粮仓多点温度智能监控系统

C C V 1 器 鸣 蜂 式 电 压 2 6 0 F 4 U1A7 1 12345678234567890 1234567822222222333333334 C C P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7 V P1.0/T2P2.0/A8P2.1/A9 P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15 P0.7/AD7P0.6/AD6P0.5/AD5P0.4/AD4P0.3/AD3P0.2/AD2P0.1/AD1P0.0/AD0 P1.1/T2EX 21 LL AAE TTL RSTP3.0/RxDP3.1/TxDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RDXXVSSPSENAEA/VPP 4 UAT89S52 9 01234567890901 11111111112233
3.9 报警系统
D N G 1 220V/VC K5VSPDT 机 电 风 1 B吹 M C C V D N G 1 DDiode 1 K 1RRes2 2 UOptoisolator1 2 C C V U3ASN74LS06D 1 P2.1 12345678234567890 1234567822222222333333334 C C P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7 V P1.0/T2P2.0/A8P2.1/A9 P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15 P0.7/AD7P0.6/AD6P0.5/AD5P0.4/AD4P0.3/AD3P0.2/AD2P0.1/AD1P0.0/AD0 P1.1/T2EX 21 LL AAE TTL RSTP3.0/RxDP3.1/TxDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RDXXVSSPSENAEA/VPP 4 UAT89S52 9 01234567890901 11111111112233
（1）定时对粮仓内多点温度和环境温度自动巡检或人为选测， 定时间隔可调。
（2）检测时间、检测点编号和检测结果可显示或纪录。 （3）自动比较检测点温度与环境温度，超温报警指示。 （4）传感器回路开路、短路报警指示。 （5）可方便地扩展环境温度检测与控制功能。 （6）抗干扰能力强，能在生产现场环境下可靠运行，功耗低，能 长时间工作。
3.4 温度传感器
AD590 是 一 种 电 压输入电流输出型集 成温敏传感器，其供 电电压范围为4～30V， 温度测量范围为55℃～+150℃，非线 性 误 差 ±0.3℃ ， 其 输入电流与绝对温度 成正比。
3.6 放大电路
本系统选用斩 波 隐 零 集 成 运 放 OP07构成高增益、低漂 移放大器，用于放大 AD590的输出信号。
所要达到的工艺条件及主要技术指标： （1）温度检测范围为-40℃～+60℃； （2）温度误差≤±1.0℃；传感器分布8×5矩阵采样，测量点至 少为40个； （3）超过规定的温度范围时，报警；
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设计方案一 ： 采用集成的单片机主控，通过温度传感器、 A/D转换采集数据信息，
经过含有单片机的检测系统检测，将结果传送到单片机控制的主控器，数 据通过LED显示器显示，通过键盘控制检测某一具体测量位置的数据。采用 这种控制结构成本低，工作可靠，且显示数据和进行控制操作较为方便。 其原理框图如下：
温度是保存好粮食的先决条件之一，我国的公粮现均集中存放在国 家或地方的粮库中，最大的粮库方圆几公里，仓库房数为数十个，测量 点可达数千个，按照国家粮食保护法规，必须定期抽样检查个点的粮食 温度。若采用人工测温，不仅效率低，劳动时间长，而且由于抽样不彻 底，导致部分粮食变质，从而引起大面积的粮食变质，造成重大的经济 损失和严重的后果。综上所述，粮仓管理的智能化是有必要的，而且是 迫切的。
C C V 7 0 F D4 37 98 8 7 x 0 0 F 0 D4 1 37 98 7 0 F D4 37 98 7 0 F D4 37 98 7 0 F D4 37 98 7 0 F D4 37 98 7 0 F D4 37 16 v 98 5 + 7 0 AA F D4 37 P 5.1K*4 98 fgedcDba 012012 9111DS1DpyRed-CA9111 0 2345879 1 16 AA P fgedcDba 01234576 AAAAAAAADS1DpyRed-CA 1234567890123456789 2222222223333333333125 0 2345879 1 PA0PA1PA2PA3PA4PA5PA6PA7PB0PB1PB2PB3PB4PB5PB6PB7PC0PC1PC2PC3PC4PC5 16 AA P 01234567E fgedcDba R 5 DDDDDDDDEDL DS1DpyRed-CA TMRIN 5 AAAAAAAACRWIO/MATMROUTRESET 5 1 U8 0 2345879 1 2345678901 897634 1111111111 E R DL RWA 16 AA P fgedcDba DS1DpyRed-CA 0 2345879 1
输入状态
INH
ABC
0
000
0
Biblioteka Baidu
001
0
010
0
011
0
100
0
101
0
110
0
111
1
XXX
X（OUT） 接通的输入
X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 均不通
33 XX 11 55 00 IC744 IC8 EE 01234567E01234567E XXXXXXXXINHABCVXXXXXXXXINHABCV 26 15246971524697 345210345210 111111111111 VV 55 ++ p1.1p1.2p1.3p1.1p1.2p1.3p1.0 ++++ ---- 1AD5904AD5908AD5907AD590 U6A IC10-15 . . . . . . . . . . . . . . IC10-1 IC10-2 IC10-16
A/D转换 传感器
单片机 AT89S52
PC机控制器 鼠标输入
液晶显示 降温电机
报警
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放大器
A/D转换
8*5矩阵 多路
分布的传 模拟
感器
开关
多路模拟开关
单片机
键盘
接口电路
报警装置 看门狗及掉
电保护
降温电机
显示
3 设计的硬件组成及系统设计
3.1 系统框图及硬件组成
粮仓多点温度智能监控系统以AD590集成电 路温度传感器，两个多路模拟开关CD4051经过放 大器OP-07后送至A/D转换器ADC0809，实现8*5矩 阵传感器温度检测电路。系统选用AT89S51单片 机为主机。CPU对内部RAM具有丰富的操作指令。 8位输入A/D转换器0809，可编程并行I/O扩展接 口芯片8155，由两个D触发器组成的4分频电路为 ADC0809和8155提供时钟脉冲。并且由8155和支 持下的5位LED数字显示器、键盘输入、蜂鸣音报 警装置和电机降温系统
K 3 0 8R v 5 + 2 4 K w 0 70-PO 2R 1 K w 0 2 2R 6 3 781 61CI 1 edoiDD K 0 4 7 4R v 5 +
3.5 单八路模拟开关
CD4051是单八路模 拟开关。它是由电平位 移电路、带禁止端INH的 8选1译码器和由该译码 器对各个输出分别加以 控制的8个CMOS双向模拟 开关组成。CD4051相当 于一个单刀八掷开关， 开关接通哪一通道，由 输入的3位地址码ABC来 决定。“INH”是禁止端， 当“INH”=1时，各通道 均不接通。只有在INH=0 时才由A、B、C决定选通 某一开关。
键盘输入 A/D转换
传感器
单片机 AT89S52
LED显示 降温电机
报警
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设计方案二： 此方案是在方案一的基础上改进的，温度信号的输入处理过程与方案
一是相同的，但方案二的系统控制器由 PC机代替，在主控端通过LCD液晶 可以更直观的显示每一个测量位置的数据，用鼠标代替键盘操作也更为直 接方便。采用这种控制结构操作极为简便，工作可靠，但在硬件及软件方 面较为复杂，成本较高。其框图如下：
近年来，粮情电子检测分析、控制系统在粮食仓储中的应用、现代化 管理的实施，使得我国粮情监控在技术上取得了较大进步。特别是在人 工智能粮情分析，通风控制等方面，有的系统已达到国际先进水平。
随着粮食产量的增加，传统的人工查看粮温的方法，已经逐步被电 子检温设备取代。小的储粮设备一般采用小型测温仪检测粮温，大型储 粮设备已经逐步配备微机测温系统。前一种方式多数采用由操作者拨动 手动开关逐点查看粮食温度的方法，有些也采用自动巡检方式并配备小 型打印机记录粮食温度数据。后一种方式则可以在微机机房检测粮食温 度情况，并且能够利用微机对粮食温度数据进行分析对比。
1、粮仓多点温度智能系统设计的目的、意义与现状
粮食是人类生存的必需品，所以粮食仓储和流通设施的建设意义重大。 一般来说：粮食存放在粮仓中，而且这些粮食存放的时间有长有短。为 了保证存放在粮仓中的粮食不致腐烂变质，就必须使粮仓内的温度、湿 度保持在一定的范围以内。为了达到以上的要求，必不可少的就是既稳 定又精确的粮情智能测控管理系统。
3.3 A/D转换
ADC0809 是 CMOS 工 艺 ， 采用逐次逼近法的8位A/D 转 换 芯 片 ， 片 内 除 A/D 转 换部分外还有多路模拟开 关 部 分 。 ADC0809 的 主 要 特性：8路8位A／D转换器， 即分辨率8位；具有转换 起停控制端；转换时间为 100µs；单个+5V电源供电； 模拟输入电压范围0～＋ 5V。
B8U KLC 89 NA47SL47NS QQ R CC R L CC P C VV K 30 11 L C D 21 11 NA47SL47NSA8U 65 QQ R CC R L CC P C VV K 14 L C D 23 ELA
报警器件选用压电式蜂鸣器，然后通 过单片机的一根口线经驱动器驱动蜂鸣 器发声。压电式蜂鸣器约需10mA的驱动 电流，可以使用TTL系列集成电路7406或 7407低电平驱动，也可以用1个晶体三极 管驱动，在图中单片机的口线接入晶体 管基极输入端。当单片机口线输出高电 平时，晶体管导通，压电蜂鸣器两端获 得约+5V电压而鸣叫；当单片机口线输出 低电平时，三极管截至，蜂鸣器停止发 音。
3.2 单片机测控系统前向通道配置
测控系统中，传感器和微型计算机是必不可少的两个 部分。微型机对数据具有很强的处理能力，但它对非电量 或模拟信号是无能为力的。因此，利用传感器将非电量转 换成电信号才能完成测量和控制任务。然而，利用传感器 得到的模拟电信号，往往是小信号，需经过放大并经A/D 转换数字量后才能由计算机进行有效的处理，进而由计算 机发出各种命令，由执行机构产生相应的动作。
有了粮仓温度测控系统后，容易检测和控制粮仓温度。因此有效的 保护了粮食的质量，缓慢了粮食的霉烂，给工作带来方便，给农业大国 的中国带来了很大实际意义。
2 设计的方案论证与分析
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方案的设计应该依据以下几点，包含设计的所能实现的功能和所 要达到的技术指标及工艺条件。功能方面的要求如下：
3.7 键盘、LED显示器与单片机的接口电路
采用8155并行扩展口 构成的键盘、显示器电路。 LED 采 用 动 态 显 示 ， 键 盘 采用逐列扫描查询工作方 式。
3.8 时钟脉冲
A/D0809与8155工作事有需要有时钟脉冲信号，在本 设计中为了统一时钟信号频率均由AT89S52提供时钟脉冲。 单片机的ALE端为时钟脉冲输出端，输出频率为2000Hz， 但是A/D0809与8155的正常工作频率却没有这么高，所以 需要采用降频处理。这里我使用D触发器进行分频，两个D 触发器串行连接产生四分频的效果，将2000Hz降为500Hz 为下属芯片提供时钟脉冲。
长春工程学院毕设设计
粮仓多点温度智能监控系统设计
学生姓名： 学院名称： 专业名称： 班级名称： 学 号： 指导教师： 教师职称：
王凤琦 电气与信息工程学院
自动化 自动化0842
0804421229 李琳娜 讲师
目录
设计的目的、意义与现状所存在的问题 设计的方案论证与分析 设计的硬件组成及系统设计 系统的程序设计
2 1 0 F A 2323 4 7 IC17-1 IC17-3 IC17-2 2 2 0 0 23 AA F F 4 4 7 11 7 109854754320 2211811172222961 E CE K L OL 2-22-32-42-52-62-7 C B EA O lsb2-8 A L msb2-1ADD-AADD-BADD-C START N C E IC6 ADC0809 IN-0IN-1IN-2IN-3IN-4IN-5IN-6IN-7ref(-)ref(+) 67862 12345 22211 v 5 +