距離傳輸引起的損耗，簡化了系統(tǒng)的布線，而且便于增加傳感器的個數(shù)和種類，系統(tǒng)易于擴(kuò)展、升級。 （ 3） 在系統(tǒng) 中，采用直接輸出數(shù)字量的溫度傳感器 DS18B20，選用溫濕度傳感器 SHT11，該信號可直接送入單片機(jī)進(jìn)行處理。這樣，溫濕度傳感器輸出的信號都沒有經(jīng)過放大、 A/D 轉(zhuǎn)換而直接送入單片機(jī)進(jìn)行處理，從而省去了信號放大和 A/D 轉(zhuǎn)換這兩個環(huán) 節(jié)，進(jìn)一步減小了測量誤差。系統(tǒng)通過 RS485 串口從而實現(xiàn)了中間控制機(jī)與上下位機(jī)的獨(dú)立通信，及時準(zhǔn)確的了解糧庫溫濕度情況。 但是，對該系統(tǒng)的研究還存在一些問題需要解決。比如溫度傳感器的測溫范圍不夠?qū)?，上傳速率?。濕度傳感器反應(yīng)速度慢、線性度不夠好，需要進(jìn)行校正，精度無法進(jìn)一步提高、發(fā)射距離比較近等。 在以后的深入學(xué)習(xí)中，會進(jìn)一步改良系統(tǒng)性能。 這次畢業(yè)設(shè)計給我的感受很深刻，使我第一次系統(tǒng)全面的回顧了大學(xué)三年所有的課程：模擬電路、數(shù)字電路、編程等等。從中 我還體會到了所學(xué)理論知識的重要性：知識掌握得越多，設(shè)計得 就更全面、更順利、更好 。再有 學(xué)會了怎樣查閱資料和利用工具書。由于一個人不可能什么都學(xué)過，什么都懂， 更加不可能一學(xué)就通， 因此，當(dāng)你在設(shè)計過程中需要用一些不曾學(xué)過的東西時，就要去有針對性地查找資料 。在設(shè)計過程中，通過大量的查閱資料，認(rèn)真研究教材，對單片機(jī)有了更為深刻的理解，在設(shè)計軟件時，須仔細(xì)的分析硬件電路，畫出程序流程圖，按著各部分模塊編寫程序。 畢業(yè)設(shè)計培養(yǎng)了嚴(yán)肅認(rèn)真和實事求是的科學(xué)態(tài)度 和 吃苦耐勞的精神以及 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng) ， 提高了交流溝通和團(tuán)體協(xié)作能力。這些對我以后的工作都非常有幫助的。 哈爾濱商業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 35 參考文獻(xiàn) 1 陳躍東 . 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