【正文】 通過溫室度傳感器在糧倉內(nèi)部某個面積采集相關(guān)的溫室度數(shù)據(jù)，經(jīng)過 A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)換為單片機可識別的數(shù)字信號，單片機插上電源后就會開始工作，對數(shù)據(jù)進行編譯識別，經(jīng)過單片機數(shù)據(jù)處理后，顯示器將數(shù)字顯示出來，對數(shù)字 進行比較較真，當測得的值大于預(yù)定值則自動啟動報警電路，發(fā)出報警，通知 相關(guān)人員記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。發(fā)光 頻率和顏色取決于制造的材料，一般常用紅色，偶爾也用綠色或黃色。工作電流 通常在 10～ 20mA 左右，故電路中需串聯(lián)適當?shù)南蘖麟娮琛? 多個 LED 可接成共陽極或共陰極形式，通過驅(qū)動器接到系統(tǒng)的并行輸出口上，由 CPU 輸出適當?shù)拇a來點亮或熄滅相應(yīng)的 LED。部分內(nèi)部圖如下： 13 圖 22 8個晶體管的連接示意圖 發(fā)光二極管 LED（ Light Emitting Doide）是智能化測量儀器中簡單而常用的輸出設(shè)備，通常用來指示機器的狀態(tài)或其他信息。該電路提供有效的復(fù)位信號 RST（高電平）直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后撤消復(fù)位信號（低電平）。C122uFR110KD14148V C CRST 圖 21 復(fù)位電路 P監(jiān)控電路 本系統(tǒng)采用的是 RC 復(fù)位方式。 測控模塊 測控模塊是 檢測各分機所在糧倉的溫濕度數(shù)據(jù)，其中可由兩個電路組成分為 2 個電路的設(shè)計。 糧倉溫濕度檢測系 統(tǒng)的設(shè)計 12 (4) 濕度校正：一般情況，（最好在濕度環(huán)境適合的條件下）在缺乏完善的檢定設(shè)備時，通常用簡單的飽和鹽溶液檢定法，并測量其溫度。 2%~177。 熱電偶溫度計的可用冷端溫度補償方法： （ 1） 0℃恒溫法 （ 2）計算修正法；設(shè)計計算公式： Eab（ t， to） = Eab（ t ， th） + Eab（ th， to） （ 21）式 （ 3）補償電橋法，本文主要采用補償電橋法測溫。 計算方法有： 溫度測量是建立在熱平衡定律的基礎(chǔ)上的，根據(jù)溫度的不同，可將溫度測量的方法分為接觸式和非接觸式兩類。也由于制作熱電偶的金屬材料具有很好的延展性，這種細微的測溫元件有極高的響應(yīng)速度，可以測量快速變化的過程。目前常用的 A/D 轉(zhuǎn)換集成芯片精度為 1/4～ 2LSB。如果是 8位的轉(zhuǎn)換器， 5V 滿量程輸入電壓時，則分辨率為 5/281=。 其主要性能指標有： 分辨率 分辨率表示轉(zhuǎn)換器對微小輸入量變化的敏感程度，通常用轉(zhuǎn)換器輸出數(shù)字量的位數(shù)來表示。 ADC0 8 0 9 是一種 8路模擬輸入逐次比較型 A/D轉(zhuǎn)換器 ,由于價格適中 ,與單片機的接口、軟件操作均比較簡單 ,目前在 8 位單片機系統(tǒng)中有著廣泛的使用。 器件及模塊的選擇 處理器 采用 ATMEL 的 AT89C51 微處理器，是基于以下幾個因素： （ 1） 89C51 為 51 內(nèi)核，仿真調(diào)試軟硬件資源豐富； （ 2）性價比高，貨源充足； （ 3） DIP 封裝，體積小，便于產(chǎn)品小型化； （ 4）為程序存儲介質(zhì)， 1000 次以上擦 /寫周期，便于程序調(diào)試； （ 5） 具有兩種節(jié)能模式：閑置模式和掉電模式 ，便于進行低功耗設(shè)計； （ 6） 工作電壓范圍寬： ～ 6V，便于交直流 供電。對于 1800℃ 以上的高溫，主要采用非接觸測溫方法。輻射測溫法包括亮度法（見光學(xué)高溫計）、輻射法（見輻射高溫計）和比色法（見比色溫度計）。這種儀表可用來測量 運動物體、小目標和熱容量小或溫度變化迅速（瞬變）對象的表面溫度，也可用于測量溫度場的溫度分布。利用多孔高硅氧玻璃滲碳燒結(jié)而成的滲碳玻璃熱電阻就是低溫溫度計的一種感溫元件，可用于測量 ～ 300K范圍內(nèi)的溫度。隨著低溫技術(shù)在國防工程、空間技術(shù)、冶金、電子、食品、醫(yī)藥和石油化工等部門的廣泛應(yīng)用和超導(dǎo)技術(shù)的研究，測量 120K 以下溫度的低溫 溫度計得到了發(fā)展，如低溫氣體溫度計、蒸汽壓溫度計、聲學(xué)溫度計、順磁鹽溫度計、量子溫度計、低溫 熱電阻 和低溫溫差電偶等。它們廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)等部門。在一定的測溫范圍內(nèi)，溫度計也可測量物體內(nèi)部的溫度分布。 溫度計通過傳導(dǎo)或?qū)α鬟_到熱平衡，從而使溫度計的示值能直接表示被測對象的溫度。 IC 溫度傳感器又包括模擬輸出和數(shù)字輸出兩種類型。 溫度傳感器是五花八門的各種傳感器中最為常用的一種，現(xiàn)代的溫度傳感器外形非常得小，這樣更加讓它廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)實踐的各個領(lǐng)域中，也為我們的生活提供了無數(shù)的便利和功能。由于熱電偶溫度傳感器的靈敏度與材料的 粗細無關(guān)，用非常細的材料也能夠做成溫度傳感器。對于大多數(shù)金屬材料支撐的熱電偶而言，這個數(shù)值大約在5～ 40微伏／ ℃ 之間。不同材質(zhì)做出的熱電偶使用于不同的溫度范圍，它們的靈敏度也各不相同。這種現(xiàn)象可以在很寬的溫度范圍內(nèi)出現(xiàn)， 如果精確測量這個電位差，再測出不加熱部位的環(huán)境溫度，就可以準確知道加熱點的溫度。 兩種不同材質(zhì)的導(dǎo)體，如在某點互相連接在一起，對這個連接點加熱，在它們不加熱的部位就會出現(xiàn)電位差。在半導(dǎo)體技術(shù)的支持下，本世紀相繼開發(fā)了半導(dǎo)體 熱電偶 傳感器、 PN 結(jié)溫度傳感器和集成溫度傳感器。溫度傳感器的市場份額大大超過了其他的傳感器。 溫度傳感器的分類及特點 溫度是一個基本的物理量，自然界中的一切過程無不與溫度密切相關(guān)。 濕球溫度（ Tw） ： 通風(fēng)干濕表 中，由于蒸發(fā)潛熱，濕球的溫度就會比環(huán)境溫度低，由此換算需相對濕度。 焓（ H） ： 是指濕空氣從一特定的溫度和濕度變狀態(tài)變化到另一種狀態(tài)所需要的能量，通常給出的是 0℃ 和 0%RH 的干燥氣體達到特定的溫度和濕度狀態(tài)時所需的能量。 水汽分壓（ E） ： 濕空氣中水汽所占的壓力。 混合比（ R） ： 指濕空氣中所含的水汽質(zhì)量與和它共存的干空氣質(zhì)量的比 值，單位為 g/kg。定義為濕空氣中的水汽質(zhì)量與濕空氣的總體積之比。在 0℃ 以下，霜點總是比露點高一點。露點溫度越低，濕空氣就越為干燥，結(jié)露的可能性就小。 溫度的相關(guān)概念 濕度概念 ： 糧倉溫濕度檢測系 統(tǒng)的設(shè)計 8 相對濕度（ %RH） ： 給定的濕空氣中，水汽分壓與同一溫度（ T）和壓力（ P）下純水表面的飽和水汽壓之比，用百分數(shù)表示。同時，也對產(chǎn)品提出新的要求，這給產(chǎn)品帶來了新的機遇，推動這項技術(shù)不斷向新的高度發(fā)展。利用飽和鹽溶液作標定，也可使用名牌產(chǎn)品作比對檢測，產(chǎn)品還應(yīng)進行長期使用過程中的長期標定才能較全面地判斷濕度傳感器的質(zhì)量。 (3) 對產(chǎn)品在高溫狀態(tài)和低溫狀態(tài)（根據(jù)說明書標準）進行測試，并恢復(fù)到正常狀態(tài)下檢測和實驗前的記錄作比較，考查產(chǎn)品的溫度適應(yīng)性，并觀察產(chǎn)品的一致性情況。若進一步檢測，可在 24h 內(nèi)間隔一段時間記錄，一天內(nèi)一般都有高、中、低 3種濕度和溫度情況，可以較全面地觀察產(chǎn)品的 一致性和穩(wěn)定性，包括溫度補償特性。 對濕度傳感器性能作初步判斷的幾種方法 在濕度傳感器實際標定困難的情況下，可以通過一些簡便的方法進行濕度傳感器性能判斷與檢查。 (5) 濕度校正 校正濕度要比校正溫度困難得多。必須是交流電供電。多數(shù)濕敏元件難以在 40℃以上正常工作。采用單片機軟件補償，或無溫度補償?shù)臐穸葌鞲衅魇潜ＷC不了全溫范圍的精度的，濕度傳感器溫漂曲線的線性化直接影響到補償?shù)男Ч蔷€性的溫漂往往補償不出較好的效果，只有采用硬件溫度跟隨性補償才會獲得真實的補償效果。 (2) 濕度傳感器的溫度系數(shù) 濕敏元件除對環(huán)境濕度敏感外，對溫度亦十分敏感，其溫度系數(shù) 一般在~%RH/℃范圍內(nèi)，而且有的濕敏元件在不同的相對濕度下，其溫度系數(shù)又有差別。在實際使用中，由于塵土、油污及有害氣體的影響，使用時間一長，會產(chǎn)生老化，精度下降，濕度傳感器的精度水平要結(jié)合其長期穩(wěn)定性去判斷，一般說來，長期穩(wěn)定性和使用壽命是影響濕度傳感器質(zhì)量的頭等問題，年漂移量控制在 1%RH 水平的產(chǎn)品很少，一般都在177。 3%RH 的精度是比較困難的，通常產(chǎn)品資料中給出的特性是在常溫（ 20℃177。 5%RH，達不到這個水平很難作為計量器具使用，濕度傳感器要達到177。濕(1) 精度和長期穩(wěn)定性 濕度傳感器的精度應(yīng)達到177?？諝庵械乃羝接诟袧癫牧虾?，元件的阻抗、介質(zhì)常數(shù)發(fā)生很大的變化，從而制成濕敏元件。露點在 0℃以下結(jié)冰時即為霜點（ Frost Point）。 露點 （ Dew Point） 溫度較高的氣體其所含水蒸氣也較多 ,將此氣冷卻后 ,其所含水蒸氣的量即使不發(fā)生變化 ,相對濕度增加 ,當達到一定溫度時相對 rh達到 100%飽和 ,此時 ,繼續(xù)進行冷卻的話 ,其中一部分的水蒸氣將凝聚成露。此物理量亦隨著溫度 ,壓力的變 化而變化 ,并且 ,0℃以下即使同一濕度 ,與水共存的飽和水蒸氣壓（ esw）和與冰共存的飽和水糧倉溫濕度檢測系 統(tǒng)的設(shè)計 6 蒸氣壓（ esi）的值不同 ,通常所采用的是與水 共存的飽和水蒸氣壓（ esw）。 通常在工作和生活中我們使用的濕度即為相對濕度。表示∶ rh=e/es 100%。 D 為容積基準。 ) 絕對濕度 （ Absolute humidity） 單位體積（ 1m3）的氣體中含有水蒸氣的質(zhì)量（ g）。濕度計測的歷史可以追溯到中國的天秤型 (公元前 179 年 )為最早的濕度計測?？傃灾?，即氣體中 (通常為空氣中 )所含水蒸氣量 (水蒸氣壓 )。 5 第二章 糧倉溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)知識 溫濕度檢測技術(shù) 溫濕度檢測技術(shù)： 溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)，用于特定環(huán)境（或設(shè)備）溫度、濕度、信息的采集和顯示，并通過網(wǎng)絡(luò)將采集信息實時傳送到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫；系統(tǒng)能夠自動監(jiān)測異常數(shù)據(jù)，并實時發(fā)送報警信息；應(yīng)用場景： * 實驗室環(huán)境監(jiān)測 * 糧倉溫室度檢測 * 設(shè)備（冰箱、冰柜、培養(yǎng)箱、烘烤箱等）溫度監(jiān)測 * 樣品存儲環(huán)境 濕度的相關(guān)概念 濕度概念 ： 在計量法中規(guī)定 ,濕度定義為“物象狀態(tài) 的量”。 預(yù)期結(jié)果 根據(jù)設(shè)計方案及思路，預(yù)測出現(xiàn)的設(shè)計結(jié)果，當系統(tǒng)完好的設(shè)計完后，連接所有的硬件設(shè)備，運行相應(yīng)的軟件設(shè)備 放在某個采集點的溫濕度傳感器會感應(yīng)測出相應(yīng)的模擬溫濕度值，經(jīng)過放大器的放大再經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)化器，轉(zhuǎn)換成成單片機可以識別的數(shù)字信號，信號經(jīng)編譯連接傳到個軟件測試模塊就可以看到相應(yīng)的結(jié)果。 （二）系統(tǒng)模塊設(shè)計： ◆測控模塊：檢測各分機所在糧倉的溫濕度數(shù)據(jù) ◆顯示模塊：溫度采用四位顯示，濕度也采用四位顯示，使測量結(jié)果更直觀，便于管理人員做出決策。另外，該器件價格比較低廉，也完全能滿足糧倉內(nèi)糧食監(jiān)測的需要。ATC0809 是低價格 8 位逐次逼近型 A/D 轉(zhuǎn)換器，它的特點是：可直接與微處理器相連，不需另加接口邏輯，具有鎖存控制的 8 路模擬開關(guān)，可以輸入 8 個模擬信號。在設(shè)計過程當中，單片機的 P0 口用于 LED顯示， 控制執(zhí)行機構(gòu)的繼電器， 、 為獨立式鍵盤接口作為人工按鈕， P2 接溫濕度傳感器， P3 連接蜂鳴報警器和發(fā)光二極管等。通過對整個系統(tǒng)的核心單片機部分的設(shè)計，達到優(yōu)化控制溫濕度的目標。如此循環(huán)不斷，使溫濕度值與設(shè)定值保持一致。 本文的設(shè)計思路及預(yù)期結(jié)果 本文的設(shè)計思路 充分考慮氣候、環(huán)境因素對糧食的影響，并根據(jù)糧倉內(nèi)糧食保持正常狀態(tài)所需的溫度和濕度設(shè)計出溫濕度參考值預(yù)先存儲于單片機中。 正目前 ,糧庫中的溫濕度檢測 ,基本上是人工檢測 ,勞動強度大 ,繁瑣 ,由于檢測報警不及時 ,造成庫儲糧食損失的現(xiàn)象時有發(fā)生 ,于是 ,設(shè)計并研制性能價格比較高的糧庫溫濕度自動檢測系統(tǒng)迫在眉睫。國家為糧食儲藏每年支付很高的費用，主要是因為監(jiān)測設(shè)備成本較高，管理方式不夠先進， 于是溫濕度智能監(jiān)控系統(tǒng)的研究與應(yīng)用也日益迫切。 每到糧食收獲季節(jié)各糧倉的糧食收購及糧情檢測工作壓力巨大，如何進行糧食的現(xiàn)代化管理也是每一個儲庫點的重中之重， 若管理不當，糧食發(fā)霉或生蟲會造成極大浪費。溫度和濕度的檢測與控制對防止糧食霉變有著重要的意義，討論糧堆溫度和濕度變化的主要原因以及糧食倉庫中溫度和濕度的允許變化范圍。國家為糧食儲藏每年支付很高的費用，主要是因為監(jiān)測設(shè)備成本較高，管理方式不夠先進。 DS1624 還增加了存儲功能，利用芯片內(nèi)部 256 字節(jié)的存儲器，可存儲用戶的短信息。 （ 3） 增加測試功能 新型智能 濕度 傳感器的測試功能也在不斷增強 [5]。利用降低分辨力的方法可以提高測量速率，減小芯片的功耗。1 ℃ 。2 ％ RH。 HIH－ 3610芯片上有一層起保護作用的亞硝酸鹽鈍化層，在安裝過程中不易損壞。 Honeywell 公司生產(chǎn)的 HIH－ 3610 型濕度傳感器，能在高溫，有化學(xué)液體或氣體的環(huán)境下正常工作，例如可以測量含有氨、苯、甲醛 等有害氣體的雞棚或豬舍中的相對濕度。該項技術(shù)亦稱 “ Sensmitter” ，它代表傳感器（ sensor）與變送器（ transmitter）的有機結(jié)合。例如，瑞士 Sensiron 公司采用 CMOSens（ CemoSens） 專利技術(shù)為高精度濕度傳感器系統(tǒng)設(shè)置精度。根據(jù)需要，通過鍵盤將信息輸入中央管理室，根據(jù)情況可隨時調(diào)節(jié)倉庫溫度。終端控制設(shè)備向中央控制裝置輸送檢測信息，根據(jù)中央控制裝置的指令輸出控制信號，使電器機械設(shè)備執(zhí)行動作，實現(xiàn)糧食倉庫的環(huán)境調(diào)節(jié)?？刂葡到y(tǒng)由中央控制裝置、終端控制設(shè)備、傳感器等組成。在專用品糧倉溫濕度檢測系 統(tǒng)