毕业设计论文基于单片机的沼气反应器的温度控制Word文件下载.docx

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4）外文摘要、关键词

5）目次页（附件不统一编入）

6）论文主体部分：

引言（或绪论）、正文、结论

7）参考文献

8）致谢

9）附录（对论文支持必要时）

2.论文字数要求：

理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

3.附件包括：

任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。

4.文字、图表要求：

1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写

2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。

图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画

3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印

4）图表应绘制于无格子的页面上

5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档

5.装订顺序

1）设计（论文）

2）附件：

按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订

3）其它

学生毕业设计（论文）原创性声明

本人以信誉声明：

所呈交的毕业设计（论文）是在导师的指导下进行的设计（研究）工作及取得的成果，设计（论文）中引用他（她）人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出，论文中的结论和结果为本人独立完成，不包含他人成果及为获得重庆科技学院或其它教育机构的学位或证书而使用其材料。

与我一同工作的同志对本设计（研究）所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

毕业设计（论文）作者（签字）：

年月日

摘要

沼气能源是解决目前农村能源的最佳途径。

然而，目前沼气发酵过程中存在诸多亟待解决的问题,其中反应器温度的不稳定性一个重要问题。

目前，国内大多采用常温发酵工艺,该工艺方法很容易受到环境因素的制约,特别是在有些季节甚至会停止产气。

所以为沼气池发酵提供一个理想的温度环境是目前沼气发酵中急需解决的问题。

目前利用太阳能对反应器进行温度控制的方法比较理想,然而该工艺也同样受环境因素的制约,不能完全为发酵过程提供理想温度环境。

本课题从该问题点出发,设计基于单片机的温控系统方案作为电能温湿度控制的辅助装置,实现反应器的理想温湿度环境。

该课题首先分析了该系统的设计要求和技术指标,确定系统的总体方案。

然后考虑到经济性能及体积因素,深入研究和选择了各种芯片和元器件,该设计能够实现温度的实时检测、显示和控制输出,使温湿度值保持在理想的范围内，并具有和上位机通讯,多点监测等功能。

关键词：

沼气智能单片机温控系统上位机

ABSTRACT

Biogasenergyisthebestwaytosolveruralenergy.However,thebiogasfermentationprocess,therearemanyproblemstobesolved,thereactortemperatureinstabilityistheneedtoaddressanimportantfactor.Atpresent,mostoftheroomtemperaturefermentationprocess,theprocessisconstrainedbyenvironmentalfactors,insomeseasonsevenstopthegasproduction.Soprovideanidealtemperatureformethanefermentationenvironmentisathemethanefermentationpressingproblem.Idealsolarheatingreactor,However,thisprocessisalsoaffectedbyenvironmentalfactors,andcannotfullyprovidethedesiredtemperatureenvironmentofthefermentationprocess.

Thistopicissuefromthepointofdeparture,thedesigntemperaturecontrolsystembasedonsinglechipsolutiontemperatureandhumiditycontrolasanauxiliarypowerunit,toachievetheidealreactortemperatureandhumidityenvironments.Thesubjectfirstanalyzesthedesignofthesystemrequirementsandtechnicalspecifications,determinethesystem'

soverallprogram.Thenconsidertheperformanceandsizeoftheeconomicfactorsandselectionofin-depthstudyofvariouschipsandcomponentsdesignedtoachievethetemperatureofthereal-timedetection,displayandcontroloutput,thetemperatureandhumidityvalues​​inthedesiredrange,andhastheuppermachinecommunication,multi-pointmonitoringandotherfunctions.

Keywords:

Biogas；

Intelligent；

MCU；

Temperaturecontrolsystem；

PositionMachine

1绪论

1.1沼气的发展历史

在能源渐趋枯竭的今天，能源紧张对中国和全球的影响日益突出，世界各国开始将目光聚集到新生能源领域。

在风能、太阳能、生物质能、水能、核能、潮汐能等诸多新能源当中，生物质能源是最稳定、最安全的能源，也是目前各国重点鼓励的新能源领域，农村沼气把农民增收、生态建设、能源建设、环境建设连接起来，促进了生产发展和生活文明。

发展农村沼气，优化广大农村地区能源消耗结构，是中国能源战略的重要组成部分，对缓解国家能源压力、能加优质能源供应具有重大的现实意义。

经过多年的建设和研究，我国农村沼气实现了历史性跨越，取得举世瞩目的成就。

国内主要的沼气发酵技术主要是采用中温发酵，温度范围为30-40℃。

全国沼气用户稳步跨上一个新的台阶，近几年来，党中央把农村沼气建设作为全面建设小康建设、改善农村生产生活条件“六个工程”的重点内容来抓，我国政府利用国债项目资金进行重点支持，各地积极争取中央投资发展当地农村沼气建设，各地农村沼气建设呈现出快速发展的势头，并取得了巨大的成就。

而在国外，德国、奥地利和丹麦等国家利用能量作物和生物废料生产沼气的项目非常多，特别是德国，德国主流的沼气工程技术是中温（30-40度）、高浓度（8%-14%）的液态发酵、热电联供技术。

沼气工程发电全部上网，发电机连续运转，余热利用系统完善，综合效率高，只有在工程启动阶段需要外部热量输入，正常运行阶段，发电余热足以提供厌氧发酵系统的增温保温所需的热量，沼液沼渣均作为肥料施于农田或草地，能量作物玉米、各类在沼气工程中作为主要原料，沼气工程已从解决环保问题上升到解决能量问题的高度。

1.2沼气发酵的影响因素

沼气发酵过程存在很多需要解决的问题，包括温度、湿度、压力等等。

其中反应器温度的不稳定性就是急需解决的一个重要因素，其次是湿度因素。

目前国内大多采用常温、高湿度发酵工艺，环境因素对该工艺方法的制约十分明显，在有些季节甚至会导致沼气池停止产气。

1.3沼气发酵的温度控制现状

在不同温度下发酵，反应器中的优势菌落是不同的，它们有其各自的适宜温度，而且对温度相当敏感．研究表明，温度突然上升或下降5℃，产气量显著降低。

针对国内采用温发酵工艺受环境温度的制约这一问题，先后出现了多种解决方法。

冬春两季尤其是冬季气温低，沼气池内的发酵原料温度常低于20℃以下，沼气产量受到严重影响，为使达到全年供气的要求，必须加强沼气池的冬春保温工作。

普通沼气发酵温度控制技术为有：

（1）添加温热性粪料；

（2）增设风障，降低温耗；

（3）秸秆覆盖保温；

（4）覆盖塑料大棚；

（5）提高料液温度；

（6）挖防寒沟。

复杂的沼气发酵温度控制技术有：

（1）电加热膜增温保温系统；

（2）锅炉水循环沼气池增温系统；

（3）太阳能热水器水循环沼气池增温系统；

（4）太阳能联合锅炉沼气池智能温控系统；

（5）新型太阳能软体沼气池系统；

（6）太阳能沼气池自动控制系统。

1.4课题的目的

沼气能源是解决目前农村能源的最好途径。

然而目前沼气发酵过程存在诸多亟待解决的问题，其中反应器温湿度的不稳定性就是需要解决的一个重要因素。

目前国内大多采用中温发酵工艺，该工艺方法受到环境因素的制约，在有些季节甚至会停止产气。

所以为沼气发酵提供一个理想的温度环境是目前沼气发酵中急待解决的问题。

目前利用太阳能对反应器进行温度控制的方法比较理想，然而该工艺也同样受环境因素的制约，不能完全提供发酵过程的理想温度环境。

本课题从该问题点出发，设计基于单片机的温控方案作为电能控制反应器温度范围的辅助装置，实现反应器的理想的稳定的温度环境。

1.5本设计的主要内容

然而目前沼气发酵过程存在诸多亟待解决的问题，其中反应器温度的不稳定性就是需要解决的一个重要因素。

设计以AT89C52单片机为控制核心，由温度采集模块、按键输入模块、液晶显示模块、控制输出模块、执行机构、RS232总线通讯模块等硬件电路的设计，该设计能够实现温度的实时检测、显示和控制输出，并具有和上位机通讯，多点检测等功能。

2系统总体设计

2.1系统的功能

根据设计要求，温控系统具有以下功能:

（1）温度检测范围：

0-50℃，最小误差0.2℃。

（2）湿度检测范围：

20-90%RH，最小误差0.5%RH。

（3）自动控制温度和湿度在一定范围内。

温度范围：

30-40℃，湿度范围：

60%RH以上。

（4）液晶显示和按键选择功能。

（5）与PC机通信，进行数据观测和显示控制输出的状态。

（6）报警。

（7）多点监测。

2.2系统的总体方案设计

系统总设计框图如图2.1所示。

工作原理：

通过设定值和实测值的比较来控制加热器、制冷器、报警器和加湿器的状态。

开始状态，所有元器件全部关闭，单片机通过传感器开始采集数据和显示等；

当实测温度低于设定温度值范围时，加热器启动，开始加热，直至温度达到设定范围内后加热器关闭；

当测试温度高于设定值时，制冷器开启，开始降温，直到温度降到设定范围内后制冷器关闭；

且当温度值高于上限设定值或低于下限设定值时，报警器开启，开始报警；

当实测湿度值小于系统设定值时，加湿器开启，开始加湿，直到达到设定值以上停止加湿。

该温控系统