儲(chǔ)備糧倉多點(diǎn)溫度自動(dòng)巡檢系統(tǒng)設(shè)計(jì)開題報(bào)告

1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告題 目： 儲(chǔ)備糧倉溫度自動(dòng)巡檢系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 電子信息工程學(xué)院 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 開題時(shí)間： 2014年3月20日 一、文獻(xiàn)綜述本課題研究的意義：人類的生存和社會(huì)活動(dòng)與溫濕度密切相關(guān)。隨著現(xiàn)代化的實(shí)現(xiàn)，很難找出一個(gè)與溫濕度無關(guān)的領(lǐng)域來?？萍嫉难杆侔l(fā)展使對(duì)溫濕度的要求逐漸提高。度量物體冷熱的物理量，是國際單位制中7個(gè)基本物理量之一。在生產(chǎn)和科學(xué)研究中，許多物理現(xiàn)象和化學(xué)過程都是在一定的溫度下進(jìn)行的，人們的生活也和他密切相關(guān)。 濕度很久以前就與生活存在著密切的關(guān)系,但用數(shù)量來進(jìn)行表示較為困難。對(duì)濕度的表示方法有絕對(duì)濕度、相對(duì)濕度、

2、露點(diǎn)、濕氣與干氣的比值（重量或體積）等等。日常生活中最常用的表示濕度的物理量是空氣的相對(duì)濕度。用%RH表示。在物理量的導(dǎo)出上相對(duì)濕度與溫度有著密切的關(guān)系。一定體積的密閉氣體，其溫度越高相對(duì)濕度越低，溫度越低，其相對(duì)濕度越高。其中涉及到復(fù)雜的熱力工程學(xué)知識(shí)。 在計(jì)量法中規(guī)定，濕度定義為“物象狀態(tài)的量”。日常生活中所指的適度為相對(duì)濕度，用RH%表示。總之，即氣體中（通常為空氣中）所含水蒸氣量（水蒸氣壓）與其空氣相同情況下飽和水蒸氣量（飽和水蒸汽壓）的百分比。單位容積的空氣里實(shí)際所含的水汽量，一般以克為單位。溫度對(duì)絕對(duì)濕度有著直接影響，一般情況下，溫度越高，水蒸氣發(fā)得越多，絕對(duì)濕度就越大；相反，絕對(duì)

3、濕度就小。 在一定溫度下，單位容積，空氣中所能容納的水汽量的最大限度。如果超過這個(gè)限度，多余的水蒸氣就會(huì)凝結(jié)，變成水滴，此時(shí)的空氣濕度變稱為飽和濕度?？諝獾娘柡蜐穸炔皇枪潭ú蛔兊?，它隨著溫度的變化而變化。溫度越高，單位容積空氣中能容納的水蒸氣就越多，飽和濕度就越大。含有一定量水蒸氣（絕對(duì)濕度）的空氣，當(dāng)溫度下降到一定程度時(shí)所含的水蒸氣就會(huì)達(dá)到飽和狀態(tài)（飽和濕度）并開始液化成水，這種現(xiàn)象叫做凝露。水蒸氣開始液化成水時(shí)的溫度叫做“露點(diǎn)溫度”簡稱“露點(diǎn)”。如果溫度繼續(xù)下降到露點(diǎn)以下，空氣中超飽和的水蒸氣就會(huì)在物體表面上凝結(jié)成水滴。此外，風(fēng)與空氣中的溫濕度有密切關(guān)系，也是影響空氣溫濕度變化的重要因素之

4、一。溫濕度對(duì)于糧食儲(chǔ)存來說至關(guān)重要，溫濕度的變化會(huì)帶安全問題溫濕度的監(jiān)控有利于相關(guān)人員進(jìn)行及時(shí)的控制。糧食對(duì)于溫濕度極為敏感，不當(dāng)?shù)谋４鏁?huì)嚴(yán)重降低保存年限利用如LTM8901系列+LTM8662+LTM8520即可組成環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，配上排風(fēng)機(jī)，除濕器，加熱器，即可保持穩(wěn)定的溫度，避免蟲害，潮濕等問題。 糧食儲(chǔ)存對(duì)于溫濕度要求極為嚴(yán)格，不當(dāng)?shù)臏貪穸认?，植物?huì)停止生長、甚至死亡利用LTM8901C+LTM85202，配合氣體傳感器，光照傳感器等可組成一個(gè)數(shù)字化大棚溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)，控制糧倉內(nèi)的相關(guān)參數(shù)，從而使大棚的效率達(dá)到極致。 糧食在不同的溫度下會(huì)表現(xiàn)出不同的生長狀態(tài)，高質(zhì)高產(chǎn)的目標(biāo)要依靠適宜的環(huán)

5、境來保障。根據(jù)國家相關(guān)要求，；糧食保存必須按照相應(yīng)的溫濕度進(jìn)行控制。根據(jù)最新的GMP認(rèn)證，對(duì)于一般的溫度存儲(chǔ)范圍為0-30。原料在發(fā)酵過程中需要控制好溫濕度，在現(xiàn)場環(huán)境方便的情況下可利用LTM8590等無線溫濕度傳感器監(jiān)控溫濕度，在環(huán)境復(fù)雜的現(xiàn)場內(nèi)，可利用RS-485等數(shù)字量傳輸?shù)腖TM8901C進(jìn)行檢測控制溫濕度，避免發(fā)生蟲害，如果操作不當(dāng)，則會(huì)造成原料的大量損失。樓宇中的環(huán)境控制通常是溫度控制，對(duì)于用控制濕度達(dá)到最佳舒適環(huán)境的關(guān)注日益增多。智能溫度傳感器（亦稱數(shù)字溫度傳感器）在20世紀(jì)90年代中期問世。它是微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)檢測技術(shù)（ATE）的結(jié)晶。目前，國際上已開發(fā)出多種智能溫

6、度傳感器系列產(chǎn)品。智能溫度傳感器內(nèi)部包含溫度傳感器、A/D傳感器、信號(hào)傳感器、存儲(chǔ)器和接口電路。有的產(chǎn)品還帶多路選擇器、中央控制器、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器和只讀存儲(chǔ)器。智能溫度傳感器能輸出溫度數(shù)據(jù)及相關(guān)的溫度控制量，適配各種微控制器，并且可通過軟件來實(shí)現(xiàn)測試功能，溫度計(jì)也越來越智能化。而濕度計(jì)好像是安納度，一個(gè)在15世紀(jì)在意大利出生的人，是第一個(gè)想出這一個(gè)儀器量度出空氣中的水蒸氣含量的人開始探索的。他將一干燥的棉花放入一個(gè)天平的一側(cè)上，然后他安置一個(gè)正是與棉花相同的重量的對(duì)象在天平的另一端。當(dāng)干燥的棉花從空氣吸收水蒸氣，它變得更重并且這個(gè)天平的這側(cè)開始降落。在兩重量之間的不同時(shí)濕度的度量標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)代科學(xué)

7、家使用一臺(tái)稱為“psychrometer”的儀器測量相對(duì)濕度。“psychrometer”由兩個(gè)綁在一起的溫度計(jì)造成。一個(gè)溫度計(jì)泡在被用清水浸過的材料包里，開始度量相對(duì)濕度是，要把“psychrometer”旋轉(zhuǎn)直至抱著的溫度計(jì)維持一個(gè)穩(wěn)定的溫度，而這個(gè)溫度一定比干的那個(gè)溫度計(jì)低，實(shí)際的空氣溫度被干燥的那個(gè)溫度計(jì)度量。在兩個(gè)溫度之間的不同被叫為“wet-bullbdepression”是來自物質(zhì)的水的蒸發(fā)結(jié)果。科學(xué)家記錄低干的溫度計(jì)的溫度和“wet-bullbdepression”，然后制成一個(gè)圖表，來計(jì)算相對(duì)濕度。這個(gè)也是干濕球濕度計(jì)的工作原理跟電子溫度計(jì)一樣濕度計(jì)隨著濕度傳感器的發(fā)展趨于成

8、熟。現(xiàn)在常用的溫度傳感器AD590，DS18B20濕度傳感器HMxx系列，HS1xx系列，隨著溫濕度的發(fā)展室溫監(jiān)控系統(tǒng)也越來越成熟，更好的為人們服務(wù)。選擇測量范圍 ，和測量重量、溫度一樣，選擇濕度傳感器首先要確定測量范圍。除了氣象、科研部門外，搞溫、濕度測控的一般不需要全濕程(0-100%RH)測量。選擇測量精度 ，測量精度是濕度傳感器最重要的指標(biāo)，每提高個(gè)百分點(diǎn)，對(duì)濕度傳感器來說就是上一個(gè)臺(tái)階，甚至是上一個(gè)檔次。因?yàn)橐_(dá)到不同的精度，其制造成本相差很大，售價(jià)也相差甚遠(yuǎn)。所以使用者一定要量體裁衣，不宜盲目追求“高、精、尖”。如在不同溫度下使用濕度傳感器，其示值還要考慮溫度漂移的影響。眾所周知，

9、相對(duì)濕度是溫度的函數(shù)，溫度嚴(yán)重地影響著指定空間內(nèi)的相對(duì)濕度。溫度每變化0.1。將產(chǎn)生0.5%RH的濕度變化(誤差)。使用場合如果難以做到恒溫，則提出過高的測濕精度是不合適的。多數(shù)情況下，如果沒有精確的控溫手段，或者被測空間是非密封的，±5%RH的精度就足夠了。對(duì)于要求精確控制恒溫、恒濕的局部空間，或者需要隨時(shí)跟蹤記錄濕度變化的場合，再選用±3%RH以上精度的濕度傳感器。而精度高于±2%RH的要求恐怕連校準(zhǔn)傳感器的標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器也難以做到，更何況傳感器自身了。相對(duì)濕度測量儀表，即使在2025下，要達(dá)到2%RH的準(zhǔn)確度仍是很困難的。通常產(chǎn)品資料中給出的特性是在常溫（2

10、0±10）和潔凈的氣體中測量的?？紤]時(shí)漂和溫漂 ，在實(shí)際使用中，由于塵土、油污及有害氣體的影響，使用時(shí)間一長，電子式濕度傳器會(huì)產(chǎn)生老化，精度下降，電子式濕度傳器年漂移量一般都在±2%左右，甚至更高。一般情況下，生產(chǎn)廠商會(huì)標(biāo)明1次標(biāo)定的有效使用時(shí)間為1年或2年，到期需重新標(biāo)定。其它注意事項(xiàng)，濕度傳感器是非密封性的，為保護(hù)測量的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性，應(yīng)盡量避免在酸性、堿性及含有機(jī)溶劑的氣氛中使用。也避免在粉塵較大的環(huán)境中使用。為正確反映欲測空間的濕度，還應(yīng)避免將傳感器安放在離墻壁太近或空氣不流通的死角處。如果被測的房間太大，就應(yīng)放置多個(gè)傳感器。有的濕度傳感器對(duì)供電電源要求比較高，否則

11、將影響測量精度。或者傳感器之間相互干擾，甚至無法工作。使用時(shí)應(yīng)按照技術(shù)要求提供合適的、符合精度要求的供電電源。傳感器需要進(jìn)行遠(yuǎn)距離信號(hào)傳輸時(shí)，要注意信號(hào)的衰減問題。當(dāng)傳輸距離超過200m以上時(shí)，建議選用頻率輸出信號(hào)的濕度傳感器。由于溫度與濕度不管是從物理量本身還是在實(shí)際人們的生活中都有著密切的關(guān)系，所以溫濕度一體的傳感器就會(huì)相應(yīng)產(chǎn)生。 溫濕度傳感器是指能將溫度量和濕度量轉(zhuǎn)換成容易被測量處理的電信號(hào)的設(shè)備或裝置。 市場上的溫濕度傳感器一般是測量溫度量和相對(duì)濕度量。目的：近幾年據(jù)海關(guān)統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，我國糧食進(jìn)出口同比均呈下降趨勢，我國糧食供求開始進(jìn)入緊平衡階段。在糧食供給能力逐漸弱化的情況下，我們必

12、須注意到貯存糧食的科學(xué)性和有效性。貯糧倉庫的現(xiàn)代管理也是當(dāng)前糧食系統(tǒng)改造的重大項(xiàng)目之一。而在糧倉管理過程當(dāng)中，最重要的是控制倉內(nèi)的溫度和濕度，溫濕度會(huì)直接影響糧食的貯存質(zhì)量。而我選擇單片機(jī)的溫濕度控制系統(tǒng)，采用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)實(shí)時(shí)檢測與控制，操作方便、功能完善、是工作可靠的溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)，能提高設(shè)備的工作效率、降低事故率，明顯提高糧食的貯存質(zhì)量，減少倉儲(chǔ)保管人員，帶來較大的經(jīng)濟(jì)效益。 意義：通過對(duì)糧倉溫濕度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，一方面提高了我使用應(yīng)用軟件的能力，并使我深深體會(huì)到在設(shè)計(jì)中計(jì)算機(jī)應(yīng)用的重要性。另一方面也提高了我對(duì)本專業(yè)知識(shí)的理解，設(shè)計(jì)中要用到單片機(jī)、控制理論等許多專業(yè)知識(shí)和其它相關(guān)專業(yè)的知識(shí)

13、，這樣不僅是對(duì)知識(shí)的鞏固和拓展，更重要的是通過設(shè)計(jì)使我提高了對(duì)已有知識(shí)的應(yīng)用能力，也提高了我的求知欲望。同時(shí)還可以培養(yǎng)我的實(shí)踐技能，讓我更好的將理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中去，真正實(shí)現(xiàn)理論聯(lián)系實(shí)際。00 主要研究內(nèi)容的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀：國外對(duì)溫濕度環(huán)境控制技術(shù)研究較早，始于20世紀(jì)70年代。先是采用模擬式的組合儀表，采集現(xiàn)場信息并進(jìn)行指示、記錄和控制。80年代末出現(xiàn)了分布式控制系統(tǒng)。目前正開發(fā)和研制計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)的多因子綜合控制系統(tǒng)。現(xiàn)在世界各國的溫室控制技術(shù)發(fā)展很快，一些國家在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的基礎(chǔ)上正向著完全自動(dòng)化、無人化的方向發(fā)展。 從國內(nèi)外溫濕度控制技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r來看，溫濕度環(huán)境控制技術(shù)大致經(jīng)

14、歷三個(gè)發(fā)展階段:（1）手動(dòng)控制這是在溫濕度技術(shù)發(fā)展初期所采取的控制手段，其時(shí)并沒有真正意義上的控制系統(tǒng)及執(zhí)行機(jī)構(gòu)。（2）自動(dòng)控制這種控制系統(tǒng)需要人工輸入所需的目標(biāo)參數(shù)，計(jì)算機(jī)根據(jù)傳感器的實(shí)際測量值與事先設(shè)定的目標(biāo)值進(jìn)行比較，以決定溫濕度環(huán)境因子的控制過程，控制相應(yīng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行加熱、降溫和通風(fēng)等動(dòng)作。（3）智能化控制隨著單片機(jī)和傳感技術(shù)的迅速發(fā)展，自動(dòng)檢測領(lǐng)域發(fā)生了巨大變化，溫濕度環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測控制方面的研究有了明顯的進(jìn)展，并且必將以其優(yōu)異的性能價(jià)格比，逐步取代傳統(tǒng)的溫室控制措施.本文參考了一種基于單片機(jī)并采用數(shù)字化單總線技術(shù)的溫度測控系統(tǒng)應(yīng)用于溫濕度的設(shè)計(jì)方案，提出了一種新的設(shè)計(jì)方案,在單總線上傳輸

15、數(shù)字信號(hào)。 參考文獻(xiàn)：1 李建民.單片機(jī)在溫度控制系統(tǒng)中的應(yīng)用J，江漢大學(xué)出版社.2326.2 徐愛鈞，彭秀華。單片級(jí)高級(jí)語言C51應(yīng)用程序設(shè)計(jì)C。北京:電子工業(yè)出版社，1998.3 李永安。CRC-16編碼在單片機(jī)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)M。探測與控制學(xué)報(bào)，2000, 22 (2)。4 楊振江.智能儀器與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的新器件及應(yīng)用M，西安電子科技大學(xué)出版社.2001.5 施俊良.室溫自動(dòng)調(diào)節(jié)原理和應(yīng)用M，北京：中國建筑工業(yè)出版社.2002.6 華兵.單片機(jī)原理應(yīng)用M，武漢華中科技大學(xué)出版社.2003.7 陳光東.單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)與接口技術(shù)M，華中理工大學(xué)出版社.1999.8楊振江.智能儀器與數(shù)

16、據(jù)采集系統(tǒng)中的新器件及應(yīng)用C.西安電子科技大學(xué)出版社,2001年12月.184190.9李玉梅. 基于MCS-51系列單片機(jī)原理的應(yīng)用設(shè)計(jì)M.北京. 國防工業(yè)出版社 2006年5月第1版.10杜清府，楊永竹。新型溫度計(jì)DS1820與8031的多路測溫接口D。微型機(jī)與應(yīng)用，1996, (3)。11Oliver. The structure of color space in naming and memory of two languages J. Foreign Language Teaching and Research, 1999, (3): 62 67.12Jo La Alty and

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18、rs GuideM.Macmillan Computer Publishing U. S. A, 2000.7.15 Paul Kimmel.Building Delphi 6 ApplicationsM.McGraw-Hill Publishing Companies L.S. A, 2001.二、課題的研究方法和實(shí)施方案設(shè)計(jì)要求： 本設(shè)計(jì)是一種智能化的儲(chǔ)備糧倉溫度、濕度多點(diǎn)自動(dòng)巡回監(jiān)控系統(tǒng)。采用單片機(jī)為核心而開發(fā)并配以多點(diǎn)溫度、濕度自動(dòng)巡檢采集電路，可實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)備糧倉內(nèi)多點(diǎn)溫度濕度實(shí)施自動(dòng)巡回監(jiān)測，也可按人為設(shè)定進(jìn)行個(gè)點(diǎn)或多點(diǎn)進(jìn)行檢測。同時(shí)配有鍵盤及顯示電路和打印機(jī)接口、上微機(jī)接口，可自動(dòng)記

19、錄測試時(shí)間、測試點(diǎn)位及溫度、濕度數(shù)據(jù)并具有顯示及打印測試數(shù)據(jù)和超限報(bào)警的功能。 技術(shù)指標(biāo)：監(jiān)測溫度范圍 -40+60 誤差±1； 監(jiān)測濕度范圍：5%95% 誤差5%；檢測速度30點(diǎn)/分， 測溫點(diǎn)數(shù)32點(diǎn)本人設(shè)計(jì)思路：本儲(chǔ)備糧倉溫度、濕度多點(diǎn)自動(dòng)巡回監(jiān)控系統(tǒng)：擬以單片機(jī)AT89C51為核心，配有溫度傳感器AD590、濕度傳感器HM1500分別構(gòu)成的數(shù)據(jù)采集模塊，A/D轉(zhuǎn)換模塊，顯示模塊，鍵盤控制模塊等組成。系統(tǒng)工作過程為通過AD590，HM1500將非電量的溫濕度值轉(zhuǎn)換為電量輸出并由ADC0809對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化，經(jīng)過單片機(jī)89C51處理后，通過數(shù)碼管顯示結(jié)果。另外，在鍵盤控制模塊上增設(shè)了自動(dòng)和手動(dòng)一項(xiàng)，用戶可以手動(dòng)調(diào)節(jié)或進(jìn)入自動(dòng)控制狀態(tài)。該系統(tǒng)中單片機(jī)作為下位機(jī),完成測溫測濕任務(wù),測量結(jié)果可在本地顯示,也可通過下位機(jī)與上位機(jī)(PC機(jī))通