粮库温湿度监控-设计说明书
电子校园网 编号：
CP-51-2021-032-LW
设计摘要：
本论文基于STC89C52单片机，设计并实现了一种粮仓温湿度监控系统。该系统主要由中控部分、输入部分和输出部分组成。中控部分采用STC89C52单片机作为核心控制器，通过获取输入部分的数据并进行内部处理，实现对输出部分的控制。输入部分包括DS1302时钟模块、DHT11温湿度检测模块、烟雾检测模块、独立按键和供电电路。输出部分包括LCD1602显示模块、继电器控制制冷片、继电器控制风扇和蜂鸣器。该系统能够实时监测粮仓的温湿度和烟雾浓度，并根据预设的阈值进行相应的控制和报警。通过LCD1602显示模块，用户可以直观地查看当前的时间、温湿度和烟雾浓度等信息。当温度或湿度超过设定的上限阈值时，继电器会控制制冷片或风扇的运行，以调节温湿度。同时，当温湿度超出设定的上下限阈值或烟雾浓度超过设定的最大值时，蜂鸣器会发出警报，提醒用户注意。实验结果表明，该系统具有良好的稳定性和可靠性，能够有效地监控粮仓的温湿度和烟雾情况，提高粮食储存的安全性和质量保障。本设计为粮仓温湿度监控系统的研究和应用提供了一种可行的解决方案。
关键词：单片机；DHT11温湿度传感器；MQ-2烟雾传感器
字数：11000+
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摘 要
ABSTRACT
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题主要内容
2 系统设计方案
2.1 系统整体方案
2.2 单片机的选择
2.3 电源方案的选择
2.4 显示方案的选择
2.5 温度检测方案的选择
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
3.2 主控电路设计
3.2.1 STC89C52单片机
3.2.2 晶振电路和复位电路
3.3 液晶屏显示模块
3.4 DHT11温湿度传感器
3.5 MQ-2型烟雾传感器
4 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 主程序流程设计
4.3 按键函数流程设计
4.4 显示函数流程设计
4.5 处理函数流程设计
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2 设置时间实物测试
5.3 设置温湿度阈值实物测试
5.4 检测烟雾浓度实物测试
结 论
参考文献
致 谢
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
粮食是人类生存的必需品，温度与湿度是保存好粮食的先决条件，随着中国加入WTO和粮食市场的逐渐开放，储存大量的粮食对稳定国民经济的发展起到至关重要的作用。防潮、防霉、防腐、防爆是粮库日常工作的重要内容，是衡量粮库管理质量的重要指标。它直接影响到储备物资的使用寿命和工作可靠性。温、湿度控制监测广泛应用于人们的生产和生活中，尤其是农产品种子，对环境温度与湿度有着比较严格的要求。同时温度与相对湿度的大幅度变化可能导致种子大范围腐烂或者影响种子的发芽率，从而带来极大的经济及财产损失。因此，保持适宜的粮库温度、湿度对保证农产出种子存储质量十分重要。为保证日常工作的顺利进行，首要问题是加强粮库内温度与湿度的监测工作。但传统的方法是使用温度计、湿度计来测量粮库的温度和湿度，通过人工加热、加湿、通风和降温等方法来控制粮库的温、湿度，这种方法不但控制精度低、实时性差，费时费力、效率低，而且操作人员的劳动强度大，测试的温度及湿度误差大。因此我们需要使用造价低康、使用方便且测量准确的温湿度测量仪，并且实现智能控制。对此，我们研究粮库温湿度监控系统可以通过LCD1602显示时间以及温湿度、烟雾浓度、模式；并且可以通过按键手动控制制冷和除湿以及调整时间、温湿度和烟雾浓度的阈值。可以一定程度提高粮库温湿度监测的精确度和缓解一定的人工劳动强度大的情况，具有重要的现实意义。
1.2 国内外研究现状
针对粮仓环境温湿度监测工作量比较大的问题,2016年杨方设计了基于单片机的粮仓温湿度实时监控系统.该系统利用传感器节点采集粮仓环境温湿度参数,单片机对数据进行处理后,再利用无线传输技术将数据发送到主控机[1].该系统具有实用性强,稳定性好和价格便宜等优点,不仅能监测粮仓环境参数,也可推广到其他领域,具有较好的实用价值.
合适的温湿度是粮食长期存储的必要条件,针对粮仓温湿度监控自动化程度不高的现状,2021年郭晓莹，何其文，谭雨祺设计了一种基于S7-1200PLC与组态王的温湿度监控系统.下位机采用以太网通信的S7-1200PLC,完成粮仓温度的采集处理与现场控制,上位机采用组态王6.55实现无人操作功能.自动运行模式下,温湿度出现异常时,温湿度调节装置在PLC的控制下自动运行,解除温湿度报警[2].经反复测试,该系统可以有效的监视和控制粮仓的温湿度,具有较好的实用价值.
粮食储存是经济和社会的重要组成部分。粮食储存的质量和安全关系到亿万人。在粮食储存过程中，温度和湿度是影响粮食质量的两大生态因素。因此，温度、湿度等参数必须由大型粮仓的监控系统进行准确、实时的监测。储粮的自动监控将帮助我们提高储粮操作水平，减少储粮过程中的粮食损失，降低劳动强度。2012年KG Hemanth，M Lakkannavar设计了一套结合嵌入式和ZigBee无线传感器网络技术的粮仓环境监测系统。利用ZigBee无线传感器网络完成环境参数的采集和传输，利用ARM9作为系统数据控制器实现对牛舍环境的精确控制，利用GSM实现系统远程控制，大大提高了仓库管理的灵活性和可扩展性，及时将可用数据发送到粮库管理器（数据库管理），并现场过滤无效数据[3]。它使许多重要方面不需要经理在现场完成，节省了大量的人力物力，提高了劳动生产率。
监测粮仓场所和谷物容器中空气的温度和湿度，可以创建自动系统来维持谷物的储存条件，这是保持其等级所必需的。2019年马丁，P·霍特姆良斯基，在潘奇申，在 克拉斯诺舍科夫，L 瓦廖林，基斯洛夫，M·科尼什切夫提出了一种温湿度无线监测系统，降低了仓储设施基础设施中电缆温度计的敷设和操作成本，监测了不同水平粒墩空气的温度和湿度，监测了青贮饲料中用过的干燥剂的温度和水分[4]。
与上述几种设计方案相比，该设计方案更加方便易懂，便于实际操作，价格低廉，在集成电路的选择上更易于使用和精巧。
1.3 课题主要内容
本设计是一个基于STC89C52单片机的粮仓温湿度监控系统。系统通过多个模块的组合，实时监测粮仓内的温湿度和烟雾浓度，并能根据设定的阈值进行控制和报警。用户可以通过LCD显示模块获取实时数据，并根据需要采取相应的措施，保证粮食的质量和安全。该系统具有简单、实用、可靠的特点，适用于各种粮仓的温湿度监控需求。
