粮库自动控制系统软件子系统
目录
1 引言 1
1.1 项目研究的背景 1
1.2 立题的目的和意义 1
1.3 粮情检测技术的国内外研究动态 2
1.4 本系统要解决的主要内容 3
2 本课题要研究或解决的问题和采用的研究手段 3
2.1系统功能设计 3
2.2系统设计原则 3
2.2.1可靠性 3
2.2.2操作维护方便 4
2.2.3性价比 4
2.3系统的组成和工作原理 4
2.3.1系统的组成 4
2.3.2系统的工作原理 5
3 系统硬件设计 5
4 软件部分设计 7
4.1 软件总体设计 7
4.2 初始化模块 10
4.3 延时模块 11
4.4 LCD1602显示模块 12
4.4.1 读写时序图 13
4.4.2 读写流程图 14
4.5 数据采集 15
4.6 矩阵键盘 18
4.7 报警控制模块 20
5 系统软硬件调试 23
5.1 系统的硬件调试 23
5.2 系统的软件调试 26
结 论 27
致 谢 28
参 考 文 献 29
1 引言
1.1 项目研究的背景
自古以来中国一直是个农业大国，关于粮食的储存一直备受关注。如何自己设计一个系统，它能够更具粮库的变化而迅速地做出相应的回应，这些都是很值得我们研究的问题。
一直以来，中国由于一些科技 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
的落后，管理又相对比较落后，因此没有好的储存环境供实物存储，有的粮库安全储藏情况虽然好点，但基本上都停留在人工的管理水平上。控制粮库温度的重点就是要合理恰当地设置测温点，同时还要时常检测粮库温度，以便能够及时发现粮库的温度是否超出范围，并根据粮库的温度变化采取相应的解决措施，这样才能尽可能的降低粮食的损耗。但是，在储藏时粮堆的热传递过程是很缓慢的，通过人类的感触器官很难察觉到仓房的冷热，因此经常需要管理人员进入仓房内检查粮堆的温湿度，及时对粮食进行翻动，对仓房进行有效的通风散热。尽管如此，粮堆里还经常会出现病虫和发霉的现象。由此看来，这种储藏方法不仅需要耗费大量的体力和精力，同时损耗现象也会时常发生，所以，一贯采用的这种储藏方法是不太合理的，有许多需要改善的地方。
如今网络风靡全世界，互联网络协议比较完善，覆盖范围比较广，进行联网的设备比较多，所以这种通信方式功能比较强大，如今已经成为全社会基础信息设施，同时也是重要的网络信息流通渠道。所以先通过单片微型计算机（单片机）控制外部控制电路，然后通过 RS232 总线传递给计算机，再通过计算机进行控制与分析，从而得到相关的数据，以此来科学的管理粮仓。
1.2 立题的目的和意义
如今通过监测与控制环境中的温湿度在社会各个领域、行业中都被使用广泛。但由于其应用的行业、监测的目的都有所不同，所以设计的监测系统也是截然不同。在实际生活中，温度的检测和湿度的检测是衡量室温环境检测系统中的两个重要的方法，管理者必须定期检查室内温度和湿度的值，然后这两个指标的测量数据进行准确的分析，以便及时的采取相应的解决措施。89C58单片机是一种用于实行监测控制的芯片， 89C58单片机的优点很多，在温度方面，它不仅能够实现温度的全程自动检测与控制，而且可以将温度升温到特定温度，将温度降温到特定温度，还可以在上下限范围内维持恒温，在湿度控制方面也是如此。我们使用的89C58型单片机设计来粮库的温湿度自动控制系统，可以将传感器检测的数据及时收集和处理。所以，如将此温湿度控制系统应用到温室大棚种植、粮食储藏、产品保险等方面，一定会推动我国很多部门和行业的发展。
1.3 粮情检测技术的国内外研究动态
近年来，随着科技水平的发展，我国在单片机、传感器和集成电路技术等方面得了快速的进步，测量和管理体系也被普遍于工业和农业生产等领域，所以，在软、硬件等方面，粮库控制技术的研究也取得了一定的进步。
刚开始，对于粮仓的监控是要依靠温度计，我们需要把温度计放进特制的插杆中，然后专业人员把各个装有温度计的插杆均匀地放到粮库的多个测温点，管理人员需要定期定时的拔出插杆进行正确读数，从而确定粮堆温度的高低，最后决定是否需要翻动粮堆进行散热。这种方法虽然对粮食储藏有一定的作用，但还是会有很多误差和失误导致粮食储藏效果不佳。如在插温度计插杆时，粮温温度不均匀，温度过高的部分不能及时发现导致测量的粮食温度偏低；又如使用的各个温度计精度不同导致与实际粮堆温度不符，管理人员的读数方式和读数时不可避免的误差导致获得的数据有误等都会使粮食发生虫害和霉变导致大面积坏粮。另外，温度检测速度比较慢，精度不高，抽样通常不彻底。所以初期的粮情监测效果不是太好。
随着科技的发展，计算机的功能的越来越强大，人们对于粮仓检测的准确性和稳定性的要求也越来越高。寻找性 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
价比比较高的检测系统成为粮情监测研究的重点。在国外，粮情监控技术已相当成熟，他们采用的是一种高科技数字式传感器。这种传感器把半导体集成电路技术和微控制器最新技术相结合，数据信号转换芯片、半导体温度检测芯片、计算机接口芯片，存储芯片等都一起集合在一个管芯上面，共同解决关于温湿度检测，提前估计粮仓温湿度的范围、显示电路、键盘控制、温湿度控制等功能。这种数字温度传感器能够直接快速的传出数字量，很好的解决了关于温湿度测量过程中信号衰减，测量精度不高等问题。
数字传感技术的原来越普及，计算机控制技术已成为人们关注的焦点。目前，国内数字传感器配套产品也很多，如远程控制模块，继电器，连接器，分配器等，在技术上也相当成熟。
1.4 本系统要解决的主要内容
在传统的温湿度监测的研究基础上，本课题我们使用的是89C58单片机控制的温湿度监测系统。主要研究内容包括以下几方面:
1、当我们选择温湿度传感器时，应重点考虑其稳定性高，测量范围大，抗干扰能力强，测量精确度高，测量的信号易于接收和处理，便于多个节点测量，使用简单，温度环境补偿较易的部件。
2、硬件设计，系统结构要尽量简单明了、易于操作，应该尽可能使用多种总线技术，来节约系统有限的I/O资源，并使系统电路尽可能简单。
3、在设计单片机与计算机的接口电路时，可以通过计算机对粮仓的自动控制，以得到更大的改善。
图2-1 系统的总体框图组成
2.3.2系统的工作原理
本系统以单片机STC89C58为中枢，通过分散在粮库中的各个DHT11传感器来对温湿度的数据进行收集。单片机对数据进行处理，储存，并在1602液晶屏上显示出来。按照显示出来的实时的各个数据，单片机会根据之前设置的范围，由蜂鸣器报警，且表现出红灯提示，同时对温湿度进行相应的处理和控制。单片机是采用C语言编程。
3 系统硬件设计
本课题运用STC89C58为核心芯片，同时由液晶显示模块、键盘模块、温湿度数据采集模块、电源电路模块、晶振电路模块等构成外围电路来完成控制系统的硬件设计，并协作软件设计实现课题所要求的功能。
1 引言 1
1.1 项目研究的背景 1
1.2 立题的目的和意义 1
1.3 粮情检测技术的国内外研究动态 2
1.4 本系统要解决的主要内容 3
2 本课题要研究或解决的问题和采用的研究手段 3
2.1系统功能设计 3
2.2系统设计原则 3
2.2.1可靠性 3
2.2.2操作维护方便 4
2.2.3性价比 4
2.3系统的组成和工作原理 4
2.3.1系统的组成 4
2.3.2系统的工作原理 5
3 系统硬件设计 5
4 软件部分设计 7
4.1 软件总体设计 7
4.2 初始化模块 10
4.3 延时模块 11
4.4 LCD1602显示模块 12
4.4.1 读写时序图 13
4.4.2 读写流程图 14
4.5 数据采集 15
4.6 矩阵键盘 18
4.7 报警控制模块 20
5 系统软硬件调试 23
5.1 系统的硬件调试 23
5.2 系统的软件调试 26
结 论 27
致 谢 28
参 考 文 献 29
1 引言
1.1 项目研究的背景
自古以来中国一直是个农业大国，关于粮食的储存一直备受关注。如何自己设计一个系统，它能够更具粮库的变化而迅速地做出相应的回应，这些都是很值得我们研究的问题。
一直以来，中国由于一些科技 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
的落后，管理又相对比较落后，因此没有好的储存环境供实物存储，有的粮库安全储藏情况虽然好点，但基本上都停留在人工的管理水平上。控制粮库温度的重点就是要合理恰当地设置测温点，同时还要时常检测粮库温度，以便能够及时发现粮库的温度是否超出范围，并根据粮库的温度变化采取相应的解决措施，这样才能尽可能的降低粮食的损耗。但是，在储藏时粮堆的热传递过程是很缓慢的，通过人类的感触器官很难察觉到仓房的冷热，因此经常需要管理人员进入仓房内检查粮堆的温湿度，及时对粮食进行翻动，对仓房进行有效的通风散热。尽管如此，粮堆里还经常会出现病虫和发霉的现象。由此看来，这种储藏方法不仅需要耗费大量的体力和精力，同时损耗现象也会时常发生，所以，一贯采用的这种储藏方法是不太合理的，有许多需要改善的地方。
如今网络风靡全世界，互联网络协议比较完善，覆盖范围比较广，进行联网的设备比较多，所以这种通信方式功能比较强大，如今已经成为全社会基础信息设施，同时也是重要的网络信息流通渠道。所以先通过单片微型计算机（单片机）控制外部控制电路，然后通过 RS232 总线传递给计算机，再通过计算机进行控制与分析，从而得到相关的数据，以此来科学的管理粮仓。
1.2 立题的目的和意义
如今通过监测与控制环境中的温湿度在社会各个领域、行业中都被使用广泛。但由于其应用的行业、监测的目的都有所不同，所以设计的监测系统也是截然不同。在实际生活中，温度的检测和湿度的检测是衡量室温环境检测系统中的两个重要的方法，管理者必须定期检查室内温度和湿度的值，然后这两个指标的测量数据进行准确的分析，以便及时的采取相应的解决措施。89C58单片机是一种用于实行监测控制的芯片， 89C58单片机的优点很多，在温度方面，它不仅能够实现温度的全程自动检测与控制，而且可以将温度升温到特定温度，将温度降温到特定温度，还可以在上下限范围内维持恒温，在湿度控制方面也是如此。我们使用的89C58型单片机设计来粮库的温湿度自动控制系统，可以将传感器检测的数据及时收集和处理。所以，如将此温湿度控制系统应用到温室大棚种植、粮食储藏、产品保险等方面，一定会推动我国很多部门和行业的发展。
1.3 粮情检测技术的国内外研究动态
近年来，随着科技水平的发展，我国在单片机、传感器和集成电路技术等方面得了快速的进步，测量和管理体系也被普遍于工业和农业生产等领域，所以，在软、硬件等方面，粮库控制技术的研究也取得了一定的进步。
刚开始，对于粮仓的监控是要依靠温度计，我们需要把温度计放进特制的插杆中，然后专业人员把各个装有温度计的插杆均匀地放到粮库的多个测温点，管理人员需要定期定时的拔出插杆进行正确读数，从而确定粮堆温度的高低，最后决定是否需要翻动粮堆进行散热。这种方法虽然对粮食储藏有一定的作用，但还是会有很多误差和失误导致粮食储藏效果不佳。如在插温度计插杆时，粮温温度不均匀，温度过高的部分不能及时发现导致测量的粮食温度偏低；又如使用的各个温度计精度不同导致与实际粮堆温度不符，管理人员的读数方式和读数时不可避免的误差导致获得的数据有误等都会使粮食发生虫害和霉变导致大面积坏粮。另外，温度检测速度比较慢，精度不高，抽样通常不彻底。所以初期的粮情监测效果不是太好。
随着科技的发展，计算机的功能的越来越强大，人们对于粮仓检测的准确性和稳定性的要求也越来越高。寻找性 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
价比比较高的检测系统成为粮情监测研究的重点。在国外，粮情监控技术已相当成熟，他们采用的是一种高科技数字式传感器。这种传感器把半导体集成电路技术和微控制器最新技术相结合，数据信号转换芯片、半导体温度检测芯片、计算机接口芯片，存储芯片等都一起集合在一个管芯上面，共同解决关于温湿度检测，提前估计粮仓温湿度的范围、显示电路、键盘控制、温湿度控制等功能。这种数字温度传感器能够直接快速的传出数字量，很好的解决了关于温湿度测量过程中信号衰减，测量精度不高等问题。
数字传感技术的原来越普及，计算机控制技术已成为人们关注的焦点。目前，国内数字传感器配套产品也很多，如远程控制模块，继电器，连接器，分配器等，在技术上也相当成熟。
1.4 本系统要解决的主要内容
在传统的温湿度监测的研究基础上，本课题我们使用的是89C58单片机控制的温湿度监测系统。主要研究内容包括以下几方面:
1、当我们选择温湿度传感器时，应重点考虑其稳定性高，测量范围大，抗干扰能力强，测量精确度高，测量的信号易于接收和处理，便于多个节点测量，使用简单，温度环境补偿较易的部件。
2、硬件设计，系统结构要尽量简单明了、易于操作，应该尽可能使用多种总线技术，来节约系统有限的I/O资源，并使系统电路尽可能简单。
3、在设计单片机与计算机的接口电路时，可以通过计算机对粮仓的自动控制，以得到更大的改善。
图2-1 系统的总体框图组成
2.3.2系统的工作原理
本系统以单片机STC89C58为中枢，通过分散在粮库中的各个DHT11传感器来对温湿度的数据进行收集。单片机对数据进行处理，储存，并在1602液晶屏上显示出来。按照显示出来的实时的各个数据，单片机会根据之前设置的范围，由蜂鸣器报警，且表现出红灯提示，同时对温湿度进行相应的处理和控制。单片机是采用C语言编程。
3 系统硬件设计
本课题运用STC89C58为核心芯片，同时由液晶显示模块、键盘模块、温湿度数据采集模块、电源电路模块、晶振电路模块等构成外围电路来完成控制系统的硬件设计，并协作软件设计实现课题所要求的功能。
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