基于51单片机粮仓温湿度监测Visual Basic上位机显示Word格式.docx

基于51单片机粮仓温湿度监测Visual Basic上位机显示Word格式.docx

《基于51单片机粮仓温湿度监测Visual Basic上位机显示Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于51单片机粮仓温湿度监测Visual Basic上位机显示Word格式.docx（55页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

本系统还应用RS232与上位机相连接，可以设置温度、湿度的报警值，也可以实时显示温湿度的采样值，并将其存入数据库，便于以后对于数据的处理。

关键词：

STC89C52RC单片机，温度传感器，湿度传感器，LCD显示，上位机

Subject:

BarnTemperatureandHumidityMonitoringSystem（Software）

Specialty:

Automation

Name:

SunTingting（Signature）___________

Instructor:

YueChunxia（Signature）___________

ABSTRACT

Thisdesignisbasedonsinglechipmicrocomputerasthecoreincludingthetemperaturesensor（DS18B20）,humiditysensor（HIH-4010）,therelatedperipheralcircuitandPC（VB）.Itcanmonitorthetemperatureandhumiditysignalofgranaryenvironment.WorkerscandisplaydatathroughtheLCD1602orPC（VB）intimetomonitorthebarnconditions.Allofthemeasuringtheoperationcanbecontrolledbysoftware.Temperaturesensorscangetthesignalandthecircuitconvertsthemintoelectricalsignalstosendthemicrocontroller.HumiditysensorneedtomakeuseofA/DconversionchiptoconvertthedatatoanalysisthembyMCUsendingthemtodisplaydevicebysoftware.

ThissystemisconnectedwithPCbyRS232.Itcansetalarmvalueofthetemperatureandhumidity.Italsocandisplaytemperatureandhumidityintime,andsavetheminthedatabasetohandlethedataconvenientlyinthefuture.

Keywords:

STC89C52RCmicrocontroller,temperaturesensors,humiditysensors,LCDdisplay,PC

第1章前言1

1.1背景1

1.2国内外研究现状及发展趋势1

1.3设计的目的及意义2

1.4设计的主要工作3

1.5本文的主要内容3

第2章系统的软件设计4

2.1单片机及其外围电路软件设计4

2.1.1系统总体框图设计4

2.1.2主程序流程图5

2.1.3DS18B20温度传感器6

2.1.4HIH4010湿度传感器6

2.1.5TLC549A/D转换模块8

2.1.6LCD1602显示模块9

2.1.7按键模块10

2.1.8报警模块10

2.1.9串口通信模块12

2.1.10小结13

2.2上位机软件设计13

2.2.1上位机系统总体设计14

2.2.2系统各个模块14

2.2.3小结33

第3章系统调试和结果分析34

3.1单片机调试及分析34

3.2上位机调试及分析34

第4章总结35

参考文献36

致谢37

附录38

1.仿真原理图38

2硬件原理图39

3.上位机显示图40

4.实物图40

5.单片机程序41

第1章前言

1.1背景

俗话说“国以民为本，民以食为天”，粮食是一个国家的立国之本。

是一个国家稳定繁荣的基础。

所以说粮食对于国家的重要性是不言而喻的。

也正因为如此粮食的科学储藏就显得尤为重要。

就我们国家来说，粮食一般存放在粮仓中。

对于一些大型粮仓或多或少都还存在着不同程度的粮食储存变质问题。

根据国家粮食保护法规定，必须定期抽样检查粮仓粮食的温度和湿度，以便及时采取相应的措施，防止粮食的变质。

但大部分粮仓目前还是采取人工测量温度和湿度的方法，这不仅使粮仓工作人员工作量增大，且工作效率低，如果检测任务如不能及时彻底的完成，则很有可能会造成粮食大面积变质。

1.2国内外研究现状及发展趋势

随着传感器技术、计算机应用技术、超大规模集成电路技术和网络通信技术的发展，监控系统广泛应用于工农业生产等领域，在此同时，粮仓温湿度监控技术的研究在软、硬件等方面都有了一定的进展。

初期，以热敏电阻，湿敏电阻作为传感器件，通过检测电阻的变化来反映粮食温湿度的变化，为粮食保管提供参考依据。

采用人工测量与人工抄录、管理相结合的传统方法，并且用人工的办法对粮食进行晾晒，通风，喷洒药剂防止因存储不当引起的温湿度异常及虫害，消耗了大量的人力和财力，效率较低。

这30年里，粮情检测技术在祖国的广大科技工作者不断地探索与努力下，不断完善、进步、并日趋成熟，逐步形成了多样化的粮仓检测系统，推动了安全、科学储粮了发展。

目前，国内生产的粮仓温湿度监控系统种类繁杂，系统结构均不相同，在粮仓外部温湿度检测、粮食内部温湿度检测及分析、通风机械的控制等方面，比之前有了不少进步但仍有发展的空间。

国外的温湿度监控系统相对比较先进，主要体现在以下三个方面：

（1）无论是传感器的测量精度、反应速度、稳定性、功能多样性还是使用环境方面，国外的传感器都比较先进。

（2）构成系统整体的测控技术和管理，无论是硬件还是软件，都已普遍采用相应的标准模块集成，并且早已实现组态。

（3）系统结构已经普遍采用网络连接的现场总线技术（FCS），有些需要的场合，则连接到Internet上，实现远程控制、远程诊断。

粮仓温湿度监控系统主要应用于监测粮仓环境空间的温度及相对湿度，从系统控制的角度来看，属于纯滞后控制，而这一技术已经相当成熟。

目前研制高精度，高性能，多功能的温湿度监控系统是主流，提高可靠性、灵活性和降低成本也是其考虑的重点，并且系统在报警、记录、控制、通信等方面的自动化和智能化也将逐步完善。

1.3设计的目的及意义

科学储粮是粮食生产的一个重要环节，若管理不当，粮食发霉或生虫会造成极大浪费，而粮仓管理中最重要的问题是监测粮堆中温度和湿度的变化。

现在，我国在粮仓建设上己经实现了规范化，但是监测手段一直未能实现同步现代化。

我国许多储备粮仓每年都因测控设备的不完善而导致部分粮食霉变，许多大型储备粮仓的测控设备仍需高价进口，因此国家准备在未来的几年内对全国所有的粮仓进行翻新和改造工作，要求规范粮仓管理，实现粮仓管理现代化。

影响储粮安全的最主要因素是粮堆内的温度和湿度，因此这就要求有一种经济实用的粮仓温湿度监控系统能够及时监测粮仓温度和湿度分布，准确分析粮仓温湿度变化，并及时采取相应控制措施，使得管理人员能够方便有效地进行监控操作。

基于以上内容，我们的目的是设计一款经济、操作方便、实用的粮仓温湿度监控系统。

该系统，用单片机作为下位机，对现场的温湿度数据进行采集，同时采用PC机作为上位机，对粮仓进行实时监控。

通过RS232实现下位机与上位机的数据通信。

粮仓温湿度监控系统是通过现场的单片机检测粮库中粮食的基本温湿度情况。

利用上位机对粮仓进行监控，用户可方便地构造自己需要的数据采集系统，可以查看历史数据，优化现场作业，提高了生产效率，增强了国家粮食储备安全水平，以获得实时粮仓管理，实现自动化、智能化，为实现我国粮仓管理现代化更近了一步。

1.4设计的主要工作

该系统主要利用单片机来测量粮仓中的温度和湿度，为了完成系统功能做以下设计：

（1）根据粮仓温度、湿度的测量范围及要求，选择温湿度传感器。

（2）设计温湿度测量系统，使之具有测量、报警、设定限定值及实时显示的功能。

（3）设计基于RS232的通信系统及基于VisualBasic6.0的人机界面。

1.5本文的主要内容

本文对所设计的系统进行了介绍和总结，具体安排如下：

第一章:

引言，主要介绍了本系统的背景，研究现状，发展方向以及本设计主要内容；

第二章:

系统的软件设计，分为单片机（下位机）和VB（上位机）两大部分。

第一部分主要介绍了单片机的各个功能模块的软件设计，如温湿度传感器，A/D转换芯片，LCD1602等，第二部分主要是VB上位机的软件设计

第三章:

总结，对本次毕业设计过进行总结，并对系统的功能和存在的问题进行分析，还陈述了可行的改进方案。

第四、五、六章，分别为致谢，参考文献和附录。

第2章系统的软件设计

2.1单片机及其外围电路软件设计

2.1.1系统总体框图设计

该系统主要由以下功能块构成：

中央控制处理器STC89C52RC；

数据采集系统（包括温度传感器DS18B20，湿度传感器HIH4010），显示模块，报警电路，键盘控制系统以及上位机显示。

系统总框图如图2-1所示：

图2-1基于DS18B20和HIH4010的粮仓温湿度监测系统方框图

2.1.2主程序流程图

图2-2系统流程图

2.1.3DS18B20温度传感器

DS1820数字化温度传感器是高度集成的单总线式的，体积小、功耗低，抗干扰是它的优点。

所以本系统采用DS18B20测量粮仓温度值。

单片机的P2.4作为其控制口，与其DQ端口连接。

根据DS18B20必须严格遵守其读/写时序的特点，并且必须按照其单总线操作协议采集温度数据。

协议的流程为：

DS18B20的初始化—发送ROM操作命令—处理数据。

以下是DS18B20流程图：

图2-3DS18B20读温度流程图

2.1.4HIH4010湿度传感器

本系统的湿度传感器选用霍尼韦尔（Honeywell）公司生产的线性电压输出式集成湿度传感器HIH4010，该传感器内部包括湿敏电容和信号处理功能电路，可完成将相对湿度值变换成电容值，再将电容值转换成线性电压输出的任务．输出电压为：

（2-1）

在本系统中固定为+5V，其输出电压值与湿度测量值成正比。

当湿度传感器把测量的湿度值转换成电压信号后，送入A/D转换芯片TLC549，,将其转换为数字量后送单片机I/O口。

以下是在0℃、25℃、85℃时，HIH4010的输出电压，与