糧庫數(shù)字測控及智能分析系統(tǒng)的設(shè)計
隨著計算機新技術(shù)不斷地涌現(xiàn)和VLSI 設(shè)計技術(shù)的迅猛發(fā)展,計算機無論在系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)還是在性能上都發(fā)生了巨大的變化。計算機一方面向著高速、智能化的巨型機方向發(fā)展,另一方面向著嵌入式微型機的方向發(fā)展。其中,微型計算機以其性能和容量不斷提高,而價格不斷下降的趨勢,使其在社會各個領(lǐng)域乃至家庭生活中發(fā)揮著越來越大的作用。本設(shè)計是以SPCE061A 為核心的糧庫數(shù)字測控及智能分析系統(tǒng),通過開關(guān)空調(diào)、風(fēng)機、除濕機等設(shè)備來調(diào)節(jié)糧庫內(nèi)的通風(fēng)情況,在溫度濕度超過設(shè)定的范圍值時語音報警,技術(shù)先進、靈敏、穩(wěn)定可靠、智能集成化程度高,使用維護方便,能夠進行溫度濕度檢測,并對采集到的數(shù)據(jù)進行自動分析處理。
一個溫度和濕度的控制系統(tǒng),控制對象為大型糧庫,根據(jù)實際情況對其溫度和濕度進行控制,在超過設(shè)定值時語音報警,自動計算和控制空調(diào)器風(fēng)機除濕機等設(shè)備進行降溫除濕;能適時的對糧庫糧情進行數(shù)據(jù)采集并與歷史記錄比較,判斷糧食是否異常做出預(yù)警提示。要求具有較好的快速性與較小的超調(diào)。在這里,主要以糧庫的溫度檢測與控制為例來說明傳感器與單片機之間的連接以實現(xiàn)所要求的功能。
一、硬件部分
1.測量部分
采用溫度傳感器DS18B20。DS18B20 適用電壓為3V~5V, 測溫范圍廣為-55℃~125℃,精度高,在-10℃~85℃ 范圍內(nèi)是±0.5℃,另外具有無需外部元件,獨特的一線接口,電源和信號復(fù)合在一起,每個芯片唯一編碼,支持聯(lián)網(wǎng)尋址,零功耗等待等功能特點。
2.驅(qū)動控制部分
采用SPCE061A 單片機實現(xiàn),此單片機內(nèi)置8 路ADC,2 路DAC,且集成開發(fā)環(huán)境中,配有很多語音播放函數(shù),用SPCE061A 實現(xiàn)語音播放極為方便。另外,比較方便的是該芯片內(nèi)置在線仿真、編程接口,可以方便實現(xiàn)在線調(diào)試,這大大加快了系統(tǒng)的開發(fā)與調(diào)試。
3.通信部分
一般微型計算機都配備有RS-232 串行通信接口,所以在智能檢測系統(tǒng)中采用 RS-232 串行通信是一種最簡便的通信方式。RS-232C 接口使用25 針D 型轉(zhuǎn)插,定義了20 條可以同外界聯(lián)系的信號線,并對它們的功能作了具體的規(guī)定。單片機與PC 機之間的RS-232C 串行通信接口需要完成電平移位、轉(zhuǎn)換和信號反向任務(wù)。本系統(tǒng)采用的RS-232C 接口可利用單片機的串行口再加上RS-232C 接口電平轉(zhuǎn)換及驅(qū)動芯片發(fā)送和接收。
二、軟件設(shè)計
1.濕度檢測部分。根據(jù)糧食的介電特性,利用凌陽科技公司的SPCE061A 單片機的快速運算與處理數(shù)據(jù)的能力特點,設(shè)計了完整的測試方案。它具有低功耗、便于攜帶、操作方便人機界面友好等特點?梢詰(yīng)用于糧食的儲藏、加工等環(huán)節(jié)中。
(1)濕度檢測的硬件設(shè)計
數(shù)字溫度傳感器采用DALLAS 公司的單總線器件DS18B20,用于補償環(huán)境溫度對糧食內(nèi)部水分的影響,環(huán)境溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸,省去了溫度傳感器的放大處理等環(huán)節(jié),大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性,適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量。
(2)系統(tǒng)軟件設(shè)計
糧食水分測試儀是具有區(qū)域特色的產(chǎn)品,它對不同地區(qū)的糧食作物具有不同的測量基準值,因此在測試之前,需要根據(jù)不同的糧食種類,在不同的狀態(tài)下建立起標準的數(shù)據(jù)庫,這些數(shù)據(jù)可以預(yù)先存入系統(tǒng)中,也可以由用戶根據(jù)標準現(xiàn)場設(shè)定。這樣在測試時就與標準值進行比較,判斷是否合乎標準。軟件采用模塊化設(shè)計,包括初始化程序、鍵盤掃描、溫度采樣、水分采樣中斷處理、測量數(shù)據(jù)線性化和溫度漂移的補償?shù)臄?shù)據(jù)處理、語音提示等模塊。主程序負責(zé)整個系統(tǒng)的協(xié)調(diào)與控制工作,通過調(diào)用不同的模塊完成相應(yīng)的工作。
糧庫數(shù)字測控及智能分析系統(tǒng)是利用計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)及測試技術(shù)建立的軟硬件相結(jié)合平臺。該系統(tǒng)運用數(shù)字技術(shù),改變了一線一測點的模擬信號傳輸結(jié)構(gòu)并導(dǎo)入無線通訊技術(shù)在主機與分機之間實現(xiàn)無線通訊;具有儲糧物態(tài)檢測,機械通風(fēng)控制、超值報警、遠程網(wǎng)絡(luò)傳輸功能等,它代表了糧情測控的發(fā)展方向。
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