基于51单片机粮库无线温度监测系统的设计本科毕业论文文档格式.docx

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粮食安全是国家安全的基础。

然而，我国粮食霉变事故时有发生，造成巨大的粮食浪费，危害国家粮食安全。

为此，本文设计和构建了粮食仓库温度监测系统，主要用于实时监测粮食仓库中各个粮仓的温度。

方便粮库管理人员掌控粮情，做好防范措施，防止粮食安全事故的发生。

本文首先从理论上论述了温度监测的重要意义，讨论了粮食仓库中温度的允许变化范围，探讨了测量粮食仓库温度的原理和方法。

在此基础上，进行了粮食仓库温度无线监测系统的设计和研制。

此系统用51单片机、温度传感器和无线发送模块构成温度检测与发送装置；

用51单片机、LCD显示装置和无线发送模块构成温度接收与显示装置；

用语音芯片构成定时报温与超温报警装置。

实现温度信号的无线传输、对仓库内多个点的温度进行实时监测和语音报温报警。

其设计指标：

温度检测范围为-40℃至60℃，温度检测误差<

=0.5℃。

温度控制目标范围为-10℃至30℃，控制点的间隔为1℃，超过目标范围时自动报警，以方便管理人员对温度的把握与控制。

此系统采用了无线射频技术，有效距离达到200米，完全可以满足中小型粮食仓库的温度监测。

关键词：

粮库；

温度多点监测；

无线传输；

51单片机

DesignandImplementationofGrainDepotWirelessTemperatureMonitoringSystemBasedon51MCU

Abstract

Foodisthenationalstrategicmaterialsandthedailynecessitiesofthepeople.Sofoodsecurityisthefoundationofnationalsecurity.However,ourcountrygrain-mildewingaccidentsoccurfrequently,causinghugewaste,endangeringnationalfoodsecurity.Tothisend,thispaperdesignandbuildthegraindepottemperaturemonitoringsystem,mainlyusedforreal-timemonitoringthegranaryofthetemperatureinthegrainwarehouse.Inordertocontrolthegrainsituation,completethepreventionmeasures,andpreventfoodsafetyaccidents.

Thispaperfirsttheoreticallydiscussestheimportanceoftemperaturemonitoringanddiscusstheallowedrangeoffoodwarehousetemperature.Meanwhile,Thepaperdiscussestheprincipleandmethodofmeasuringgrainwarehousetemperature.Onthisbasis,thepaperbegintodesignandimplementthewirelesstemperaturemonitoringsystemofthegrainwarehouse.Thissystemusesmicrocomputer,temperaturesensorandwirelesssendingmoduletoconstitutetemperaturedetectionandsendingdevice;

usesmicrocomputer,LCDdisplayandwirelesssendingmoduletoconstitutetemperaturereceivinganddisplaydevice;

usesvoicechiptoconstitutetemperature-voicedandovertemperaturealarmdevice.Finally,thesystemrealizesthetemperaturesignalwirelesstransmission,real-timemonitoringofmultiplepointstemperature,temperature-voicedandovertemperaturealarm.

Thedesignindexes:

temperaturedetectionrangefor-40℃to60℃andthetemperaturedetectionerror<

=0.5℃.Thetemperaturecontrolstargetrangefor-10℃to30℃.Andthesystemisautomaticallyalarmingwhenthetemperatureisabovetargetrange.Thus,iteasytofacilitatemanagementstafftograspandcontrolofthetemperature.Thissystemusingawirelessradiofrequencytechnique,theeffectivedistanceis200meters,cancompletelysatisfythesmallandmedium-sizedgrainwarehousetemperaturemonitoring.

Keywords：

graindepot,multi-pointstemperaturemonitoring,wirelesstransmission,

51MCU

第一章绪论

1.1引言

我国是一个人口众多的大国,科学储粮是保障人民粮食供应,促进社会安定的大事,粮仓温度的监测在科学储粮中占有重要地位。

在大多数粮食存储企业,目前仍主要靠人工检测粮仓温度。

由于粮库占地面积大，粮仓分散，仓内温度测试点多，因而人工监测工作量大，效率低，检测周期长，容易漏检，而且测量器件损坏率高，测试精度难以保证。

所以，设计和研制可靠的粮仓温度监测系统十分重要。

随着无线技术的日益发展，无线传输技术应用越来越广泛。

无线监控技术已经在现代化交通、运输、水利、航运、铁路、治安、消防、边防检查站、森林防火、公园、景区、厂区、小区等领域得到了广泛的应用。

同时，作为获取信息的手段——传感器技术得到了显著的进步，其应用十分前景广阔。

如家用电器、航空航天、国防军事、环境保护、医学诊断、刑事侦查、交通管理等，这领域都离不开传感器。

本文正是在上述背景下，以单片机控制为核心，结合无线传输技术和传感器技术设计了粮库无线温度监测系统。

在此基础上，应用了语音芯片，使温度监测系统更加地完善。

本设计系统主要包括单片机模块，无线收发模块，温度传感器模块，显示模块，语音报温模块五个部分。

文中对每个部分功能和实现过程作了详细地介绍。

然后进行硬件的设计、焊接与组装。

最终达到的目标是实现温度信号的无线传输，对仓库内多个点的温度进行实时监测，自动语音报温及超温报警。

要求成本低、可靠性高、实用性强，适用于中小型仓库的温度监测。

此系统提高了粮库的温度监测速度和监测精度，增强了粮库温度监测的实时性和有效性，有效防止了粮食霉变事故的发生。

同时，节省了大量的人力和物力，减轻了粮库管理的工作强度，提高了粮库管理的效率，使粮食管理得到了安全可靠的保障。

1.2现状

随着微型计算机和传感器技术的迅速发展，自动检测领域发生了巨大变化，仓库温度自动监测方面的研究有了明显的进展。

我国近年引进了多达16个国家和地区的仓库环境控制系统，对吸收国外先进经验和推动粮库温度自动检测产生了积极的作用，但多因能耗过大、造价高、品种未能配套，未能达到很好的效果。

目前，我国许多粮仓对环境温度的测试还停留在人工巡回测试水平上，其工作量大、可靠性差。

粮食行业“十二五”发展规划纲要指出，“十二五”时期是加快现代粮食流通产业发展的重要战略机遇期，同时保障国家粮食安全也面临着严峻挑战。

提出了完善粮食仓储设施，如配置必要的粮情检测等设备。

而粮库温度监测则是粮食安全的重要保障，所以设计并研制性价比较高的粮库温度监测系统势在必行。

1.3目的和意义

粮库温度监测是粮食质量的重要保障，随着微型计算机和传感器技术的飞速发展，传统人工检测的方法费时、费力、精确度低等缺点，已经不能满足当前需要。

本文以51单片机控制为核心，设计粮仓温度监测系统，信号采用无线传输，对仓库内多个点的温度进行实时监测，自动语音报温及超温报警，要求成本低、可靠性高、实用性强。

适用于中小型仓库的温度监测。

此系统克服了以前靠粮库管理人手工检查、测量粮仓温度的缺点，提高了粮库的温度监测速度和监测精度，增强了粮库温度监测的实时性和有效性。

因此，能有效防止粮食霉变事故的发生，同时也节省了大量的人力和物力，减轻了粮库管理的工作强度，从而提高了粮库管理的效率，使粮食管理得到了安全可靠的保障。

1.4本文结构

本文通过对无线发送模块和温度传感器等基本原理阐述，详细地介绍了基于51单片机粮库无线温度监测系统的开发过程。

第一章：

绪论。

本章阐述了本课题的背景、现状及研究意义。

第二章：

方案的比较和论证。

本章通过分析和比较，选择最佳的元器件。

第三章：

MCS-51单片机的结构及原理。

单片机是温度监测系统最核心的部分。

本章简要地介绍了单片机的结构和原理。

第四章：

系统硬件设计。

本章对各个模块中使用到的主要器件的原理和使用方法进行了详细地介绍，并进行了硬件的设计。

第五章：

系统软件设计。

介绍系统软件的开发环境，并进行了主要模块的软件设计。

第六章：

设计总结。

本首先对整个设计过程进行总结，然后指出了系统设计中的不足和改进的方向。

第二章方案的比较和论证

2.1温度传感器的选型

方案一：

采用AD590，如图2.1所示，它的测温范围在-55℃～+150℃之间。

精度高，非线形误差为±

0.3℃。

AD590可以承受44V正向电压和20V反向电压，因而器件反接也不会损坏。

应用时，无需线性化电路、精密电压放大器、电阻测量电路和冷结补偿。

AD590可以裸片形式提供适合受保护环境下的混合电路和快速温度测量。

但是AD590采集的是模拟信号，没有自动转换为数字信号的功能，而单片机只能处理数字信息，所以使用使必须配置模数转换器（ADC），电路复杂，成本高。

而且需要校准，测温点数量少，对线阻有要求。

图2.1AD590外形

方案二：

采用DS18B20，如图2.2所示，它的测温范围在－55℃～＋125℃之间。

其精度较高，适应电压范围宽，电压范围：

3.0～5.5V。

DS18B20不仅具有独特的单线接口方式，在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯；

也具有负压特性，电源极性接反时，芯片不会因发热而烧毁[1]。

而且，DS18B20支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现