【正文】 主程序流程設(shè)計(jì) 15 溫濕度采集及處理流程設(shè)計(jì) 16 LCD顯示流程設(shè)計(jì) 17 超限處理流程設(shè)計(jì) 174 仿真與調(diào)試 18 仿真軟件介紹 18 系統(tǒng)的調(diào)試 18結(jié) 論 21致 謝 22參考文獻(xiàn) 23附錄A 系統(tǒng)程序 24蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1 緒論 問題的提出背景及研究意義農(nóng)業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，糧食是基礎(chǔ)的基礎(chǔ)。中央糧食儲(chǔ)備有較為完善的倉儲(chǔ)設(shè)施和技術(shù)保障，在保證國(guó)家糧食安全方面發(fā)揮著重要作用。長(zhǎng)期以來由于種種原因，忽視了農(nóng)戶糧食儲(chǔ)藏技術(shù)的研究與推廣，農(nóng)戶糧食的儲(chǔ)藏技術(shù)非常落后，給國(guó)家和人民造成了巨大的損失，與此同時(shí)糧食產(chǎn)量增長(zhǎng)所依賴的資源正在告急，如耕地面積進(jìn)一步減少，水土流失日益嚴(yán)重，生態(tài)平衡遭到破壞，人口仍在增長(zhǎng)的狀況，而提高糧食總產(chǎn)量的空間已很小，根據(jù)我國(guó)現(xiàn)有的光、熱、水、土和氣候資源，中國(guó)科學(xué)院在《我國(guó)土地的人口承載能力研究》中指出：，按聯(lián)合國(guó)確定的最低標(biāo)準(zhǔn)人均500kg計(jì)。在這樣一種大形勢(shì)下，國(guó)家投資興建了大型現(xiàn)代化糧庫，最大糧庫方圓幾公里，倉庫房數(shù)為數(shù)十個(gè)。主要存在問題有如何隨時(shí)掌握每個(gè)倉內(nèi)糧食的質(zhì)量變化情況，保證入庫的糧食在較長(zhǎng)時(shí)間的保存期內(nèi)不變質(zhì)。環(huán)境控制工程作為農(nóng)業(yè)生物速生、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的手段，是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。因此，采用先進(jìn)的人工智能技術(shù)，科學(xué)、合理地控制影響作物的環(huán)境因子，通過計(jì)算機(jī)控制設(shè)備進(jìn)行環(huán)境控制，以便給作物生長(zhǎng)創(chuàng)造一個(gè)最佳的環(huán)境條件，做到既提高產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)效益，又盡量降低生產(chǎn)成本，這對(duì)糧倉環(huán)境施行自動(dòng)檢測(cè)和控制是非常必要的。并且隨著城市居民生活節(jié)奏的加快以及人民生活水平的不斷提高，人們對(duì)于亞健康的問題越來越關(guān)注，因此對(duì)于居住環(huán)境的要求也越來越高，舒適的環(huán)境已不僅僅限于寬敞豪華的住宅，同時(shí)也希望在自己的小家里也會(huì)有大自然的調(diào)節(jié)作用，能夠根據(jù)人類的需要，設(shè)定相應(yīng)的溫濕度。 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀糧倉測(cè)控技術(shù)的研究始于20世紀(jì)70年代，它是科學(xué)保糧的重要技術(shù)之一，隨著國(guó)家農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)政策的不斷完善，以及現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用和推廣，國(guó)家糧食總產(chǎn)量不斷創(chuàng)造歷史新高。初期，以銅電阻、熱敏電阻作為傳感器件，通過檢測(cè)電阻的變化來反映糧食溫度的變化，為糧食保管提供參考依據(jù)。在糧食部門各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)懷和糧食行業(yè)科技主管部門的大力支持下，在糧食行業(yè)內(nèi)、外廣大科技工作者近30年的共同努力下，糧食檢測(cè)技術(shù)不斷完善、提高，并日趨成熟，逐步形成了樣式繁多的糧倉檢測(cè)系統(tǒng)，為安全、科學(xué)儲(chǔ)糧起到了積極的作用。為了減少糧食儲(chǔ)藏過程中的損失，保障糧食的品質(zhì)和質(zhì)量，首先應(yīng)該及時(shí)準(zhǔn)確地掌握糧食儲(chǔ)藏過程中各種物理因素的變化情況，找出其變化規(guī)律。實(shí)驗(yàn)在一個(gè)儲(chǔ)量500噸、高16米的中型倉中進(jìn)行。在冬天糧溫可保持不變，并在春天有所上升，經(jīng)過一年的實(shí)踐表明：不僅衛(wèi)生狀況良好，而且糧食的品質(zhì)沒有變化。目前，他們?cè)谶M(jìn)一步完善該通風(fēng)控制系統(tǒng)并建立通風(fēng)過程中熱量和物質(zhì)水分轉(zhuǎn)換的數(shù)學(xué)模型?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)已有數(shù)十家企業(yè)生產(chǎn)糧情檢測(cè)系統(tǒng)產(chǎn)品，品種繁多，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)各異，但其基本功能無外乎糧倉內(nèi)外溫濕度檢測(cè)、糧食內(nèi)部溫度檢測(cè)及分析、通風(fēng)機(jī)械的控制等幾項(xiàng)。伴隨著電子科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)也發(fā)生了日新月異的變化，其整體的性能、實(shí)用性方面都有所改進(jìn)。目前，許多外國(guó)大型企業(yè)都很重視傳感器的研發(fā)工作，例如，日本的Figaro公司、芬蘭的Vaisala公司等，都致力于傳感器的發(fā)展和完善，以保障其在整個(gè)銷售市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。與此同時(shí)，國(guó)內(nèi)許多機(jī)構(gòu)也在傳感器測(cè)試裝置的研發(fā)上不斷探索、研發(fā)。當(dāng)然，隨著科技的進(jìn)步，傳統(tǒng)的溫濕度測(cè)試技術(shù)在穩(wěn)定性、精度等方面已經(jīng)無法滿足市場(chǎng)的需求，因此，針對(duì)新一代傳感器的探究顯得尤為重要。首先我們必須了解溫濕度控制對(duì)于家庭和現(xiàn)在社會(huì)的重要性，其次我們才能夠?qū)Υ俗龀龈玫呐袛?，以求更好地滿足用戶的需要。數(shù)字化溫濕度檢測(cè)的方法為一旦環(huán)境中的溫濕度發(fā)生變化，溫度傳感器和濕度傳感器隨著溫濕度的變化而變化，然后將變化的電阻通過轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為與之對(duì)應(yīng)變化的電壓，然后把模擬電壓信號(hào)由A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并送入到單片機(jī)中，對(duì)采集到的信號(hào)單片機(jī)進(jìn)行濾波處理并通過查表得到實(shí)際測(cè)量的溫濕度值，之后通過單片機(jī)的各外部接口電路顯示該溫濕度值。2℃；濕度檢測(cè)范圍20%80%RH，測(cè)濕精度：177。如果溫濕度超過預(yù)設(shè)值的話，蜂鳴器和發(fā)光二級(jí)管都會(huì)給出相應(yīng)報(bào)警提醒，用戶即可做出調(diào)整。其他組成部分為實(shí)時(shí)時(shí)鐘發(fā)生電路，產(chǎn)生同現(xiàn)在相同的時(shí)間和具體日期，通過LCD1604液晶模塊顯示。硬件中包括一個(gè)開關(guān)，為復(fù)位開關(guān)。在測(cè)量結(jié)果中有超過設(shè)定的溫濕度上下限的，通過超限模塊作出反應(yīng)。89C2051是一種帶2K字節(jié)只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。 微控制器模塊 復(fù)位電路設(shè)計(jì)這種復(fù)位電路的工作原理是：?jiǎn)纹瑱C(jī)的復(fù)位電路在剛接通電時(shí)，電容是沒有電的，電容內(nèi)的電阻很低，通電后，5V 的電通過電阻給電容進(jìn)行充電，電容兩端的電會(huì)由0V慢慢的升到4V左右（此時(shí)間很短，），RC構(gòu)成的微分電路在上電瞬間產(chǎn)生一個(gè)微分脈沖，其寬度大于兩個(gè)機(jī)器周期，89C51將復(fù)位。 手動(dòng)復(fù)位及晶振電路 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)此模塊是為系統(tǒng)時(shí)間的實(shí)時(shí)顯示而設(shè)計(jì)的，主要由芯片DS1302構(gòu)成，其中引腳RST、CLK、I/、屬于控制引腳，[3]所示。芯片連接電路簡(jiǎn)單，時(shí)間日期準(zhǔn)確。實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷電路提供秒分時(shí)日、日期月年的信息。DS1302與單片機(jī)之間能簡(jiǎn)單地采用同步串行的方式進(jìn)行通信僅需用到三個(gè)口線：RES復(fù)位、I/O數(shù)據(jù)線、SCLK串行時(shí)鐘。 DS1302是由DS1202改進(jìn)而來，增加了以下的特性：雙電源管腳用于主電源和備份電源供應(yīng)；Vcc1為可編程涓流充電電源；附加七個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)器；它廣泛應(yīng)用于電話傳真便攜式儀器以及電池供電的儀器儀表等產(chǎn)品領(lǐng)域。(1) SHT11 簡(jiǎn)介 SHT11 是瑞士Ssirion 公司推出的一款集數(shù)字溫濕度傳感器于一體的傳感器芯片。該芯片已經(jīng)廣泛應(yīng)用于暖通空調(diào)、汽車、消費(fèi)電子、自動(dòng)控制等領(lǐng)域。 SHT11傳感器電路 (2) SHT11的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理 溫濕度傳感器SHT11將溫度感測(cè)、濕度感測(cè)、信號(hào)變換、A/D轉(zhuǎn)換和加熱器等功能集成到一個(gè)芯片上。這兩個(gè)敏感元件分別將濕度和溫度轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，該電信號(hào)首先進(jìn)入微弱信號(hào)放大器進(jìn)行放大，然后進(jìn)入一個(gè)14位的A/D 轉(zhuǎn)換器，最后經(jīng)過二線串行數(shù)字接口輸出數(shù)字信號(hào)。此外，SHT11內(nèi)部還集成了一個(gè)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(shí)功耗也會(huì)有所增加。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(shí)縮短響應(yīng)時(shí)間，提高精度。 SHT11內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 SHT11控制指令代碼命令代碼含 義00011測(cè)量溫度00101測(cè)量濕度00111讀內(nèi)部狀態(tài)寄存器00110寫內(nèi)部狀態(tài)寄存器11110復(fù)位命令，使內(nèi)部狀態(tài)寄存器恢復(fù)默認(rèn)值。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口模擬該通信時(shí)序。(3) SHT11 應(yīng)用設(shè)計(jì) ① 濕度線性補(bǔ)償和溫度補(bǔ)償 SHT11可通過DATA數(shù)據(jù)總線直接輸出數(shù)字量濕度值。由于相對(duì)濕度數(shù)字輸出特性呈一定的非線性，因此為了補(bǔ)償濕度傳感器的非線性，要對(duì)濕度值加以修正，： ()式中：RHlinear為經(jīng)過線性補(bǔ)償后的濕度值，SORH為相對(duì)濕度測(cè)量值，CCC3 為線性補(bǔ)償系數(shù)。： ()式中：RHtrue為經(jīng)過線性補(bǔ)償和溫度補(bǔ)償后的濕度值，T為測(cè)試濕度值時(shí)的溫度(℃)，t1和t2為溫度補(bǔ)償系數(shù)。 ()式中：d1和d2為特定系數(shù)，d1的取值與SHT11工作電壓有關(guān)，d2的取值則與SHT11內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換器采用的分辨率有關(guān)。當(dāng)空氣的溫度低于露點(diǎn)時(shí)，空氣容納不了過多的水分，這些水分會(huì)變成霧、露水或霜。 顯示電路設(shè)計(jì)此模塊分為兩個(gè)顯示部分，一個(gè)部分是由LCD1604芯片組成的日期時(shí)間和實(shí)時(shí)溫濕度顯示的電路部分。LCD1604是一個(gè)四行每行16字的液晶顯示屏，D0D7接P0口，RS、RW、。 LCD1604顯示及其連接電路1604采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，其中： 第1腳：VSS為地電源。 第3腳：V0為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度。 第5腳：RW為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。 第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。 第15～16腳：空腳。q0000(3)〞2BRbrΓィ川メβθ0000(4)3CScsゥラモε∞0000(5)$4DTdt\ェトセμΩ0000(6)%5EUeuロォナュB00000(7)amp。1604 液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器(CGROM)已經(jīng)存儲(chǔ)了160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，[6]所示，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定代碼，比如大寫的英文字母“A”的代碼是 01000001B(41H)，顯示時(shí)模塊把地址41H中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母“A”。它的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令編程來實(shí)現(xiàn)的。 指令 2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址00H。高電平表示有效，低電平則無效。 指令 5：光標(biāo)