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基于单片机的粮库温湿度智能监控系统设计
1 绪论
1.1 研究背景
人类生存离不开粮食，温度和湿度是能否保护好粮食的关键因素，想要保护好粮食，就需加强粮库内温度与湿度的监测工作。但传统的方法弊端很多，也是因为过去科技落后，在检测部分，我们只能使用温、湿度计来测量粮库的温度和湿度，这种做法不但精度低，实时性也很差；在控制部分也只能人为的进行一些操作来控制粮库内的温、湿度。这样的做法费时、费力、效率还不高，而且检测的温、湿度误差很大。随着科技越来越发达，我们可以使用造价低、控制方便并且检测准确的粮库温湿度智能监控系统，实现对粮食的储藏。
1.2 粮库监控系统国内外现状以及发展趋势
随着科技的迅速发展，计算机技术、传感器技术也是越来越发达，粮库监控系统的应用也越来越广、越来越完善。
从1978年的电阻式温度传感器到1990年的应用了半导体、热电偶的传感器再到如今的集信号检测、变换和A/D转换于一体的数字式传感器；从测量精度低、速度慢到现在的测量精度高、更是做到了实时测量；从需要人为的操作到智能自动控制。这一切都说明了粮库的监控系统是愈发的完美了。近年来，随着单片机功能的壮大，人们对粮库监控系统的要求也是越来越高，寻找对粮库监控系统来说性价比高的单片机、传感器等元件成了研究的热点。
在国外的一些发达国家，高科技的数字式温、湿度传感器在粮库监控系统方面已经得到了广泛的应用，在这方面的取得的成就也比较理想。由于此种传感器的输出是以数字式的形式，在传输过程中不必再担心会受到干扰，不必再担心远距离传输而导致检测精度会降低，从而很好解决了曾经普通的温、湿度传感器的弊端问题。
我们国家在温、湿度测控技术这方面的研究比较晚，但我国研究人员在学习发达国家温、湿度技术的基础上，也研究出了属于自己的温、湿度监控系统。当今社会下，随着科学技术的越来越发达，单片机技术得到了迅速的发展，以致以单片机作为核心的控制系统也变得越来越完美，在各个领域也已经得到了广泛的应用。
1.3 本设计主要工作内容
本次设计的目的是保护储存粮食的安全，系统的核心是单片机，它控制本系统的各种功能，所以它的选择是非常重要的，在这里我选用的是AT89C52单片机，这款单片
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基于单片机的粮库温湿度智能监控系统设计
机对本系统的性价比很高，其功能也满足本系统，在软、硬件方面的设计也比较简单其本身也是一款低功耗、高性能的单片机。温、湿度传感器是本设计的检测装置，传感器的优劣关系到系统的优劣，为了解决远距离传输的情况和传输过程中受干扰而致使精度降低的情况，在这里我选择了数字式温湿度传感器SHT11，此传感器可以直接将所检测的温、湿度值转化为数字量的形式输出，送到AT89C52单片机中。单片机对信号进行处理，当检测到的温、湿度值超过阈值时系统可以实现自动报警，并控制继电器做出对应的控制，使温、湿度值在设置范围内，达到自动控制的目的。其中，控制的方法是采用设定报警阀值，当检测到的温度值过低时，系统启动报警装置，即指示灯亮、蜂鸣器响，单片机控制升温继电器吸合，加热装置开始自动工作；当测量到的温度过高时，单片机控制降温继电器吸合，风扇或者是其他的降温装置开始自动工作；当检测到的湿度值过低时，单片机控制加湿继电器吸合，加湿装置开始自动工作；当检测到湿度过高时，单片机控制除湿继电器吸合，除湿装置开始自动工作；当检测到的温、湿度值均在设置范围内时，继电器是处于断开状态。本系统采用LM016L作为显示元件，这款液晶显示器在功能上满足本系统要求，本身具有低功耗、寿命长、无辐射等优点，在显示这个领域它已经是被广泛的应用。显示部分会实时显示温、湿度值。系统按键模块可根据需要更改阀值。
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基于单片机的粮库温湿度智能监控系统设计
2 系统总体设计
本系统的核心是单片机AT89C52，设计的目的的保护存储粮食的安全。系统中的测量部分是将数字式的温湿度传感器SHT11置于粮库中，让其检测粮库中的温、湿度，此传感器可以直接将所检测的温、湿度值转化为数字量的形式输出，送到AT89C52单片机中；单片机对接收到的温、湿度值进行一系列的处理，即单片机把传感器采集到的温度和湿度值与所设阀值进行比较，对比较的结果进行处理，如果温度和湿度不在设定的范围内，系统先启动报警装置，使报警模块工作，并控制继电器，使相应设备调节粮库内的温、湿度，让其变化到设定的范围内。LCD实时显示温、湿度值。
本设计的研究方法和思路如下：
1） 预设控制范围：考虑到地区的天气等原因对粮库内存储的粮食的影响，再根据粮库内粮食能维持安全所需的温、湿度，设置出系统控制的阀值。
2） 信号的采集与处理：传感器对粮库内温、湿度进行测量，将其所测得的温湿度值送入到单片机中，单片机对其进行一系列的处理，液晶显示器会显示当前的温、湿度值，供管理员检测。
3） 单片机实现控制：单片机将设置温湿度值的上、下限值与传感器所检测的粮库内的温湿度值进行比较，根据结果做出处理，吸合或断开各种继电器，进而控制空调等一些控制温湿度的设备，以此来调节粮库内温湿度，使其与设定值保持一致。
4） 范围可调：由于粮库所在地区不同，环境气候等因素也不同，对粮库内粮食正常保存所需的温、湿度也不尽相同，所以设计按键或者按钮模块，可手动调节系统对温、湿度的控制范围。
系统总体框图如图2.1所示：
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基于单片机的粮库温湿度智能监控系统设计
开 始 SHT11检测温湿度 单片机AT89C52 显示 否是否超限？ 是启动 声、光报警 控制继电器 结 束 图2.1 系统总体框图
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