基于单片机的粮仓温湿度控制系统设计

摘要：本文提出的粮仓温、湿度测控系统采用AT89S52单片机为测控核心,以“一线式”数字温度传感器DS18B20和电容式湿敏传感器HS1100/HS1101为温、湿度数据采集部件，通过PC机作为人机接口，实现了远程数据采集与测控指令参数的设置。具有界面友好、控制灵活、硬件系统集成度高、电路简单、功能强、性能可靠、成本低等特点。本系统解决了传统温、湿度测试器材及人工去湿、降温的诸多弊端。并可实现多点温、湿度参数的测量与控制。关键词：AT89S52;DS18B20;HS1100/HS1101;PC机;人机接口Abstract:Thepaperdevelopsatemperatureandhumiditycontrollingsystemforgraindepot.ThesystemisbasedonachipmicroprocessorAT89S52,usesone-linetypedigitaltemperaturesensorDS18B20andthecapacitancehumiditysensorHS1100/HS1101tocollecthumituredata,realizesthecollectingofremotedataaswellasthesettingofmeasuringandcontrollingorderparameter.Thesystemhasthefollowingadvantages:itsinterfaceisfriendly,itiscontrolledeasily,itshardwaresystemisintegratedhighly,thecircuitryissimple,itsfunctionisstrong,ithasgoodperformance,thecostislowerandsoon.Thesystemsettlesmanydefectsoftraditionalhumituretestingequipmentsaswellasmanualdewettingandcooling.Meanwhile,thesystemrealizesthemeasuringandcontrollingofmultiple-pointhumitureparameters.Keywords:AT89S52;DS18B20;HS1100/HS1101;PC;personaldigitalassistant(PDA)目录1.系统功能说明..........................................................12.系统总体设计..........................................................12.1.系统硬件结构设计.....................................................................................................12.2.通信方案选择.............................................................................................................13.系统硬件设计..........................................................23.1.数据采集电路设计.....................................................................................................23.1.1.温度采集接口电路..................................................................................................23.1.1.1.DS18B20介绍：..................................................................................................23.1.1.2.接口电路...............................................................................................................43.1.2.湿度采集电路..........................................................................................................53.1.2.1.HS1100/HS1101湿度传感器介绍：...................................................................53.1.2.3．多路湿度检测信号的实现................................................................................53.1.3.多路开关介绍..........................................................................................................63.2.单片机系统设计.........................................................................................................73.3.其它外围接口电路设计.............................................................................................83.3.1.RS-485串口电路.....................................................................................................83.3.2.控制参数存储器......................................................................................................83.3.3.键盘及显示电路......................................................................................................83.3.3.1.键盘电路...............................................................................................................83.3.3.2．显示电路............................................................................................................83.3.4.控制设备驱动电路................................................................................................103.3.4.1．风机、空调机、加湿机驱动电路..................................................................103.3.4.2．报警接口电路..................................................................................................113.4.RS485-RS232电平转换电路...................................................................................114.系统软件设计.........................................................124.1.粮仓温、湿度测控系统软件.................................................................................124.1.1.湿度检测子程序....................................................................................................124.1.2.温度检测子程序.................................................................................................134.2.上位PC机接口软件................................................................................................135.结束语...............................................................1411.系统功能说明本设计以粮仓室内外温、湿度测控电路为核心，以上位PC机为系统人机接口，测控电路与上位PC机通过串行通信方式实现数据交互。测控电路通过数据采集装置定时采集粮仓温湿度数据，并根据控制参数做出控制决策，驱动设备运行（自动启动或关闭空调设备或风机系统），并随时准备接受上位PC机的指令，当受到询问时，将粮仓的各项数据编码通过串行通信方式传输到上位PC机。上位PC机可根据用户要求定时向测控电路查询粮仓温、湿度数值和设备运行状态。并可以对从机进行参数设置（包括：空调起、停参数；风机起、停参数；加湿机起、停参数；温、湿度报警门限等）及控制（强制打开空调风机与加湿机），从机也可以独立工作。上位PC机通过串口电路接收到数据后，进行数据处理，在监控界面上显示当前的状态信息，并将此信息实时地存储到数据库中，为用户维护和管理准备数据。也可以将一段时期的数据信息汇集成报表，还可以将一段时间的数据绘制成图形、曲线，实现对数据的分析与管理。2.系统总体设计2.1.系统硬件结构设计根据系统功能要求，本硬件系统包括四个功能模块：1、上位PC机。完成参数设置及控制、数据存储、处理及管理功能。2、串行通信模块。应用RS-485通信方式完成测控电路与上位PC机的数据交换。3、测控电路模块。主要由AT89S52组成主控电路，实现数据收集与控制功能，并能在主机关机的情况下独立实现所有的控制功能。4、数据采集模块。实现温、湿度实时数据采集与数据转换。系统结构框图如下：图1：系统结构框图2.2.通信方案选择RS-485以远距离、多节点（128个）以及传输线成本低的特性成为工业应用中数据传输的首选标准。考虑到本系统传输距离及多粮仓控制的扩展方向等因素，本系统选用RS-485通信方式，RS-485通信的特点如下：（1）RS-485的逻辑“1”以两线间的电压差为+2～+6V表示；逻辑“0”以两线间的电压差为-2～-6V