倉(cāng)庫(kù)溫度實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)-在線瀏覽
2025-07-10 18:28本頁(yè)面
【正文】 隨著信息時(shí)代的到來，作為獲取信息的手段—傳感器技術(shù)得到了顯著的進(jìn)步，其應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，對(duì)其要求越來越高，需求越來越迫切。因此，了解并掌握各類傳感器的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及特性是非常重要的。因此，不僅必須掌握各類傳感器的結(jié)構(gòu)、原理及其性能指標(biāo)，還必須懂得傳感器經(jīng)過合適的接口電路調(diào)整才能滿足信號(hào)的處理、顯示和控制的要求，而且只有通過對(duì)傳感器應(yīng)用實(shí)例的原理和智能傳感器實(shí)例的分析了解，才能將傳感器和信息通信和信息處理結(jié)合起來，適應(yīng)傳感器的生產(chǎn)、研制、開發(fā)和應(yīng)用。溫度傳感器是其中重要的一類傳感器。 倉(cāng)庫(kù)溫度實(shí)時(shí)監(jiān)控的發(fā)展歷史在以前，人們應(yīng)用傳統(tǒng)的方法對(duì)倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行檢測(cè)，傳統(tǒng)的方法是通過人工進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)不符合溫度要求的庫(kù)房進(jìn)行通風(fēng)和降溫等工作。目前，國(guó)內(nèi)大中型庫(kù)房在倉(cāng)儲(chǔ)管理中由于技術(shù)和資金上的原因，多數(shù)僅限于只對(duì)溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)溫度超標(biāo)時(shí)進(jìn)行強(qiáng)制通風(fēng)和翻倉(cāng)，即使如此，處理不及時(shí)或因設(shè)備人力條件有限仍會(huì)造成大量損失。溫度的檢測(cè)一方面可以預(yù)防高溫引起的火災(zāi)，另一方面，還可以設(shè)置報(bào)警系統(tǒng)從而啟動(dòng)防范措施，如果溫度達(dá)到一定值，經(jīng)過報(bào)警系統(tǒng)，這時(shí)，加上一個(gè)冷風(fēng)機(jī)，啟動(dòng)冷風(fēng)機(jī)達(dá)到降溫的目的。本文所介紹的溫度控制系統(tǒng)是基于8031單片機(jī)控制核心，結(jié)合傳感器和數(shù)字電子電路技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了溫度檢測(cè)與庫(kù)房溫度的有效控制，降低經(jīng)濟(jì)損失和勞動(dòng)強(qiáng)度。3. 低于溫度下限報(bào)警；高于溫度上限時(shí)報(bào)警。5. 測(cè)量的范圍為 025 度，精度為為了實(shí)現(xiàn)以上要求，本設(shè)計(jì)在基于單片機(jī)對(duì)數(shù)字信號(hào)的高敏感和可控性、溫度傳感器可以產(chǎn)生模擬信號(hào)，和 A/D 模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片的性能，本文設(shè)計(jì)了以單片機(jī)基本系統(tǒng)為核心的一套檢測(cè)系統(tǒng)，其中包括 A/D 轉(zhuǎn)換、單片機(jī)、復(fù)位電路、溫度檢測(cè)、鍵盤及顯示、報(bào)警電路、系統(tǒng)軟件等部分的設(shè)計(jì)。M 檔在測(cè)溫范圍內(nèi)非線形誤差為177。AD590 可以承受 44V 正向電壓和 20V 反向電壓，因而器件反接也不會(huì)損壞。它只需直流電源就能工作，而且，無需進(jìn)行線性校正，所以使用也非常方便，接口也很簡(jiǎn)單。AD590 的測(cè)量信號(hào)可遠(yuǎn)傳百余米。2. 2 信號(hào)采集模塊溫度輸入信號(hào)為 8 路的模擬信號(hào)，在本設(shè)計(jì)中，采用了多路分時(shí)的模擬量輸入通道，這種結(jié)構(gòu)的模擬量通道特點(diǎn)為：對(duì) ADC、S/H 要求高、處理速度慢、硬件簡(jiǎn)單，成本低，完全滿足了本次設(shè)計(jì)的要求。 （一） 信號(hào)采集 由 AD590、多路開關(guān) CD4051 組成； （二） 信號(hào)分析 由 A/D 轉(zhuǎn)換器 MC1443單片機(jī) 8031 基本系統(tǒng)組成；（三） 信號(hào)處理 由串行口 LED 顯示器和報(bào)警系統(tǒng)等組成。對(duì)于測(cè)量系統(tǒng)而言，如何準(zhǔn)確獲得被測(cè)信號(hào)是其核心任務(wù)；而對(duì)測(cè)控系統(tǒng)來講，對(duì)被控對(duì)象狀態(tài)的測(cè)試和對(duì)控制條件的監(jiān)察也是不可缺少的環(huán)節(jié)。工業(yè)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化測(cè)量和控制，幾乎主要依靠各種傳感器來檢測(cè)和控制生產(chǎn)過程中的各種參量，使設(shè)備和系統(tǒng)正常運(yùn)行在最佳狀態(tài)，從而保證生產(chǎn)的高效率和高質(zhì)量。 一． 基本應(yīng)用電路圖 31 是 AD590 用于測(cè)量熱力學(xué)溫度的基本應(yīng)用電路。但由于 AD590 的增益有偏差，電阻也有偏差，因此應(yīng)對(duì)電路進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整的方法為：把 AD590 放于冰水混合物中，調(diào)整電位器 R2，使V0=+25=（mV） 。 圖 31 AD590 應(yīng)用電路二． 攝氏溫度測(cè)量電路如圖 31 所示，電位器 R2用于調(diào)整零點(diǎn)，R 4用于調(diào)整運(yùn)放 LF355 的增益。如此反復(fù)調(diào)整多次，直至 0℃時(shí)，V 0=0mV，100℃時(shí) V0=100mV 為止。例如，若室溫為 25℃，那么 V0應(yīng)為 25mV。本設(shè)計(jì)系統(tǒng)為八路的溫度信號(hào)采集，而 MC14433 僅為一路輸入，故采用 CD4051組成多路分時(shí)的模擬量信號(hào)采集電路，其硬件接口如圖 32 所示圖 32 八路分時(shí)的模擬量信號(hào)采集電路硬件接口 多路開關(guān)多路開關(guān)，又稱“多路模擬轉(zhuǎn)換器” 。反之，當(dāng)模擬信號(hào)有公共輸出端輸入時(shí) ，作為信號(hào)分離器，實(shí)現(xiàn)了1 線到 n 線的分離功能。 信號(hào)分析與處理 A/D 轉(zhuǎn)換一．A/D 轉(zhuǎn)換器的特點(diǎn)為了把溫度檢測(cè)電路測(cè)出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量送 CPU 處理，本系統(tǒng)選用了雙積分 A/D 轉(zhuǎn)換器 MC14433，它精度高，分辨率達(dá) 1/1999。MC14433 A/D 轉(zhuǎn)換器由于雙積分方法二次積分時(shí)間比較長(zhǎng)，所以 A/D 轉(zhuǎn)換速度慢，但精度可以做得比較高；對(duì)周期信號(hào)變化的干擾信號(hào)積分為零，抗干擾性能也比較好。常用的有 位雙積分 A/D 裝換器 MC14433 和 位雙積分 A/D 轉(zhuǎn)換器 ICL7135二．MC14433A/D 轉(zhuǎn)換器件簡(jiǎn)介MC14433 是三位半雙積分型的 A/D 轉(zhuǎn)換器，具有精度高，抗干擾性能好的優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)換速率低，約 1—10 次/秒。MC14433A/D 轉(zhuǎn)換器與國(guó)內(nèi)產(chǎn)品 5G14433 完全相同，可以互換。轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)以BCD 碼的形式分四次送出。VEE: 模擬部分的負(fù)電源端，接5V。VSS：數(shù)字地端。外界電阻及電容端RI： 積分電阻輸入端，VX=2V 時(shí)，R1=470?；VX=200Mv 時(shí)，R1=27K? 。C1 一般為 。 R1/C1: R1 與 C1 的公共端。轉(zhuǎn)換啟動(dòng)/結(jié)束信號(hào)端EOC: 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)輸出端，正脈沖有效。過量程信號(hào)輸出端/OR: 當(dāng) |VX |?VR，過量程/OR 輸出低電平。DS1 對(duì)應(yīng)千位，DS4 對(duì)應(yīng)個(gè)位?！? / 2 C L K 周期1 6 4 0 0 個(gè)時(shí)鐘脈沖周期1 8 個(gè)時(shí)鐘脈沖周期E O CD S 1D S 2D S 3D S 4( 最高位 ) 1 / 2 位 2 個(gè)時(shí)鐘脈沖周期最低位 圖 34 MC14433 選通脈沖時(shí)序圖BCD 碼輸出線Q0Q3：BCD 碼輸出線。當(dāng) DSDS3 和 DS4 選通期間，輸出三位完整的 BCD 碼數(shù)，但在 DS1 選通期間，輸出端 Q0Q3 除了表示個(gè)位的 0 或 1 外，還表示了轉(zhuǎn)化值的正負(fù)極性和欠量程還是過量程其含意見表 31 表 3DS1 選通時(shí) Q3～Q0 表示的結(jié)果Q3 Q2 Q1 Q 0 表 示 結(jié) 果 1 0 千 位 數(shù) 為 00 0 千 位 數(shù) 為 1 1 0 結(jié) 果 為 正 0 0 結(jié) 果 為 負(fù)0 1 輸 入 過 程 量1 1 輸 入 欠由表可知 Q3 表示 1/2 位，Q3=“0”對(duì)應(yīng) 1，反之對(duì)應(yīng) 0。 Q0=“1”表示超量程：當(dāng)Q3=“0”時(shí)，表示過量程；當(dāng) Q3=“1”時(shí)，表示欠量程；三. MC14433 與 8031 單片機(jī)的接口設(shè)計(jì)由于 MC14433 的 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果是動(dòng)態(tài)分時(shí)輸出的 BCD 碼，Q0～Q3HE DS1～DS4 都不是總線式的。對(duì)于 8031 單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)來說，MC14433 可以直接和其 P1口或擴(kuò)展 I/O 口 8155/8255 相連。它由傳感器采集非電信號(hào)，從傳感器出來經(jīng)過功率放大過程，使信號(hào)放大，再經(jīng)過模/數(shù)轉(zhuǎn)換成為計(jì)算機(jī)能識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，再送入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的相應(yīng)端口。 工作方式它的工作方式為復(fù)位方式。如果 RST 持續(xù)為高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)。本設(shè)計(jì)采用了上電或開關(guān)復(fù)位。常用的上電或開關(guān)復(fù)位電路如圖 37 所示。當(dāng)單片機(jī)已在運(yùn)行當(dāng)中時(shí)，按下復(fù)位鍵 K 后松開，也能使 RST 為一段時(shí)間的高電平，從而實(shí)現(xiàn)上電或開關(guān)復(fù)位的操作。 圖 37 單片機(jī)的復(fù)位電路EA/VP31X119 X218RESET9RD17 WR16INT012 INT113T014 T115P101 P112P123 P134P145 P156P167 P178P00 39P01 38P02 37P03 36P04 35P05 34P06 33P07 32P20 21P21 22P22 23P23 24P24 25P25 26P26 27P27 28PSEN 29ALE/P30TXD 11RXD 108031D03 Q0 2D14 Q1 5D27 Q2 6D38 Q3 9D413 Q4 12D514
公司管理相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1