基于单片机的仓库通风控制系统的设计.docx

基于单片机的仓库通风控制系统的设计.docx

《基于单片机的仓库通风控制系统的设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于单片机的仓库通风控制系统的设计.docx（26页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

基于单片机的仓库通风控制系统的设计

题目:

基于单片机的仓库通风控制系统的设计

摘要

近年来随着社会的不断发展，仓库自动通风控制系统被广泛应用于物品的安全储存。

仓库通风系统能够对当前仓库的温度进行检测。

并且根据实际温度启动风机进行通风降温，当温度降低时关闭风机，停止报警。

就目前发展来看，仓库自动通风控制系统必然会成为企业公司货物管理当中不可缺少的一部份。

本文基于ATmega128单片机设计了仓库通风控制系统，通过将温度传感器采集的仓库内温度同设定的温度阈值进行比较实现对温度的自动控制，键盘模块可完成阈值温度的调节，仓库内的温度通过数码管显示模块予以显示。

经过测试，本设计符合预期要求，可将仓库温度控制在设定的范围之内，对于仓库货物的保存具有良好的辅助作用。

本文所设计的系统包含主控模块、传感器模块、显示模块以及报警模块等六大组成部分。

通过对仓库内部温度的采集和分析，实现通风降温的目的。

本设计力争做到准确、实用、操作方便。

关键词：

通风；传感器；DS18B20；单片机

Abstract

Inrecentyears,withthecontinuousdevelopmentofsociety,thewarehouseautomaticventilationcontrolsystemhasbeenwidelyusedforthesafestorageofarticles.Thewarehouseventilationsystemiscapableofdetectingthetemperatureofthecurrentwarehouse.Andstartthefantoreducethetemperatureaccordingtotheactualtemperature,turnoffthefanwhenthetemperatureislowered,andstopthealarm.Asfarasthecurrentdevelopmentisconcerned,thewarehouseautomaticventilationcontrolsystemwillinevitablybecomeanindispensablepartofthecompany'scargomanagement.

ThispaperdesignsavegetablegreenhousethermostaticcontrolsystembasedonATmega128single-chipmicrocomputer.Bycomparingthetemperatureinthewarehousecollectedbythetemperaturesensorwiththesettemperaturethreshold,thetemperatureisautomaticallycontrolled.Thekeyboardmodulecanadjustthethresholdtemperatureandthetemperatureinthewarehousecanpass.Thedigitaltubedisplaymoduleisdisplayed.Aftertesting,thedesignmeetstheexpectedrequirements,andthewarehousetemperaturecanbecontrolledwithinthesetrange,whichhasagoodauxiliaryeffectonthestorageofwarehousegoods.Thesystemdesignedinthispaperconsistsofsixmajorcomponents:

maincontrolmodule,sensormodule,displaymoduleandalarmmodule.Throughthecollectionandanalysisoftheinternaltemperatureofthewarehouse,thepurposeofventilationcoolingisachieved.Thisdesignstrivestobeaccurate,practicalandeasytooperate.

Keywords：

ventilation;sensor;DS18B20;single-chipmicrocomputer

第1章绪论

1.1课题研究背景

温度作为生产生活中的重要参数对于指导生产而言具有举足轻重的作用。

温度变化体现在物质的物理和化学反应变化过程之中，随着人们对于生产工业要求的不断提升，对温度控制的必要性也随之升高生，因此怎样实现温度的精确控制成为学术界专家学者研究的重点之一。

对于不同场景下所采用的加热和控制方式均有所差异。

近年来，随着单片机的快速发展，利用单片机作为主控模块构建温度控制系统成为研究者研究热点之一，单片机作为主控单元具有功耗低、性能高、体积小等诸多优势，可满足实际生产需求。

对于仓库而言，温度和湿度的控制对于延长仓库内物品的储存时间而言显得尤为重要，所以开发实用而且可靠的仓库自动通风控制系统是一件很有必要的事。

伴随着社会经济的发展，货物的流通量越来越大，在货物的中转仓库中往往是成千上万件货物存放在一起，如果仓库内部的温度和湿度不能控制在一定的条件之中，就会影响货物的长期储存，给企业和社会带来巨大损失。

在粮仓中储存粮食时，粮仓的温度和湿度是影响粮食安全的重要影响因素，在进行储存时，若温湿度发生异常，则会造成粮食腐败或者出现病虫害等影响粮食质量的现象。

除此之外，粮食的储存也受到粮仓内气体，微生物等的影响。

在目前，粮食保质保量的存储仍然是一个不容易达到的目标，为保证粮食仓库中的温度和湿度保持在一个正常的水平，对仓库环境的温湿度的监控是必不可缺少的。

温度的监控在工业界的应用也十分广泛，当仓库内部温度超过正常水平的时候，储存物品就会发霉变质或者包装变形，所以随时监控仓库内部温度的变化，具有非常重要的实际意义，仓库温度监控系统就是为仓库内的温度变化而设计的。

1.2国内外研究现状

温度检测控制技术是仓库通风降温的关键技术之一，目前，国内已有多家公司和企业生产仓库自动温度检控产品。

虽然这些产品品种繁多，但他们的基本功能是一致的。

多是通过对仓库内外的温度进行检测和分析，然后通过机械通风的方式来对温度进行控制。

在这些产品的设计过程中会考虑环境，成本等因素的不同会采用不同的温度传感器和主控电路

随着微型计算机和传感器技术的逐渐成熟，在工业上自动化程度也越来越高。

自动监测和控制技术也被广泛应用工业生产的各个环节当中，大大提高生产的效率和安全性。

同时仓库的温度自动控制方面也有了明显的进展。

国外的仓库监控设备进二十几年的发展十分迅速，他们结合本国的工业的条件设计出具有特色的工业成就。

他们设计的仓库监控产品具有较高的技术水准，但是他们生产的产品价格往往比较昂贵。

近年来我国引进国外多家公司生产的仓库环境控制系统，吸收了国外大量先进成熟的技术，有效的推动了我国的环境温湿度自动监控技术的发展。

但存在的如，造价高，功耗大，不能与我国工业产品配套等问题，并未有使我国环境调控技术有根本的变革。

当前，我国的工业水平并不发达。

中国的仓库环境调控技术的发展应符合自己工业化道路，先引进国外的先进技术加以消化，再改进创新发展出既能符合我国经济发展水平，又能适应各种环境，具有国际先进水平的仓库环境检控系统，同时还因研制具有中国自主知识产权的产品和技术。

集成智能传感器是一个新兴的发展领域，具有很好的发展前途和广大的市场。

这需要先进集成电路和微机械加工技术，我国技术水平还很落后。

所以我们要在集成电路工艺和微机械加工方面独辟蹊径，让智能传感器的研制和生产具有一定的能力，为传感器的智能化和集成化奠定基础。

电子自动化产业的快速发展为传感器的发展提供了广阔的市场并对传感器的发展提出了更高的要求。

这促进了传感器智能化，集成化技术的日益成熟。

随着半导体技术的发展，国内外的一些大公司和高等院校也开始投入大量人力物力对温湿度传感器进行研究，大规模集成电路的出现和发展在很大程度上为集成式传感器的应用奠定了基础，使传感器朝着集成化，智能化的方向不断发展，成为新的发展潮流

1.3本文组织结构

仓库自动控制通风系统主要用于保证仓库内部温度处于安全值以内。

本文基于此主要研究了仓库自动通风降温的设计与实现。

论文的主要研究内容安排介绍如下：

第1章，对本系统的研究背景以及当前国内外对仓库通风控制系统的现状进行了说明。

第2章，在本章节实现了基于单片机的仓库通风控制系统总体方案的选择和确定。

第3章，实现了基于单片机的仓库通风控制系统系统的硬件设计。

第4章，实现了基于单片机的仓库通风控制系统系统的软件设计。

第5章，对基于单片机的仓库通风控制系统功能进行测试，并评价系统时会否达到预期功能。

第2章系统方案设计

2.1系统设计方案选择

本文基于ATmega128单片机设计了仓库通风控制系统，通过将温度传感器采集的仓库内温度同设定的温度阈值进行比较实现对温度的自动控制，键盘模块可完成阈值温度的调节，仓库内的温度通过数码管显示模块予以显示。

经过测试，本设计符合预期要求，可将仓库温度控制在设定的范围之内，对于仓库货物的保存具有良好的辅助作用。

本文所设计的系统包含主控模块、传感器模块、显示模块以及报警模块等六大组成部分。

通过对仓库内部温度的采集和分析，实现通风降温的目的。

在主控模块采用ATmega128单片机，该单片机系统体积小，系统的可靠性高，系统的成本低的优势它可称为世界上最小的应用系统。

温度采集模块采用DS18B20温度传感器，DS18B20数字温度计测量范围广，传输信息是利用单线接口来进行的，因此和CPU之间只存在一个接地连接。

温度测量范围为-40~+120°C，误差为百分之五不需要外部电源供电。

温度的显示部分采用LED显示模块完成，当温度超过设定的阈值时单片机会驱动蜂鸣器进行报警，在内部温度超过预设值的时候发出警报声。

用户输入模块就采用简单的机械按键来对系统的预设值进行加减。

电机通风电路就采用光电耦合电路对通风电动机进行驱动，在超过预设温度开始工作。

2.2系统设计架构

根据设计要求，将系统电路划分为六大部分，分别是：

ATmega128核心模块、用户输入模块、显示电路、温度采集模块、电动机驱动模块和声音报警模块。

系统的硬件架构如图2-1所示。

图2-1系统硬件架构

各模块具体说明如下：

（1）ATmega128核心模块

包括一个“最小”ATmega128的应用系统，最小系统是核心控制模块。

（2）显示模块

主要用于显示当前系统所检测的温度信息和预置的温度。

（3）用户输入模块

主要用于用户的输入，对警报温度进行调节。

（4）温度采集模块

主要用于采集当前的温度数据。

（5）电动机驱动模块

对风扇电动机进行驱动。

（6）声音报警模块

提供报警声音。

2.3系统工作原理

本文是基于ATmega128单片机的仓库通风控制系统的设计，系统通过新型的温度传感器DS18B20对仓库内部进行多点测温。

将数据传递给核心控制器，并在LED上显示当前温度值。

如果温度超过预设值，就开启蜂鸣器报警并启动电动机进行通风降温。

图2-2系统工作流程图

第3章