倉庫溫濕度的監(jiān)測系統(tǒng)

1、倉庫溫濕度的監(jiān)測系統(tǒng)摘要：隨著電子科技的迅速發(fā)展，單片微型計(jì)算機(jī)是隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展而誕生，對倉庫溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)的要求不斷增高，從而也促進(jìn)自動檢測系統(tǒng)的迅速發(fā)展，本文詳細(xì)敘述一個計(jì)算機(jī)多路溫濕度自動檢測系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)原則及具體性能指標(biāo)。由于系統(tǒng)具有較高的精度,反應(yīng)速度快及可以多路遠(yuǎn)距離集中監(jiān)測,在環(huán)境測量方面具有很好的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：單片機(jī) 溫度 相度 濕度 監(jiān)測一、 方案比較和論證當(dāng)將單片機(jī)用作測控系統(tǒng)時，系統(tǒng)總要有被測信號懂得輸入通道，由計(jì)算機(jī)拾取必要的輸入信息。對于測量系統(tǒng)而言，如何準(zhǔn)確獲得被測信號是其核心任務(wù)；而對測控系統(tǒng)來講，對被控對象狀態(tài)的測試和對控制條件的監(jiān)察

2、也是不可缺少的環(huán)節(jié)。傳感器是實(shí)現(xiàn)測量與控制的首要環(huán)節(jié)，是測控系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，如果沒有傳感器對原始被測信號進(jìn)行準(zhǔn)確可靠的捕捉和轉(zhuǎn)換，一切準(zhǔn)確的測量和控制都將無法實(shí)現(xiàn)。工業(yè)生產(chǎn)過程的自動化測量和控制，幾乎主要依靠各種傳感器來檢測和控制生產(chǎn)過程中的各種參量，使設(shè)備和系統(tǒng)正常運(yùn)行在最佳狀態(tài)，從而保證生產(chǎn)的高效率和高質(zhì)量。1. 1溫度傳感器的選擇方案一：采用熱電阻溫度傳感器。熱電阻是利用導(dǎo)體的電阻隨溫度變化的特性制成的測溫元件?，F(xiàn)應(yīng)用較多的有鉑、銅、鎳等熱電阻。其主要的特點(diǎn)為精度高、測量范圍大、便于遠(yuǎn)距離測量。鉑的物理、化學(xué)性能極穩(wěn)定，耐氧化能力強(qiáng)，易提純，復(fù)制性好，工業(yè)性好，電阻率較高，因此，鉑電阻用

3、于工業(yè)檢測中高精密測溫和溫度標(biāo)準(zhǔn)。缺點(diǎn)是價格貴，溫度系數(shù)小，受到磁場影響大，在還原介質(zhì)中易被玷污變脆。按IEC標(biāo)準(zhǔn)測溫范圍-200650，百度電阻比W（100）=1.3850時，R0為100和10，其允許的測量誤差A(yù)級為±（0.15+0.002 |t|），B級為±（0.3+0.005 |t|）。銅電阻的溫度系數(shù)比鉑電阻大，價格低，也易于提純和加工；但其電阻率小，在腐蝕性介質(zhì)中使用穩(wěn)定性差。在工業(yè)中用于-50180測溫。 方案二：采用AD590，它的測溫范圍在-55+150之間，而且精度高。M檔在測溫范圍內(nèi)非線形誤差為±0.3。AD590可以承受44V正向電壓和20

4、V反向電壓，因而器件反接也不會損壞。使用可靠。它只需直流電源就能工作，而且，無需進(jìn)行線性校正，所以使用也非常方便，借口也很簡單。作為電流輸出型傳感器的一個特點(diǎn)是，和電壓輸出型相比，它有很強(qiáng)的抗外界干擾能力。AD590的測量信號可遠(yuǎn)傳百余米。綜合比較方案一與方案二，方案二更為適合于本設(shè)計(jì)系統(tǒng)對于溫度傳感器的選擇。1. 2 濕度傳感器的選擇測量空氣濕度的方式很多，其原理是根據(jù)某種物質(zhì)從其周圍的空氣吸收水分后引起的物理或化學(xué)性質(zhì)的變化，間接地獲得該物質(zhì)的吸水量及周圍空氣的濕度。電容式、電阻式和濕漲式濕敏原件分別是根據(jù)其高分子材料吸濕后的介電常數(shù)、電阻率和體積隨之發(fā)生變化而進(jìn)行濕度測量的。方案一：采用

5、HOS-201濕敏傳感器。HOS-201濕敏傳感器為高濕度開關(guān)傳感器，它的工作電壓為交流1V以下，頻率為50HZ1KHZ，測量濕度范圍為0100%RH，工作溫度范圍為050，阻抗在75%RH（25）時為1M。這種傳感器原是用于開關(guān)的傳感器，不能在寬頻帶范圍內(nèi)檢測濕度，因此，主要用于判斷規(guī)定值以上或以下的濕度電平。然而，這種傳感器只限于一定范圍內(nèi)使用時具有良好的線性，可有效地利用其線性特性。方案二：采用HS1100/HS1101濕度傳感器。HS1100/HS1101電容傳感器，在電路構(gòu)成中等效于一個電容器件，其電容量隨著所測空氣濕度的增大而增大。不需校準(zhǔn)的完全互換性，高可靠性和長期穩(wěn)定性，快速響

6、應(yīng)時間，專利設(shè)計(jì)的固態(tài)聚合物結(jié)構(gòu)，由頂端接觸（HS1100）和側(cè)面接觸（HS1101）兩種封裝產(chǎn)品，適用于線性電壓輸出和頻率輸出兩種電路，適宜于制造流水線上的自動插件和自動裝配過程等。相對濕度在1%-100%RH范圍內(nèi)；電容量由16pF變到200pF，其誤差不大于±2%RH；響應(yīng)時間小于5S；溫度系數(shù)為0.04 pF/?？梢娋仁禽^高的。綜合比較方案一與方案二，方案一雖然滿足精度及測量濕度范圍的要求，但其只限于一定范圍內(nèi)使用時具有良好的線性，可有效地利用其線性特性。而且還不具備在本設(shè)計(jì)系統(tǒng)中對溫度-3050的要求，因此，我們選擇方案二來作為本設(shè)計(jì)的濕度傳感器。2. 3 信號采集通道的

7、選擇 在本設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，溫度輸入信號為8路的模擬信號，這就需要多通道結(jié)構(gòu)。方案一、采用多路并行模擬量輸入通道。這種結(jié)構(gòu)的模擬量通道特點(diǎn)為：（1） 可以根據(jù)各輸入量測量的餓要求選擇不同性能檔次的器件?？傮w成本可以作得較低。（2） 硬件復(fù)雜，故障率高。（3） 軟件簡單，各通道可以獨(dú)立編程。方案二、采用多路分時的模擬量輸入通道。 這種結(jié)構(gòu)的模擬量通道特點(diǎn)為：（1） 對ADC、S/H要求高。（2） 處理速度慢。（3） 硬件簡單，成本低。（4） 軟件比較復(fù)雜。綜合比較方案一與方案二，方案二更為適合于本設(shè)計(jì)系統(tǒng)對于模擬量輸入的要求，比較其框圖，方案二更具備硬件簡單的突出優(yōu)點(diǎn)，所以選擇方案二作為信號的輸入通道

8、?？傮w框圖二、單元模塊溫度傳感器集成溫度傳感器AD590 是美國模擬器件公司生產(chǎn)的集成兩端感溫電流源。 一 主要特性AD590是電流型溫度傳感器，通過對電流的測量可得到所需要的溫度值。根據(jù)特性分擋，AD590的后綴以I，J，K，L，M表示。AD590L，AD590M一般用于精密溫度測量電路，濕度傳感器測量空氣濕度的方式很多，其原理是根據(jù)某種物質(zhì)從其周圍的空氣吸收水分后引起的物理或化學(xué)性質(zhì)的變化，間接地獲得該物質(zhì)的吸水量及周圍空氣的濕度。電容式、電阻式和濕漲式濕敏原件分別是根據(jù)其高分子材料吸濕后的介電常數(shù)、電阻率和體積隨之發(fā)生變化而進(jìn)行濕度測量的。多路開關(guān)多路開關(guān)，有稱“多路模擬轉(zhuǎn)換器”。多路開

9、關(guān)通常有n個模擬量輸入通道和一個公共的模擬輸入端，并通過地址線上不同的地址信號把n個通道中任一通道輸入的模擬信號輸出，實(shí)現(xiàn)有n線到一線的接通功能。反之，當(dāng)模擬信號有公共輸出端輸入時 ，作為信號分離器，實(shí)現(xiàn)了1線到n線的分離功能。因此，多路開關(guān)通常是一種具有雙向能力的器件。存儲器的設(shè)計(jì)在8031芯片的外圍電路中必須對其進(jìn)行程序存儲器的擴(kuò)展，和根據(jù)系統(tǒng)的需要對其進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲器的擴(kuò)展。8031對程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器均可進(jìn)行0000HFFFFH的64K字節(jié)地址內(nèi)容的有效尋址。在前面我們已經(jīng)講過8031外擴(kuò)展存儲器時，P2作高位的地址輸出，P0作低位地址輸出和數(shù)據(jù)線。三、理論分析及計(jì)算四、仿真結(jié)果五、

10、軟件流程六、結(jié)論 防潮、防霉、防腐、防爆是倉庫日常工作的重要內(nèi)容，是衡量倉庫管理質(zhì)量的重要指標(biāo)。它直接影響到儲備物資的使用壽命和工作可靠性。為保證日常工作的順利進(jìn)行，首要問題是加強(qiáng)倉庫內(nèi)溫度與濕度的監(jiān)測工作。但傳統(tǒng)的方法是用與濕度表、毛發(fā)濕度表、雙金屬式測量計(jì)和濕度試紙等測試器材，通過人工進(jìn)行檢測，對不符合溫度和濕度要求的庫房進(jìn)行通風(fēng)、去濕和降溫等工作。這種人工測試方法費(fèi)時費(fèi)力、效率低，且測試的溫度及濕度誤差大，隨機(jī)性大。因此我們需要一種造價低廉、使用方便且測量準(zhǔn)確的溫濕度測量儀。 本設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)采用8031單片機(jī)為核心，利用AD590溫度傳感器和HS1100/HS1101濕度傳感器進(jìn)行采樣、

11、放大，通過MC14433進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，通過單片機(jī)對信號進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)對溫度和濕度的檢測和控制。通過數(shù)碼顯示電路能顯示當(dāng)前的溫濕度和預(yù)設(shè)溫濕度。用傳感器對現(xiàn)場的（溫度濕度體，）進(jìn)行采集；同時電路報(bào)警。本系統(tǒng)特別適合于倉庫等無人監(jiān)控等場所。使設(shè)計(jì)出的系統(tǒng)具有可操作性更強(qiáng)，性價比更高，功能更強(qiáng)大的優(yōu)點(diǎn)。為人們的生產(chǎn)和生活帶來了巨大的意義。七、參考文獻(xiàn)1 張琳娜，劉武發(fā)傳感檢測技術(shù)及應(yīng)用中國計(jì)量出版社，19992 沈德金，陳粵初MCS-51系列單片機(jī)接口電路與應(yīng)用程序?qū)嵗本┖娇蘸教齑髮W(xué)出版社,19905 何立民MCS-51系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)北京航空航天大學(xué)出版社，199016 李建民.單片機(jī)

12、在溫度控制系統(tǒng)中的應(yīng)用.江漢大學(xué)學(xué)報(bào),1996.68 潘其光.常用測溫儀表技術(shù)問答.國防工業(yè)出版社,1989 9 楊世成.信號放大電路.電子工業(yè)出版社,1995 附錄 #define ucharunsigned char #define uint unsigned int #define ulong unsigned long #include<reg52.h> #include<intrins.h> #include<stdio.h> #include<math.h> Sbit setdown=P35; Sbit setup= P36; Sbi

13、t set= P37; Sbit jdq= P13; Sbit speak=P15; Sbit gwai=P24; Sbit swei=P23; Sbit bwei=P22; Sbit qwei=p25; Sbit wei6=P26; Sbit wei5=P27; sbit fanled =p31; sbit hotled =p36; sbit humiled =p37; sbit fanjdq =p14; sbit hotjdq =p15; sfr XSOUT =0x80; P0=0x80,P1=0x90,P2=0xA0,P3=0xB0. sbit TMDAT=P10; sbit TMDAT

14、=P10; uchartmpbuf6;sbit TMDAT=P10;uchar code table=0x3f,ox06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f, 0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71,0x00; uchar code table=0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80, 0x90,0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8E; uchar code table=0xA0,0xBB,0x62,0x2A,0x39,0x2C,0x24,0xBA,0x20,

15、0x28,0x30,0x25,0xE4,0x23,0x64,0x74; bit xsbz,setbz,setupbz,setdownbz; uchar ma,adjs,setmaxt,setmint,setmaxh,setminh,setmode; uint tmp;/ uint admezhi; uchar tmpbuf5; sbit TLC549_SDO=P13; sbit TLC549_CS=P14; sbit TLC549_SCK=P12; uint adzhi; uint adyzhi; uint adzzhi; uint admezhi; uint xianzhi; uint sd

16、zhi; bit clbz; uchar js; uint tmp; uchar setzhi; bit setbz,setkbz,setupbz,setdownbz; void Delay(int useconds) int s; for(s=0;s<useconds;s+);ucharReset_Bus(boid) uchar presence; TMDAT=0; Delay(29); TMDAT=1; Delay(3); presence=TMDAT; Delay(25); return(presence); void Write_Bit(char bitval) TMDAT=0;

17、 if(bitval=1)TMDAT=1; Delay(5); TMDAT=1; void Write_Byte(char val) uchari; uchar temp; for(i=0;i<8;i+); temp=val>>i; temp&=0x01; Write_Bit(temp); Delay(5); uchar Read_Bit(void) uchar i; TMDAT=0; TMDAT=1; for(i=0;i<3;i+); return(TMDAT); uchar Read_Byte(void) uchar i; uchar value=0; fo

18、r(i=0;i<8;i+) if(Read_Byte()balue=0x01<<i; Delay(6); return(value); void DS1820_Tmp_Resd(void) uint TEMP; uchar TEMP; uchar TEMP_LSB,TEMP_MSB; Reset_Bus();Write_Byte(0xCC); Write_Byte(0x44); Delay(20); Reset_Bus(); Write_Byte(0xCC); Write_Byte(0x44); TEMP_LSB=Resd_Byte(); TEMP_MSB=Resd_Byte

19、();TEMP=TEMP_MSB； TEMP=TEMP<<8; TEMP=TEMP/TEMP_MSB; if(TEMP<0xfffe)tmp=TEMP; void DS18B20_cl() uchar tmph,tmp1,sign; DS18B20_tmp_Read(); sign=(uchar)(tnp>>8)&0xf0); if(sign=0xf0) tmp=(tmp0)+1;/為負(fù) tmpbuf5=1; else Sign_Port=1; else tmpbuf5=0; tmp1=(uchar)(tmp&0x0f); else Sign_Po

20、rt=1; else tmpbuf5=0; tmp1=(uchar)(tmp&0x0f); tmph=(uchar)(tmp>>4)&0xff); tmp1=tmp1*6.25; tmpbuf4=tmp1%10; tmpbuf3=tmp1%10; tmpbuf2=tmp1%10; tmpbuf1=tmph%10; tmpbuf0=(tmph%100)/10; tmpbuf1=tmph%100; if(tmpbuf0=0) tmpbuf0=10; if(tmpbuf1=0 tmpbuf1=10; doing() uchar tzhi; tzhi=tmpbuf1*10+

21、tmpbuf2; if(tzhi>setmaxt|(tzhi<setmint)|(sdzhi>setmaxh)|(setminh)speak=1; else speak=0; if(tzhi>setmaxt) fanjdq=1;hotjdq=0;fanled=0;hotled=1;speak=1; if(tzhi<setmint) fanjdq=0;hotjdq=0;fanled=0;hotled=1;speak=1; if(tzhi>setmint)&(tzhi<setmaxt) fanjdq=0;hotjdq=0;fanled=0;hotl

22、ed=1; if(sdzhi>setmaxh) humiled=1； speak=1; if(sdzhi<setmaxh) humiled=0; speak=1; if(setminh<sdzhi)&(setmaxh>sdzhi) humiled=1; if(tzhi>setmint)%(tzhi<setmaxt)&(setminh<sdzhi)&setmaxh>sdzhi) speak=1; xianshi()； int abcd=0; if(setmode!=0)goto xsset; abcd=sdzhi; abcd

23、%=100; XSOUT=tablesdzhi/10; wei6=0; Delay(60); wei=1; XSOUT=tablesdzhi%10; wei5=0; Delay(60); wei5=1; XSOUT=table0; qwei=0; Delay(60); qwei=1; if(tmpbufp5=1) XSOUT=0x7f; else XSOUT=tabletmpbuf1; bwei=0; Delay(60); bwei=1; XSOUT=tabletmpbuf2; XSOUT&=0xdf; swei=0; Delay(60); swei=1; XSOUT=tabletmp

24、buf3; gwei=0; Delay(60); gwei=1; ruturn; xsset; XSOUT=tablesetmode; qwei=0; Delay(60)； qwei=1; XSOUT=XSOUT=0x7f; bwei=0; Delay(60); bwei=1; if(setmode=1)abcd=setmaxt; if(setmode=2)abcd=setmaxt; if(setmode=3)abcd=setmaxh; if(setmode=4)abcd=setmaxh; XSOUT=tableabcd/10; swei=0; Delay(60); swei=1; XSOUT

25、=tableabcd/10; gwei=0; Delay(60); gwei=1; void key() if(!set)&(setbz) Delay(10); if(!set) setbz=0; setmode+; if(setmode>4)setmode=0; if(!setup)&(setupbz) Delay(10); if(!setup) setupbz=0; if(setmode=1)&(setmaxt<99)setmaxt+; if(setmode=2&(setmint<setmaxt-1) setmint+; if(setmod

26、e=2)&(setmint<setmaxt-1) setmaxt+; if(setmode=3)&(setmaxt<99)setmaxt+; if(setmode=4)&(setmainh<setmaxt-1) setmaxt+; if(setup)&(!setupbz)Delay(10); if(setup) setupbz=1; if(!swtdown)&(setdownbz) Delay(10); if(!swtdown) setdownbz=0; if(setmode=1)&(setmaxt>setmint+1)setmaxt-; if(setmode=2)&(setmint>0) setmaxt-; if(setmode=3)&(setmaxt>setmint+1)setmaxt-; if(setmode=4)&(setmint>0) setmaxt-; if(setdown)&!(s