粮仓测温系统的设计Word文档格式.docx

1、测温电缆；测量模块；数据收集模块；传感器Design of temperature measurement system of granaryAbstracttemperature measurement system on granary is designed, according to the practical request about storing grain,. Traditional temperature measurement system is old with using thermograph ,whose accuracy is low, and neither

2、reflects the real temperature of grain nor finds the point of bad grain in time, so that there is lots of loss of, making practical temperature measurement can assure declining of the loss of grain. Moreover, for the sake of assuring the accuracy of measuring to the grain, temperature measurement sy

3、stem and checkingin system is needed According to practical situation, the working process is made sure, the effect the system is understood This design includes measuring module, checking-in circuit, signal adapter, and host computer. Design measuring module, data acquisition module, and IC-Checkin

4、g in system In the measuring module temperature measurement cable is used Data acquisition module uses A/D converter for signal transformation At last detect the temperature measurement system on granary.Key words: Temperature measurement cable Measuring module Data acquisition module Sensor1绪论 3本课题

5、研究背黒 3研究的目的及意义 5主要研究工作内容 62系统整体方案设计 6系统耐要求 6整体耐方案 72.2.1系统的组成及功能. 82.2.2系统的工作原理. 93系统硬件电路设计 9題传感器的选择 93.1.1溫度传感器的发展. 93.1.2热敏电阻的特性. 11测量模块的设计 133.2.1测呈模块的组成. 133.2.2数据收集 133.2.3模拟基准回路设计. 143.2.4信号转换器的设计. 15动态显示,时钟日历的蹄 163.3.1犍盘/显示器的接口的实现 163.3.2时t中日历接口的实现. 17IC接口电路的设计 223.4.1 SLE4442芯片特点. 223.4.2IC卡

6、与单片机的接口电路. 234碌语 26致谢 27参考文献 281绪论本课题研究背景粮食是关系国计民生的重要战略物资,用饭始终是人类赖以生存和社会稳 定的头等大事，粮食的贮存和保管工作国家和各级政府都十分重视。粮食温度是可否保证粮食安全存储的重要指标之一，国内外在该领域研究 都投入了庞大的人力物力。国际上以美国加拿大为代表的产粮大国的粮食温度 监控技术已经发展到了成熟的境界,高科技数字式温度产感器普遍应用于粮食 温度监测系统。该传感器采用了半导体集成电路誉为控制器的最新技术，在一 个管芯上集成了半导体遍度测量芯片，数据信号转换芯片,计算机接口芯片， 存储器芯片等多个功能模块。除完成温度检测功能外

7、，一些数字温度传感器还 可以同时完成预知温度范围报警,多路A/D转换,温度补偿等功能。由于数字 温度传感器直接输出数字量从而解决了温度信号的长距离传输问题及传输进程 中因干扰和衰减致使的精度降低问题。由Analog Device公司生产的AD7418数字式温度传感器,集成了 A/D 转换器,参考电源，采样维持器,多路开关及温度监控报警电路。温度敏感器 件采用带隙式半导体温度传感器（Bandgap Temperature Sensor），具有较好 的稳定性和精度。该器件可以在片内将温度传感器的模拟量通过A/D转换器转 换成数字量。片内具有可预置的温度报警寄放器,可以通过外部程序控制来设 定报警的

8、上限温度和下限温度,当传感器遍度超出该遍度范围时，OTI引脚输出 报警信号通知控制系统或直接用于控制。National Semiconducor公司生产的LM74数字式遍度传感器，集成了带 隙式温度传感器，Delta-Sigma型数模转换器,并具有SPI/Microwrite兼容总 线接口。在传感器通电工作后,自动按必然速度对温度进行检测，并在片内寄 放器中存储转换的温度值，可以在任意时刻读出传感器的温度值。LM74具有休 眠模式,在休眠时消耗的电流不超过10uA ,功率消耗低。LM74的数模转换器 为12位外加符号位,因此在其有效工作范围内可以达到0.0625C的分辨率。 由于采用了 SPI

9、/microwrite兼容总线接口 ,可以将多个传感器挂接在总线上, 通过片选信号对特定器件进行读写操作。由美国Dallas Semiconductor公司推出的单线数字化测遍集成电路一数 字温度传感器DS1820 ,采用单线接口式,可通过数据线直接供电，具有超低功 耗工作方式，测温范围-55-125C ,温度转换值以九位数字方式串行输出。微控 制器与DS1820仅需一条线,每一DS1820在出厂时已给出了唯一序号，因此, 在同一条单总线上可挂接任意多个DS1820 . DS1820的序号值寄存在内部 ROM中。传感器内部还有两个八位的用于寄存温度数据的RAM , 1号寄存温 度数据的正负符号

10、,0号寄存温度值的补码，采用塑封的DS1820易于封装在 测温电缆中加拿大OPI公司的粮食仓储管理系统是世界上出名的粮食仓储管理系 统。在我国的世行贷款粮库建设项目中大型粮食的中转库项目中的粮遍检测系 统采用的就是OPI公司的产品。该系统分为硬件和软件两部份，硬件部份主要 由数字式温度传感器,测温电缆，测控单元，计算机四部份组成。软件部份是 由集粮仓检测，报警和主动控制为一体的OPIGIMAC软件。该系统利用的数字式传感器是OPI公司自行设计生产的，测温电缆集通信 与承重功能于一体，外表采用高密度聚乙烯材料经特殊工艺压制而成，截面为 椭圆形设计,截面积小，受力合理。电缆连接采用可插拔式,连接方

11、便。缆芯 可改换,便于维修。其专家管理系统不仅能随时对粮食的温度加以监控， 而且还能对外界环境温度和相对湿度进行检测，结合本地历史气候条件，选择 最佳时间控制通风机和其他设备,主动调节粮食温度和湿度,以最小的能耗使 粮食得以保留。粮食贮存和保管进程中温度对粮食有直接影响，稍有疏忽,温 度太高,就会造成粮食发烧，给国家和人民造成庞大的经济损失。我国有13亿 人口，九亿多农人，维持粮食生产和流通的稳定相当重要。国内最先采用的是温度计探测法，它是将温度计放在特制的插杆中,将插 杆插在粮堆的多个测温点上，保管人员按期将插杆拔出读数,肯定粮遍高低决 定是不是倒粮。实践证明，这种方式对安全储粮有必然作用，

12、但由于温度计本 身存在误差和人为因素，不仅测量速度慢精度低,人员劳动强度超级大，而且 容易造成抽样不完全,不能及时发现局部粮温太高,致使部份粮食发霉变质， 继而引发大范围的坏粮情况，造成重大的经济损失。温度传感器测量法应用在粮温检测系统中初期是以热电阻作为遍度传感器 件,利用电桥测量热电阻由于温度转变而产生的电压转变,通过毫伏表读数从 而测得温度值,为粮食存储提供依据。虽然这种测量方式精度有所提高，但仍 需个人工一点点地测量，效率低。随看电子器件制造技术的不断发展，有采样 器,测温传感器,模/数转换器,报警器电源等几大部份组成的粮遍检测系统产 生了，它能集中对粮库各仓的每一个监测点的粮温进行巡

13、回检测，与以往相较, 其检测速度和精度都有很大提高,而且大大减轻了保管员的劳动强度，但由于 电阻传感器的灵敏度较低，致使粮温检测系统测量精度，系统靠得住性性能还 不够理想。1990-1994年间，粮温检测系统又有了很大改善和提高，系统在布线上采 用了矩阵式布线技术,简化了数据收集部份的线路；在传感器方面采用了半导 体,热电偶等器件；在数据传输上采用了串行传输方式，从而节省了传输线, 采用单板机进行数据处置，提高数据传输与检测速度通过软硬件技术的结合, 检测精度与靠得住性较前期又有了很大提高。但温度传感器的线性度差，测量 精度仍不睬想。最近几年来，随看单片机功能的日趋壮大和计算机的普遍应用，市场

14、对粮 食温度监控系统的准确性稳定性要求愈来愈高。为了知足市场需求,国内有关 厂家研制出用温度传感器测得温度信号,单片机和计算机组成的粮食遍度监测 仪器,因各自配置不同,其测量精度及性能价钱也不尽相同。与外国同类产品相较较，国内的粮食遍度检测系统还有很大差距，系统采 用的温度传感器的测量精度和灵敏度，温度传感器测得的粮食温度模拟量信号 转换成数字量信号时产生的误差，信号在长距离传输进程中因干扰和信号衰减 致使的精度降低。鉴于这种情况,设计一种适合国内实际情况,知足当前国家 仓储建设项目要求的粮食温度检测系统对改善我国粮食仓储的掉队面貌具有超 级重要义。研究的目的及意义在粮食贮存和保管进程中温度对粮食有直接影响，稍有疏忽,遍度太高, 就会造成粮食发烧,给国家和人民造成庞大的经济损失。我国有13亿人口 ,九 5亿多农人，维持粮食生产和流通的稳定相当重要。建国50连年来,粮食仓储和流通设施建设取得了很大成绩,粮食仓储规模 比1949年的多750万吨，増加了二十多倍。目前，我国的粮食加工和存储单 位一般采用大型的钢板仓或方仓贮存原粮。这些储粮仓一般高约二十米,直径 达十米以上。以往管理人员对这种大型粮仓仓内温度的检测超级困难，一种方 式是把放有温度计的钢管插入粮食中，过几个小时，估量