仓库温湿度检测系统.

仓库温湿度检测系统设计

院系自动化学院

专业自动化

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2009年月

摘要

本设计使用STC89C52单片机作为主控制模块，利用简单的外围电路来驱动1-Wire总线,利用1-Wire总线协议,实现了多点温度和湿度的精确测量。利用STC89C52单片机本身强大的功能和部RAM资源，可以很方便的实现单片机与PC 机间的数据传输，并能利用软件方便的逻辑判断实现了1-Wire总线的ROM搜索,实现了测温器件18B20的枚举，实现了无人干预的测温点的动态裁剪，所以本设计具有很强的现实应用性。另外，本系统的湿度检测没有完成。

本文从1-Wire总线的原理入手，详细阐述了1-Wire总线的ROM搜索过程，以及硬件电路的设计、计算和软件的算法。

关键词：DS18B20 ；单片机MCU；串行传输 Serial Data Transfer；单总线

1-wire interface

Abstract

This design as the main STC8952 of single-chip control module, using a simple external circuit to drive the 1-Wire bus, the use of 1-Wire bus protocol, to achieve a more accurate measurement of temperature. The use of MCS STC89C52 powerful features and its own internal RAM resources, it is easy to achieve single-chip and PC data transfer between aircraft and the use of software to facilitate the realization of the logic to determine the 1-Wire bus ROM search, the realization of the temperature measurement device enumeration 18B20, no intervention to achieve a dynamic temperature measurement point cut, so the design of practical application. In addition,the system did not complete humidity testing.

This article from the 1-Wire bus starting with the principle, described in detail 1-Wire bus ROM search process, as well as the design of hardware circuits, computing and software algorithms.

Keywords :DS18B20; Single-chip MCU ;Serial transmission Serial Data Transfer;monobus 1-wire interface

目录

摘要 .......................................................................................................................... I Abstract ................................................................................................................. I I 目录 .................................................................................................................... III 第1章绪论.. (1)

1.1选题背景 (1)

1.2设计过程及工艺要求 (2)

1.2.1基本功能 (2)

1.2.2主要技术参数 (2)

第2章系统总体设计 (3)

2.1温度传感器的选择 (3)

2.2信号采集 (4)

2.2.1 DS18B20基本知识 (4)

2.2.2 DS18B20产品的特点 (4)

2.2.3 DS18B20的引脚介绍 (4)

2.3信号分析与处理 (5)

2.3.1单总线的实现 (5)

2.3.2 DS18B20的使用 (7)

2.3.3 DS18B20的应用电路 (11)

2.3.4单片机89C52 (14)

2.3.5 MAX232电平转换芯片特点 (18)

2.3.6单片机与PC间通信接口电路设计 (20)

2.3.7过限指示 (20)

第3章软件设计 (22)

3.1 1-Wire总线协议处理 (22)

3.2 1-Wire CRC 校验处理 (28)

3.3 1-Wire 器件的ROM搜索 (29)

3.4 ‘FIRST’操作 (38)

3.5 ‘NEXT’操作 (38)

3.6数据传输 (39)

第4章总结 (41)

社会经济效益分析 (42)

参考文献 (43)

致 (45)

附录A 程序清单 (46)

附录B PCB板图 (65)

第1章绪论

1.1选题背景

防潮、防霉、防腐、防爆是粮库日常工作的重要容，是衡量粮库管理质量的重要指标。它直接影响到储备物资的寿命和工作可靠性。

为保证日常工作的顺利进行，首要问题是加强仓库温度的监测工作，因为温度的升高，就意味着粮库的有氧呼吸的加强，就意味着马上就要发生腐烂霉变。因此我们需要一种造价低廉、使用方便且测量准确的温度测量仪。

在我们的印象中，温度的测量不外乎由传感器、放大器、数码显示、报警器等单元组成。但是通过实际的考察，现实的系统根本不是这个样子：由于粮食要定期的通过熏蒸来除虫、防鼠，熏蒸药剂具有高毒性，高腐蚀性，人员根本不能随意接触到仓设备，更不要说通过数码管的显示和报警器来及时发现温度的异常变化，同时出于防爆的要求，在仓库部的系统，是完全密封的，并被充入低氧高氮的气体，平时人员根本不能及时进入。

因此现在的监控系统都是由计算机监控，采用专用组态软件、单片机及数字传感器组成的，具有500-1000个测温点的，网络化的数字式温度检测的系统。

下图展示了一种可能的结构

图1.1现场采集站

通过一线牵采集模块，对粮仓的温度进行测量采集，每个粮仓约有200点模拟量输入（温度）并根据粮食的情况对现场进行湿度检测。

现场控制站

现场控制站可用西门子PLC控制现场输送机、提升机、电动闸门、通风机的启动运行，以及报警等功能的反馈信号，实现自动化控制。

上位机

上位机运行组态通用工业过程监控软件，对现场的设备进行监控、并对仓库温湿度进行巡回检测。并生成动态画面、报表、报警、曲线等数据管理功能。

这就要求我们必须设计一种高可靠，高一致性，基本免维护，可自由增减测温点，并具有和计算机联网交换数据的能力的测温组件。

1.2设计过程及工艺要求

根据实际的需求，我们提出了测温组件的基本功能，需要说明的是，在这里你看不到传统的温度显示功能，因为实际上工作人员根本不可能到现场去记录温度的显示。同时增加了组件的测温点免维护自由增减功能，以适应系统的规模的自由裁剪。