【正文】 .......................................................48 附錄 2 程序代碼 ............................................................................................................49 附錄 3 英文文獻(xiàn) ............................................................................................................67 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 1 頁 一 緒論 背景 “國以民為本，民以食為天”，“兵馬未動(dòng)，糧草先行”，這些都充分說明糧食對國家的重要性。通過 PROTEUS軟件和 KEIL C 仿真出了該系統(tǒng)。它以 AT89C51 單片機(jī)為主控制芯片，采用數(shù)字溫度傳感器DS18B20 實(shí)現(xiàn)多路溫度的檢測，利用 LCD1602 液晶顯示器形象直觀的顯示測出的溫度值。 該系統(tǒng)是以 AT89C51單片機(jī) 和 DS18B20數(shù)值溫度傳感器為核心組成的糧倉溫度控制系統(tǒng)。糧庫一般較大，測 量 點(diǎn) 會(huì)很多 。 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 基于 AT89C51 單片機(jī)的 糧倉溫度控制系統(tǒng) 系 別 自 動(dòng) 化工程系 專 業(yè) 測 控 技術(shù)與儀器 班 級(jí) 姓 名 指導(dǎo)教師 2021 年 5 月 5 日 東北大學(xué)秦 皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 I 頁 基于單片機(jī)的 糧倉溫度 控制 系統(tǒng) 摘 要 隨著單片機(jī)技術(shù)的飛 速發(fā)展，單片機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 糧食是人類生存的必需品，溫度是保存好糧食的先決條件，儲(chǔ)存大量的糧食對穩(wěn)定國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到至關(guān)重要的作用。糧倉溫度測量方法以及相應(yīng)的智能控制一直是糧食保存的一個(gè)重要問題。該系統(tǒng)利用 AT89C51 單片機(jī)采集了各個(gè)溫度點(diǎn)的溫度，實(shí)現(xiàn)溫度顯示、報(bào)警等功能。 本文在確定法設(shè)計(jì)方案基礎(chǔ)上，著重論述了系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)，并且描述了系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)框圖及所使用各種芯片功能和特性。 關(guān)鍵詞 ： 單片機(jī) DS18B20 液晶顯示 鍵盤 報(bào)警 東北大學(xué)秦 皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 II 頁 Temperature Control System Of The Granary Based On Singlechip Author： Mu Xiqing Tutor： Fan Lina Abstract Along with the single chip microputer technology rapid development, the microcontroller obtained the widespread application in each domain. The grain is the human survival essential item， the temperature is the precondition of preserving the grain well, storing up the massive grain plays a crucial role in the development of the stable national economy. Provision room is generally big, so there will be a lot of measurement points. Grain temperature measurement method and the corresponding intelligent control of food preservation has been an important issue. The system is based on AT89C51 singlechip and numerical temperature sensor DS18B20, which posite the core temperature control system. This system has gathered each temperature using AT89C51 monolithic integrated circuit, which realizes functions temperature display and alarm functions and so on. It takes AT89C51 monolithic integrated circuit as main control chip, which uses digit temperature sensor DS18B20 to realize the multichannel temperature detections. Temperature value which determines is displayed using the LCD1602 liquidcrystal in directviewing demonstration. This article focuses on system39。從理論上講國家掌握的糧食越多越好，但從現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度看，國家只要能控制住一定數(shù)量的可以靈活支配、質(zhì)量良好的糧食，既可達(dá)到“備戰(zhàn)備荒”、宏觀調(diào)控的目的，又可節(jié)省資金用于發(fā)展經(jīng)濟(jì)。而且這些糧食存放的時(shí)間有長有短。為了達(dá)到以上的要求，必不可少的就是既穩(wěn)定又精確的糧情智能測控管理系統(tǒng)。利用微機(jī)技術(shù)對糧倉進(jìn)行監(jiān)控，用戶可方便地構(gòu)造自己需要的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，在任何時(shí)候把糧倉現(xiàn)場的信息實(shí)時(shí)地傳到控制室，管理人員不需要深入現(xiàn)場，就可查看歷史數(shù)據(jù)，優(yōu)化現(xiàn)場作業(yè)，提高生產(chǎn)效率，增強(qiáng)了國家糧食儲(chǔ)備安全水平，以獲得實(shí)時(shí)糧倉管理，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化。但涉及到的一些方法也適合其他糧情檢測情況。該系統(tǒng)具有可靠性和高性價(jià)比，而且操作維修簡便，具有檢測、數(shù)顯、分析等諸多功能。糧庫管理中最重要的問題是監(jiān)測糧堆中的溫度變化。現(xiàn)在，我國在糧倉建設(shè)上己實(shí)現(xiàn)規(guī) 范化，但是監(jiān)測手段一直未能實(shí)現(xiàn)同步現(xiàn)代化。 影響儲(chǔ)糧安全的最主要因素是糧堆內(nèi)的溫度，這就要求能有一種有效的、低成本的儀表來實(shí)現(xiàn)監(jiān)測控制功能，使得管理人員能夠方便有效地進(jìn)行監(jiān)控操作。 利用單片機(jī)技術(shù)對糧倉進(jìn)行檢控，用戶可以方便地夠造自己所需要的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，在任何時(shí)候把糧倉現(xiàn)場的信息實(shí)時(shí)地傳到控制室，管理人員不進(jìn)入現(xiàn)場就可以按照所需的溫度 要求對糧倉內(nèi)的溫度情況進(jìn)行控制，提高了生產(chǎn)效率，增強(qiáng)了糧倉內(nèi)存儲(chǔ)安全，獲得了糧倉的實(shí)時(shí)管理，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，智能化。 相關(guān)領(lǐng)域國內(nèi)外技術(shù)和發(fā)展趨勢 糧情檢測技術(shù)是科學(xué)保糧的關(guān)鍵技術(shù)之一。初期，以銅電阻，熱敏電阻作為傳感器件，通過檢測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，糧情檢測技術(shù)不斷完善、提高、并日趨成熟，逐步形成了樣式繁多的糧情檢測系統(tǒng)，為安全、科學(xué)儲(chǔ)糧起到了積極作用。糧情監(jiān)控系統(tǒng)可以根據(jù)采用的溫度傳感器的不同進(jìn)行如下分類 : （ 1）熱敏電阻 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 3 頁 以溫度變化導(dǎo)致阻值的變化為工作原理的熱敏電阻，因其具有成本低、體積小、簡單、可靠、響應(yīng)速度快、容易使用等特點(diǎn)，成為國內(nèi)糧情檢測系統(tǒng)中采用最多的溫度傳感器。但熱敏電阻也存在缺點(diǎn)，如 :是互換性差、溫度與輸出阻值 之間呈非線性關(guān)系。 ℃。 DS18x20 采用 9 個(gè)位表示測溫點(diǎn)的溫度值，每個(gè) DS18x20 內(nèi)部都設(shè)置有一個(gè)單一的序列號(hào)，因此可以使多個(gè) DS18x20共存于同一根數(shù)據(jù)傳輸線上。 采用數(shù)字式溫度傳感器糧情測控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與采用熱敏電阻糧情測控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)大致相同，只是用測控單元替代了智能分機(jī)、擴(kuò)充接線器替代了溫度分線器。 采用 DS18x20 溫度傳感器的糧情測控系統(tǒng)的測溫電纜與熱敏電阻測溫電纜大不相同，該測溫電纜最多只需 3 根導(dǎo)線即可連接多個(gè) DS18x20 溫度傳感器。正是這些特點(diǎn)使得采用 DS18x20溫度傳感器的糧情測控系統(tǒng)更適用于高大糧倉（諸如淺圓倉、立筒倉）的應(yīng)用環(huán)境，可以解決高大糧倉在 不需重新安裝測溫電纜的情況下更換測溫電纜內(nèi)部的溫度傳感器以及改變溫度傳感器相對位置。 （ 3）光纖傳感器 光纖溫度傳感器是近幾年發(fā)展的新技術(shù)，也是工業(yè)中用的最多的光纖傳感器 之一。光纖溫度傳感器的精度更高，但成本較貴。 該方案采用模擬溫度傳感器 AD590 作為測溫元件，傳感器測量的溫度變化轉(zhuǎn)換成電流的變化，再通過電路轉(zhuǎn)換成電壓的變化，使用運(yùn)算放大器交給信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆糯?，最后通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信號(hào)，傳給單片機(jī)，單片機(jī)將溫度值進(jìn)行處理之后用 LCD 顯示，當(dāng)溫度值超過設(shè)定值時(shí)開始報(bào)警。顯示電路采用 LCD1602 模塊，使模擬溫度 傳感器 運(yùn)算 放大器 AD 轉(zhuǎn)換 鍵盤 單 片 機(jī) LCD 顯示模塊 集成功放 報(bào)警器 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 頁 用單片機(jī)直接驅(qū)動(dòng)蜂鳴器構(gòu)成報(bào)警電路。它控制雖然簡單，但電路復(fù)雜，不容易實(shí)現(xiàn)對多點(diǎn)溫度測量和監(jiān)控。 方案二采用智能溫度傳感器 DS1820，它直接輸入數(shù)字量，精度高，電路簡單，只需要模擬 DS1820 的讀寫時(shí)序，根據(jù) DS1820 的協(xié)議讀取轉(zhuǎn)換的溫度。由此可見，此方案的可 行性，體現(xiàn)了技術(shù)的先進(jìn)性，經(jīng)濟(jì)上也沒有任何問題。 溫度傳感器 溫度傳感器 溫度傳感器 溫度傳感器 鍵盤 單 片 機(jī) LCD 液晶 顯示電路 報(bào)警電 路 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 6 頁 三 溫度傳感器 溫度傳感器的選型 傳感器的選擇原則 要進(jìn)行一個(gè)具體的測量工作，首先要考慮用何種原理的傳感器，這需要分析多方面的因素之后才能確定。被測位置對傳感器體積的要求 。信號(hào)的引出方法 。 在考慮上述問題之后就能確定選用何種類型的傳感器，然后再考慮傳感器的具體性能指標(biāo)。這些參數(shù)并不是要求越高越好，因?yàn)橐笤礁卟粌H會(huì)帶來成本的提高，也會(huì)帶來信號(hào)處理的難度，噪音等問題。 溫度傳感器的選擇 美國 DALLAS半導(dǎo)體公司的數(shù)字化溫度傳感器 DS1820 是世界上第一片支持 一線總線 接口的溫度傳感器，而 新的 “ 一線器件 ” DS18B20體積更小、適 用電壓更寬、更經(jīng)濟(jì) 。適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量，如：環(huán)境控制、設(shè)備或過程控制、測溫類消費(fèi)電子產(chǎn)品等。與其他數(shù)字溫度傳感 器相比具有線路簡單．硬件開銷少，成本低、便于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)。C ～ +125176。C 范圍內(nèi) ,精度為 177。C 。 2176?，F(xiàn)場溫度直接以一線總線 的數(shù)字 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 7 頁 方式傳輸，與前一代產(chǎn)品不同，新的產(chǎn)品支持 3V～ 的電壓范圍，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更靈活、方便。 DS18B20 可以程序設(shè)定 9～ 12 位的分辨率，精度為 177。C 。 DS18B20 的性能是新一代產(chǎn)品中最好的！性能價(jià)格比也非常出色！ DS1822 與 DS18B20 軟件兼容，是 DS18B20 的簡化版本。2176。繼 一線總線 的早期產(chǎn)品后， DS18B20 開辟了溫度傳感器技術(shù)的新概念。 溫度上、下限值的設(shè)定原理 利用制冷機(jī)產(chǎn)生的冷量對自然空氣進(jìn)行冷卻 降溫、除濕 ,再通過風(fēng)機(jī)及糧倉內(nèi)的通風(fēng)管道使冷卻后的空氣穿過糧堆 ,使糧食溫度降到 15176。運(yùn)用該技術(shù)可使糧食的低溫儲(chǔ)藏不受氣候條件的影響 ,即使在炎熱的夏季或雨季都可實(shí)現(xiàn)。 利用機(jī)械制冷方法將糧溫降到 5～ 15176。糧食在 10176。 C 和 30176。 （ 2） 當(dāng)糧溫達(dá)到 13176。 C 時(shí)完全停止。在一些西歐國家 ,低溫儲(chǔ)糧已不需要進(jìn)行化學(xué)藥劑熏蒸殺蟲 ,從而改善了糧庫工人的工作環(huán)境 ,避免殘留藥劑對人們身體健康的危害。 （ 4） 對糧食進(jìn)行機(jī)械制冷降溫 ,使得糧食在高于安全水分時(shí)儲(chǔ) 藏成為可能 ,因此可以提高儲(chǔ)糧和加工單位的效益。若采用人工冷卻降溫方法 , 稻谷可在 15 %水分下安全儲(chǔ)藏