粮仓智能传感器设计

用于粮仓领域的智能温度传感器的设计

摘要：

近年来随着计算机在社会领域的渗透, 单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，以作完善。

系统以AT89C51 单片机为控制核心，利用新型一线制温度传感器DS18B20 测量温度值，实现粮仓环境温度的检测和报警。本文给出了由AT89C51 单片机和

DS18B20 构成的单总线温度测量系统的硬件电路及软件流程图。该系统具有测点多、精度高、速度快、稳定性好、报警及时等特点,也可应用于其它相关的温度控制系统，通用性较强。

关键词：一线总线；DS18B20；AT89C51；数字温度传感器

Abstract：The system for the control of the core is AT89C51,the temperature sensors DS18B20 is used to measure temperature

and this system can realize ambient temperature measurement and alarm. This article introduces the hardware circuit which the software

flow chart constitutes by AT89C51 monolithic integrated circuit and DS18B20. This system has many measuring point, high-precision,

wide range of temperature monitoring, good stability and alarms timely, it may also be applied in other related temperature control

system and the versatility is strong.

Keywords：1-Wire TM；DS18B20；AT89C51；Digit Temperature Densor

目录

1智能传感器的定义和实现途径3

1.1 智能传感器的定义3

1.2 智能传感器的实现途径3

①非集成化实现3

②集成化的实现4

③混合实现4

2智能温度传感器的粮仓应用背景介绍5

3智能温度传感器的设计5

3.1原理和功能描述5

①原理5

②粮仓恒温控制系统完成的功能5

3.2硬件设计6

①系统结构图6

②微处理器（单片机）6

③温度传感器9

3.3软件设计13

①系统的的工作过程13

②读出温度子程序14

③温度转换子程序14

④计算温度子程序15

⑤显示数据刷新子程序16

3.4试验结果16

4结束语17

附录1：源程序18

附录2：硬件电路图22

1智能传感器的定义和实现途径

1.1 智能传感器的定义 智能传感器（intelligent sensor ）是具有信息处理功能的传感器。智能传感器带有微处理机，具有采集、处理、交换信息的能力，是传感器集成化与微处理机相结合的产物。一般智能机器人的感觉系统由多个传感器集合而成，采集的信息需要计算机进行处理，而使用智能传感器就可将信息分散处理，从而降低成本。与一般传感器相比，智能传感器具有以下三个优点：通过软件技术可实现高精度的信息采集，而且成本低；具有一定的编程自动化能力；功能多样化。

1.2 智能传感器的实现途径

图1非集成化实现结构图 将上述电路组合为一个整体，经开发配置可进行通讯、控制、自校正、自补偿、自诊断等功能的智能化软件，如ST-3000。 模糊传感器也是一种非集成化的智能传感器 。

关键问题：软件功能的设计

非集成式

图2 测量原理图

②集成化的实现

采用微机械加工技术和大规模集成电路技术，称为集成智能传感

器（Integrated smart /Intelligent sensor），该技术也称为集成微型传

感技术

其特点如下：

1）微型化

血液流量计、发动机叶片表面的气体流速和压力传感器。

2）结构一体化

传统的加工方法存在蠕变、迟滞、非线性特性。

3）精度高

减少引线长度带来的寄生参量的影响。

4）多功能

在同一硅片上可制作不同功能的多个传感器。

ST－3000 可测压力、压差、温度三种参量。

5）阵列式

可在8mm×8mm上制作有1024（32×32）个面阵触觉敏感触点。

优点：消除传感器的时变误差和交叉灵敏度的影响，提高传感器的可靠性、稳定性和分辨能力。

6）全数字化

通过微机械加工技术制作合适的微结构，使其固有谐振频率可以设计成某种物理参量的单值函数，通过检测其谐振频率来检测被测物理量。

7）使用方便、操作简单

集成化智能传感器的发展趋势：

a.多功能化与阵列化，软件功能的增强；

b.发展谐振式传感器，结合软件信息处理功能。

存在的问题：主要是工艺上的。

③混合实现

将①和②两种方式结合起来，可能的混合集成方式有：

总线接口、微处理器、信号处理电路、集成化敏感单元的不同组合。