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第七章 总结与体会 .......................................................23 致 谢 ..................................................................24 参考文献 ................................................................25 附录一 ..................................................................26 附录二 ..................................................................39 附录三 ..................................................................43
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第一章 绪论
1.1 选题背景
近几年据海关统计结果显示，我国粮食进出口同比均呈下降趋势，我国粮食供求开始进入紧平衡阶段。在粮食供给能力逐渐弱化的情况下，我们必须注意到贮存粮食的科学性和有效性。贮粮仓库的现代管理也是当前粮食系统改造的重大项目之一。而在粮仓管理过程当中，最重要的是控制仓内的温度和湿度，温湿度会直接影响粮食的贮存量。而温湿度检测传统的方法是用与湿度表、毛发湿度表、双金属式测量计和湿度试纸等测试器材，通过人工进行检测，对不符合温度和湿度要求的场所进行通风、去湿和降温等工作。这种人工测试方法费时费力、效率低，且测试的温度及湿度误差大，随机性大，因此我们需要一种造价低廉、使用方便且测量准确的温湿度监测系统。
1.2设计目标
1.2.1基本功能
1.能对某一粮仓内的多处温湿度进行检测并集中显示。要求能检测 50*50*50M3大小粮仓的温湿度，采用无线方式传送集中显示。
2.精度高、系统稳定。 1.2.2主要技术参数
温度检测范围： -10℃-+50℃ 测量精度：?2℃
湿度检测范围： 0-90%RH 检测精度：?5%RH
显示方式：主机：液晶显示屏1602从机：液晶显示屏1602 报警方式：三极管驱动的蜂鸣音报警
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第二章 设计方案及论证
2.1 总体方案设计
经分析，此粮仓温度系统将分为从机和主机两部分，从机又分为三部分，一是由温湿度传感器组成的检测部分，二是由单片机和LCD1602液晶组成的控制与显示部分，三是由无线NRF24L01发送模块通信部分；主机又分为两个部分，一是由单片机和1602液晶组成的主控与显示部分，二是由无线NRF24L01发送模块通信部分。如下图所示从机由DHT11温湿度检测电路将检测到的数送到单片机，单片机对接收到的数据进行处理并送到LCD1602显示，并通过无线NRF24L01发送模块把数据传送给主机显示，主从机均采用5V稳压电源供电。总体框图如图2-1所示。
图2-1 粮仓温湿度检测系统结构框图
2.2 系统主要单元的选择与论证
2.2.1单片机控制模块的选择论证
方案一：采用XC9000系列的FPGA。该类器件具有并行处理能力，能快速的响应外部的各种数字信号，但在数据处理方面过于复杂，而且芯片价格较昂贵。
方案二：采用单片机作为控制核心，单片机数学运算功能较强。在程序相互调用方面，处理方便灵活，性能稳定，适合实际应用。且单片机技术发展较为成熟，价格便宜。
基于以上分析，采用单片机控制可更为简便灵活地实现系统功能，故拟采用方案二。
2.2.2温度湿度检测模块的选择与论证
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方案一：
采用温敏元件和湿敏元件把温、湿度的变化转化为模拟电信号，再通过模数变换
器，将模拟信号变为数字信号，以供CPU进行分析和处理。 方案二：
采用一体化变换器模块DHT11完成数据的采集，通过总线通信协议，将数据读入
CPU进行处理。
采用温、湿敏元件进行变换，需要用到模数转换器和放大器，所得到的数值，不
能直接使用。还要考虑抗干扰问题，需要专业的仪器对采集的数据建立数据表，还要进误差处理，及数据校准。电路结构复杂，程序算法复杂，开发周期长，成本高。而采用一体化变换器，电路简单，处理器不需要管理数据变换问题，直接通过按照总线时序将数据读出，对数据稍做处理就可以了，系统结构变得简单，可以减少系统的体积，从而提高系统的稳定性，不需要专业的测试仪器，容易实现，开发周期短，价格适中，综上所述，采用方案二。 2.2.3显示模块的选择与论证
方案一：采用12864液晶模块显示测得的数据，可显示较多组的数据，字体较大，可清晰读数，但12864液晶模块价格昂贵，接线复杂，故不采用。
方案二：采用1602液晶模块显示所测数据，1602液晶接线简单方便，同时也能满足显示需要，价格远低于12864液晶。因此，本方案为首选方案。
综上所述，显示模块选择方案二。 2.2.4无线通信模块的选择与论证
方案一：采用超再生接收和ASK发送，用PT2262和PT2272进行协议处理。 方案二：采用NRF24L01无线传输模块。
通过实验，采用超再生接收和ASK发送，用PT2262和PT2272进行协议处电路，作为遥控器还是非常不错，作数据传输，速度慢，误码率高，而NRF24L01无线传输模块2.4Ghz 全球开放 ISM 频段免许可证使用最高工作速率 2Mbps，高效 GFSK 调制，抗干扰能力强，特别适合工业控制场合,126频道满足多点通信和跳频通信需要内置硬CRC检错和点对多点通信地址控制,高速无线传输由模块内部处理，容易实现。
综上所述，显示模块选择方案二。
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第三章 系统硬件设计
3.1单片机主控电路设计
单片机主控模块包括了振落电路、复位电路，同时为接入各个模块的配置接口，保证了整个系统的灵活性。
单片机是整个系统的控制中枢，它指挥外围器件协调工作，从而完成特定的功能。硬件实现上采用模块化设计，每一模块只实现一个特定功能。这种设计方法可以降低系统设计的复杂性。
控制电路的核心器件采用是由美国Atmel公司生产的AT89S52单片机，属于MCS-51系列。AT89S52是一种低功耗、高性能的CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器，采用的工艺是Atmel公司的高密度非易失存储器技术；片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器；在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、有效的解决方案；价格低廉、性能可靠、抗干扰能力强。因此广泛应用于工业控制和嵌入式系统中。主控部分原理图如图3-1所示。
图3-1 单片机主控原理图
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