仓库温湿度控制器设计

仓库温湿度控制器设计（精选4篇）

仓库温湿度控制器设计 第1篇

防潮、防霉、防腐、防爆是仓库日常工作的重要内容,是衡量仓库管理质量的重要指标,它直接影响到储备物资的使用寿命和工作可靠性。为保证日常工作的顺利进行,首要问题是加强仓库内温度与湿度的监测工作。但传统的方法是使用湿度表、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库房进行通风、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,需要一种造价低廉、使用方便且测量准确的温湿度测量仪器。

1 本系统设计方案

1.1 系统功能描述

无论是工农业生产中,还是日常生活中,对温、湿度的检测都是必不可少的。对于温、湿度的检测直接选用数字温湿度传感器,通过传感器得到的数据由单片机进行处理后,按照时序关系在显示屏上显示,也可传入PC机进行更进一步的分析处理。

1.2 主控芯片选择

采用常用STC系列51单片机STC89C52,它是STC公司生产的芯片,该芯片具有性能优异、功耗低、使用方便等特点。STC单片机增加了系统复位相应的硬件功能,内部的ISP/IAP控制寄存器ISP_CONTR便可以实现此功能,内部RAM扩展到512B与MCS-51兼容。

1.3 传感器选择

DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术,确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件,并与一个高性能8位单片机相连接。因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。每个DHT11传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式储存在OTP内存中,传感器内部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。单线制串行接口,使系统集成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗、信号传输距离可达20米以上,使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选则。产品为4针单排引脚封装,连接方便,特殊封装形式可根据用户需求而提供。

总体结构框图如图一所示,系统主要包括温、湿度信息采集,数据处理和显示部分。

系统通过传感器将温、湿度信息采集到单片机内,然后在单片机内按照一定的协议和检错机制构成帧,然后对接收的帧信息进行错误检测,判断是否有误码信息。如果没有误码,提取出数据位,计算出温、湿度值,并显示在液晶显示屏上。

2 温湿度采集系统设计

考虑到尽量降低成本和避免复杂的电路,此系统所用到的元器件均为常用的电子器件。系统中控制器通过单片机来实现,主要包括单片机与温、湿度传感器的通信,单片机对液晶屏控制。我们选用STC公司生产的有足够存储空间,采用低功耗、高性能、8K字节可编程闪烁存储器的单片机STC89C52。

2.1 温湿度传感器DHT11简介

本系统采用DHT11数字温湿度传感器,它应用专门数字模块采集技术和温湿度传感技术。测量相对湿度的范围是20-90%RH,分辨力8bit,最高精度为5%RH;测量温度的范围是0℃-50℃,分辨率为8bit℃,封装4针单排直插(如图二所示)。DHT11的供电电压为3-5.5V。传感器上电后,要等待1s以越过不稳定状态在此期间无需发送任何指令。电源引脚(VDD,GND)之间可增加一个100n F的电容,用以去耦滤波,各引脚功能如表一所示。

2.2 温湿度测量电路设计

该部分系统功能通过STC89S52单片机与DHT11连接测量温湿度值,连接时仅需要单条口线即可实现微处理器DHT11的双向通讯。在使用中不需要任何外围元件,被测温湿度通过编程可实现9~12位的数字方式串行输出,其中,相对湿度的测量范围是20-90%,测量精度为±5%RH,分辨力为8bit;温度测量范围是0℃~50℃,测量精度为±2℃,分辨力为±8bit,电路如图三所示。

2.3 温湿度传感器软件设计

数据采集软件主要实现单片机STC89C52对温湿度传感器DHT11的初始化、发送测量命令及数值的读取。下面是DHT11读命令的子程序。

//判断从机是否有低电平响应信号,如不响应则跳出,响应则向下运行

//判断从机是否发出80us的低电平响应信号是否结束

//判断从机是否发出80us的高电平,如发出则进入数据接收状态

3 单片机与液晶模块电路设计

该部分电路功能主要将传感器收集到的信息数据显示出来,该模块与单片机连接简单,只需一个8位I/O口与液晶模块的8位数据端相连,再用三位控制口分别与液晶模块的RS、R/W、EN相接。在本系统中,为了布线简单及驱动能力更强,我们用单片机的P0口接8位数据,用P2.7、P2.6、P2.5、分别接RS、R/W、E,由于P0内无上拉电阻我们还在P0口与液晶模块直接加了1kΩ的排阻,具体的连接如图四所示。

4 系统总体流程图

单片机温湿度测量主程序流程图如图五所示:

5 结束语

随着电气技术、微电子技术与计算机技术的飞速发展,仓贮系统检测、控制、管理自动化己迫在眉睫,尤其是近年来仓贮系统的容量不断扩大,传统的方式已经远远不能满足实际生产的需要,建立一种管理科学、操作简便、运行可靠的高效率控制系统己是必需。为此,研究与设计以此为核心,基于数字温度和湿度传感器的自动测试系统,对库区内每个库房中各仓位的温度及湿度的变化情况进行实时自动测试,一旦出现异常现象便于及时处理,能有效地提高事故的预见性和工作效率。

参考文献

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药品仓库的温湿度管理 第2篇

第一节． 药品仓库温湿度管理的重要性

药品（中药和西药）同其他物质一样，处于不断运动和变化之中，当其变化积累到一定的程度时，就形成药品的质变。表现为西药原料及其制品、中药材、中药饮片和中成药的品质降低，严重时则造成不能再供药用。

在使药品发生质量变化的各种外界因素中，空气的温度和湿度对药品的影响最为广泛。药品在储存中发生的质量变化，几乎都与温度和湿度有密切的关系。温湿度对药品质量变化的作用，一方面是直接的，另一方面是间接的。温度对药品能直接引起的质量变化有挥发、升华、熔化、软化、冻结、膨胀、粘连、结晶、沉淀等，（对中药引起油质分离、冲烧、皱缩、干枯、脆裂等）；温度对药品变化的间接作用有虫蛀、霉变、泛油、丧失气味、变色等。

湿度对药品能直接引起的质量变化，如潮解、溶化、稀释、水解、结块、变形、风化（对中药引起糖质分离、干枯、皱缩等）；湿度对药品的间接作用有虫蛀、霉变、变色、变味、溶解、熔化、氧化、挥发、升华、沉淀，对中药引起泛油、冲烧、油质分离、脆裂等。如不具备一定的温湿度，害虫、霉菌及其它腐生菌是不会和繁殖的。因此对储存药品的仓库实行温湿度管理是完全必要的。

仓库应根据库存药品的性能要求，采取恰当的调节与控制温度、湿度措施，从而维护药品的质量。

第二节 温度的测量及其调控

一、基本知识

温度，表示物质的冷热程度；空气温度是指空气的冷热程度，简称气温。

一日之中气温的变化，是随着日光照射的影响发生变化的。由于日光照射地面的角度的不同，地面吸收的热量也不同。当日光直射时，地面吸收的热量较多，气温就高；当日光斜射时，地面吸收热量少，气温低。因此，日出以后，气温逐渐上升，到下午两、三点钟，达到最高温度，以后逐渐降低，到日落后，地面不断散热，使气温不断下降，直到日出前达到最低温度。

我国地域辽阔，各地气温差异很大。总的来讲，我国气候的特点，是冬季南北温度差别大（北方寒冷，南方不冷），夏季南北温度差别小。温度最高的月份内陆多为7月份，沿海多 为8月份；最低内陆多为1月份，沿海多为2月份。

二、温度的测量仪器

测量温度的仪器称为温度表（计）。

一种根据物质热胀冷缩的原理，利用对热变化敏感的物质如水银或酒精等制成。另一种根据金属导体的电阻随着温度的变化而十分明显的改变的原理，以铂、铜或镍制成感温元件，另接电气测量仪表—比率计，组合成电阻温度计。

测量仪器有：

1．普通温度表：水银温度表、酒精温度表； 2．最高最低温度计； 3．自动记录温度计；

4．半导体点温度计

主要微型半导体热敏电阻元件，对温度的变化非常敏感。电阻率十分明显地随着温度的变化而变化。

三、冷藏降温的措施

（一）通风降温（常温库）

利用库内外空气温度不同而形成的气压差，使库内外空气对流，达到调节库内外温、湿度的目的。

当库内温度高于库外事，可开启门窗通风降温。在夏季，对于不易吸潮的药品，可以进行夜间通风，直到日出后，气温回升停止通风。

注意，通风要结合湿度一起考虑，因为药品往往怕热也怕潮。

（二）冷藏库（冷库）或电冰箱

制冷机

利用压缩式制冷机来制冷，并用隔热箱或房间来保持低温，可以调节制冷所需的温度，并能自动控制，不许专人管理。

（三）空调机（阴凉库）

大型阴凉库须用冷风机来调控温度，可以调节制冷所需的温度，并能自动控制，不许专人管理。

四、保温防冻措施

（一）保温库 库房四周墙壁用稻糠、锯末等隔热物质填充。仓库顶棚、门窗填充保温材料或装置。

（二）暖气库 有暖气条件在库内靠墙壁处安装暖气片。散热均匀，温度易调节，无火灾危险等优点。

第三节 湿度的测量及其控制法

一、湿度的基本知识

空气湿度是表示空气中含水蒸汽多少的程度，或空气干湿的程度，简称湿度。空气中含水蒸汽量越多，湿度就越大，反之，湿度就小。

表示空气湿度的方式：绝对湿度、相对湿度、饱和湿度。

（一）绝对湿度

是指在一定的温度下，每一立方米空气中实际含有的水蒸气的重量（g），简称水气量，常用：g/m³即密度来表示。

在通常的情况下，绝对湿度随温度的高低而发生变化。温度越高，水汽蒸发的越多，绝对湿度就越大；反之，温度越低，水汽蒸发的越少，绝对湿度就越小。

（二）饱和湿度

在一定温度下，一定体积空气中所能容纳的水蒸气是有一定限度的，当水蒸气含量达到最大限度呈现饱和状态时，这是的水蒸气湿度叫做饱和湿度。饱和湿度和绝对湿度一样，可以用单位体积中水蒸气含量克数来表示，如用g/m³，或用mb及毫米汞柱压力值来表示。

空气的饱和湿度也不是固定不变的，它随温度的高低而变化。温度越高，单位体积空气中所能容纳的水蒸气量就多，饱和湿度也越大；反之，温度越低，空气中水蒸气含量越少，饱和湿度也越小。在一定温度下，空气的饱和湿度是固定不变的。

（三）相对湿度

空气中实际含有的水蒸气量（绝对湿度）距离饱和状态（饱和湿度）程度的百分比叫做相对湿度。即在一定温度下，绝对湿度占饱和湿度的百分数。

相对湿度=绝对湿度/饱和湿度×100% 绝对湿度不足以说明空气的干湿程度，相对湿度则能正确反映空气的干湿度。相对湿度越大，表示空气越潮湿，相对湿度越小，表示空气越干燥。因为相对湿度表示湿空气距饱和状态的程度，越接近饱和状态，空气就越潮湿，相对湿度也越大；反之，湿空气距饱和状况越远，空气就越干燥，相对湿度也就越小。因此，看相对湿度的百分率大小，就可以知道空气时潮湿，还是干燥的，所以相对湿度与仓储药品的质量有很密切的关系。

空气的绝对湿度、饱和湿度、相对湿度和温度之间存在着一定的关系，温度如发生了变化，则各种湿度也随之发生变化。

在一定的温度下，绝对湿度的高低决定相对湿度的百分率的大小。因为，在一定温度下，空气饱和湿度是固定不变的。所以，绝对湿度越高，占饱和湿度的百分比越高，相对湿度必然大，反之则越小。如果空气中绝对湿度不变时，温度升高，相对湿度就必然变小；反之，温度下降，相对湿度增大。因为绝对湿度不变时，温度变化就意味着饱和湿度的变化，也就成为相对湿度大小的决定因素。温度越高，饱和湿度就越大，绝对湿度占饱和湿度的百分比就越小；反之，温度越低，饱和湿度越小，相对湿度就越大。

因此，当含有一定数量的水蒸气的空气（绝对湿度）的湿度下降到一定程度时，所含的水蒸气就会达到饱和（饱和湿度，即相对湿度100%），就开始液化，这种现象叫做结露，水蒸汽开始液化成水的温度叫露点温度（简称露点）。

如果温度继续下降到露点以下，空气中的水蒸气就会凝集在物体表面上，这种现象称为“水淞”现象，俗称“出汗”。

在仓库储存保管的工作中，有时可以看见一些表面光滑，导热较快的金属制品和包装材料，水泥地面、瓷砖，石块等有一些水珠，这就是“水淞”现象。

由此可见，温度的变化对空气的潮湿程度又很大的影响，原来比较干燥的空气，如温度逐渐降低，则空气就会变得越来越潮；反之，原来比较潮湿的空气，如温度越来越高，则空气就会变得越来越干燥。

当地的夏季沿海受东南风的影响，相对湿度普遍增至80%左右（大于75%），冬季，由于温度较低相对湿度较低。

二、湿度的测量仪器

（一）干湿球温度表（干湿温度表）

是最常用的湿度测量仪器。系由两支温度表平行的钉在刻有度数的木板上，右边温度计下端的球体部分用纱布包裹，并将纱布浸在盛有蒸馏水或冷开水的水玻璃容器中，由于纱布吸水使温度表保持湿润，称为湿球；另一只温度表为干球。因湿球上水分的蒸发需要吸收热量，所以湿球的示度常比干球低，空气愈干燥，纱布上的水分蒸发的愈快，湿球的示度下降的愈多，只有空气中的水蒸气达到饱和状态时，纱布上的水分不再蒸发，湿球与干球湿度相差很小或完全相同，根据这一原理，利用干球与湿球的湿度差，由相对湿度表就能查出当时的相对湿度。

（二）毛发湿度计

根据毛发吸收水分时伸长，而干燥时收缩的特性制成。需定期检查、校正。

（三）自记湿度计

（四）DS-87电脑型温湿度巡测仪

三、干湿度表的放置、管理和使用

（一）库内应根据库房面积的大小，设置温湿度表。以便全面掌握库内温湿度的变化情 况。悬挂的地方要选择不要靠近仓库门窗而空气又能适当流通的地方，不要挂在或放置在墙上或墙角处，避免阳光直接照射，其高度可以人的视力平视为准，一般以1.5m为宜。

（二）库内温湿度观测与记录时间，一般是上午、下午各一次。

四、湿度的控制方法

（一）降湿防潮

在阴雨季节，药品库房往往需要采取空气降湿的措施，保持库内的相对湿度控制在60%～75%之内。

目前，库房对湿度的调节和控制，主要采取通风、密闭和吸潮相结合的方法。在考虑采用降湿方法之前，首先要设法减少潮湿的来源，可以从下述几方面着手：

⑴减少渗透风量； ⑵减少通风量；

⑶减少围护结构传入的湿量；

⑷减少敞开水面的散湿量，擦洗地面不用水冲等。

空气中湿度调节的方法很多，各有特点，选择简便易行的几种方法分述如下： 1．通风降湿法

系较经济、简单、易收效的方法。利用空气自然流动的作用，促使库内外空气加快对流，以达到降湿的目的。自然通风必然是天气晴朗，空气干燥，才能采用；在梅雨季节或阴雨连绵，室外空气含湿量高时，则不宜采用。春秋安排在8～11时，夏季安排在7～10时。

只有当库外绝对湿度低于库内时，才可开启门窗进行通风；反之，则应紧闭门窗，不能通风。

夏季室外温度很高，应当在一天内选择室外含湿量较小的时间通风，室外含湿量较大时，停止通风。此法简便易行，必要时与吸湿剂合用效果更好。

2．密封防潮法

隔绝外界空气中潮气的侵入，避免或减少空气中水分对药品的影响，以达到防潮的目的。密封

在一定的范围内，利用导热性差，隔热性佳或不透性的材料，采取适当的形式，将药品与外界隔离，尽可能封闭，以免受外界影响，处于较恒定的温、湿度环境中，以达到安全储存的目的。起到防潮、防热、防冻作用，防止质变。

3．吸潮降湿法

当库内外湿度很高，以致不能利用通风降湿，可以利用吸湿剂，吸收空气中多余的水分，以达到降湿的目的。

常用的吸湿剂： ⑴生石灰 吸水率可达自身重量20%～30%，使用时用木箱或纸箱等盛装。优点：价廉易得，缺点吸水后发热，库温升高，粉尘飞扬，不清洁，无法再生。

⑵氯化钙 无水氯化钙吸水率大于150%，工业氯化钙吸水率大于100%。优点降湿效能较强，来源丰富，价格不高，再生还原，重复使用。缺点对容器有腐蚀性。

⑶硅胶

吸水率为自身重的30%。用于精密仪器，贵重器械保管。硅胶吸水后，外观无变化，常在制造过程中加入氯化钴，在无水状态是蓝色，吸水后成为粉红色，根据颜色的变化，可以判断其吸水的程度如何。当为粉红色时已达到饱和状态，可置于烘干箱内干燥（在120℃～150℃下烘烤1～2小时）使之再生，变成蓝色，如此可反复使用。加热时为防止因急剧加热破碎，应逐渐升温。

⑷其他 如活性炭、炉灰、稻糠等。4．降湿机（除湿机）

采用机械冷冻的方法，凝结空气中的水蒸气，以降低空气中的湿度。可在温度17～35℃，湿度50～90%条件下使用。

（二）提高湿度的方法： ⑴在库地面上用喷壶洒水； ⑵可以采用压缩喷雾器装水喷雾；

仓库温湿度控制器设计 第3篇

关键词：猪舍；温湿度；自动控制；AT89C2051；DS18B20；HM1500

中图分类号：S828.46文献标识码：A文章编号：1674-0432（2011）-03-0253-3

0 引言

长期以来，我国养猪多采用小农经济饲养模式进行[1,2]；改革开放以来，我国养猪方式发生了巨大的变化，良种繁育、饲料加工与供应、疫病防治和加工流通体系的建设已有了相当的规模。然而，与发达国家相比，从养猪生产水平来看，我们仍存在许多问题。首要的问题就是饲养周期长、出栏率低。我国生猪出栏率略高于发展中国家水平，远低于英国、荷兰、德国和美国；在屠宰胴体重上美国为125kg，加拿大为115kg，台湾为120kg，意大利为160kg，我国为110kg。另外在日增重、料肉比等方面也存在较大差距。我国养猪业的科技成果转化率仅为40%左右。而依靠科技进步提高养猪生产水平、降低成本、提高经济效益是发展我国养猪业的根本途径。

猪生长发育的潜力是由遗传决定的[3]，而环境则决定了这种遗传潜力能在多大程度上反映出来。再好的良种如果没有适宜的环境条件，其遗传优势也不能得到充分发挥，生长速度和出栏率自然就低（见表1 猪日增重与环境温度的关系）。基于这种情况，采用工程技术措施为规模化养猪创造适宜的生长条件是十分必要的。

表1 猪日增重与环境温度的关系

1 系统的硬件构成与设计

1.1 系统设计的总体思路

猪舍温湿度自动控制系统中，上位机选用微型通用计算机即可。它是整个控制系统的重要组成部分，利用良好的用户界面显示传感器采集的温湿度信息，进行一些较复杂的数据运算和存储，并且向单片机发出控制指令。电源模块向各个器件提供电源。单片机（MCU）负责现场高速数据采集。传感器采集的温湿度信号经过开关量I/O通道和A/D通道，配以复位和时钟电路的定时、计数功能，通过串行通信口向上位机传送单片机的工作状态及相关数据；同时从上位机接收指令，向锅炉、风机、湿帘、风车等设备发出控制命令，使这些设备自动投入或退出运行，从而将温湿度控制在预先设定的范围内，实现上位机对自动控制系统的管理，最终为猪群创造一个舒适的生长环境，达到提高出栏率、增加经济效益的目的。控制系统的框图如图1所示。

图 1 自动控制系统的框图

Fig1．Structure of automatic control system

1.2 系统的硬件设计

系统的硬件原理图如图2所示。图中简要的標示了温度传感器DS18B20和湿度传感器HM1500的引脚接线。

图 2 温湿度采集系统的电路原理图

Fig2．Schematics of temperature-humidity sensor gathering system

1.2.1 温度测量 单总线数字式温度传感器DS18B20[3,4,5]与微处理器连接仅需一条口线而实现双向通信。它只有三个引脚：电源Vcc、地线GND和数据线DQ。供电方式有两种：外部供电和寄生方式供电，这里选用后者。其测温范围为-5～+125℃；分辨率最高达0.0625℃。此外，每个DS18B20都分配了唯一的64位序列码，允许多个DS18B20工作在同一条总线上，减少了系统与传感器之间的接口。其内部结构除64位ROM，还有配置寄存器、温度传感器和非易失性温度报警触发器TH和TL。

89C2051的数据线DQ接P1.0口，该口先发出一个复位脉冲，DS18B20复位后向AT89C2051发出一个回应脉冲。AT89C2051接到回应脉冲后发送读DS18B20序列号的读ROM命令，读取各个DS18B20的序列号。然后A/D转化模块对采集的温度信号进行转换。当温度转换完成后， AT89C2051发出指令使DS18B20完成温度信息数据的转换和读取。典型的总线命令顺序为：初始化；ROM命令；功能命令。

1.2.2 湿度测量 HM1500是线性电压输出式集成湿度传感器[6]，它由湿敏电容HS1101设计制造，封装产品有三根引出线：蓝色—接电源；白色—接地；黄色—接输出。其测量范围在5-99%之间（相对湿度），分辨率达3%；工作环境温度为-30℃～+60℃；工作湿度范围为0-100%（相对湿度）；工作电压为5V，这里采用外部供电方式。

HM1500的测湿原理是由于以HS1101为核心制成的电容器件的感湿膜吸附和释放水分子，使介电常数发生变化，从而改变元件的电容量。其输出电压U0与相对湿度之间的关系可以用最小二乘法求得：

U0=1.1711+0.02377HR （a）

除了影响湿敏电容的迟滞特性，温度同样也直接影响显示值。这里采用测试和多元非线性拟合各温度条件下的特性曲线求出温度校准方程。HM1500的补偿方程为：

U= U0×10-3（39.1-0.056Ta）-38.5 （b）

在上式中，（b）可直接用于软件补偿，而（a）则是利用电路补偿得到的输出电压与相对湿度的关系。

2 系统的软件设计

单片机的软件开发工具有汇编语言和C语言，目前单片机软件开发的趋势是用C语言编写程序。软件系统利用传感器、计算机技术和检测技术对猪舍环境进行监测，实施基于适合猪群生长、肥育的最佳温湿度的自动数据采集，保证对猪舍卫生环境的控制。系统的流程图如图3所示。

主程序是控制和管理的核心，系统上电后对其定时器初始化并进行中断处理操作。当系统正常运转后进行温湿度自动检测及定时处理等操作。

子程序包括电源驱动，键盘输入，对DS18B20和HM1500的读、写以及显示，A/D转换。下面是通过分配单片机的内存，读出经过转换后的DS18B20采集的温度值的程序。

AT89C2051内存分配情况：

TEMPER_LEQU29H ；用于保存读出温度的低8位

TEMPER_HEQU28H；用于保存读出温度的高8位

FLAG1 EQU38H；是否检测到DS18B20标志位

A_BIT EQU20H；数码管个位数存放内存位置

B_BIT EQU21H；数码管十位数存放内存位置

因为12位转化时每一位的精度为0.0625℃，我们不要求显示小数所以可以丢弃29H的低4位；将28H中的低4位移入29H中的高4位,这样获得一个新字节,这个字节就是实际测得的温度值。

读出转换后的温度值的程序：

GET_TEMPER: SETB P1.0

LCALLINIT_1820 ；复位DS18B20

JB FLAG1，TSS2

RET；判断DS1820是否存在，若不存在则返回

TSS2：MOVA，#0CCH ；跳过ROM匹配

LCALL WRITE_1820

MOVA，#44H；发出温度转换命令

LCALLWRITE_1820；通过调用显示子程序实现延时一段时间，等待AD转换结束

LCALLDISPLAY

LCALLINIT_1820 ；读温度前先复位

MOVA，#0CCH ；跳过ROM匹配

LCALLWRITE_1820

MOVA，#0BEH ；发出读温度命令

LCALLWRITE_1820

LCALLREAD_18200 ；保存读出的温度数据保存

RET

图 3自动控制系统的流程图

Fig3．Flowchart of automatic control system

3 结束语

随着养猪业规模化、机械化、精细化的不断发展，养殖场对生产的组织管理提出了更高的要求，目前的环境控制设备还不能满足人们的要求。智能化、网络化、高可靠性的环境监测和调控设备是今后发展的必然选择。

一方面，环境控制设备要向更加精确化、数字化、标准化的方向发展；另一方面，伴随网络技术的快速发展，影响养殖效果的因素，如季节、环境、品种的不断变化，专家控制系统的引入是必要的。这种控制系统方式既体现了特定品种的猪群生长发育的内在规律，发挥了畜牧专家在畜牧生产中的指导作用，又充分利用了计算机的优势，使系统的监测和控制方便、有效。从而有效减轻猪场工作人员的负担，降低养殖难度，改善养殖效果。

參考文献

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作者简介：赵扬帆（1985-），男，湖北郧县人，云南农业大学工程技术学院在读硕士研究生，研究方向：微型计算机控制、机电一体化。

仓库温湿度控制器设计 第4篇

仓库是用来存放商品的重要场所,而防潮、防霉、防腐、防燃是仓库管理中非常重要的日常工作内容,是检查仓库管理质量的重要标准。仓库环境保持的好坏会直接影响储备物资的耐用寿命和工作可靠性。在日常工作内容上,要保持仓库环境中各项参数的恒定,首要解决的问题是能够实时监测仓库内的温湿度参数。传统技术手段下,仓库环境监测工作由仓库保管员具体负责,存在占用人力资源多、成本高、工作量大、效率低下等弊端。本文基于单片机和PLC设计了一种仓库温湿度调节系统。

1仓库温湿度调节系统的结构

仓库温湿度调节系统是由温度和湿度传感器检测仓库中的温度与湿度,通过 A/D 转换将采集的数据送入到单片机中,并通过 LED 显示温度与湿度。当温度与湿度超过设定的值时开始报警,人们可以及时地通过外界的条件去改变仓库中的温湿度,从而使仓库中的温度与湿度保持在一个良好的环境中。

仓库温湿度调节系统结构框图如图1所示。主要包括上位机系统、串行LED显示、报警电路、单片机、温度检测、湿度检测、信号采集通道、温度控制系统和湿度控制系统。其中,单片机采用了性价比很高的AT89C52,PLC采用了三菱公司的FX1N系列的48MR,湿度传感器采用了HS1100/HS1101 电容传感器,温度传感器采用了AD590。

2湿度检测电路设计

HS1100/HS1101电容传感器,如果使用普通的电子电路实现,则等效于一个电容器件,但不同的是电容量会随着所测空气湿度的增大而增大。有了这一特性,就可以使用它来测量周围空气的湿度,之后将相应的电容值转化为湿度值。将其电容的变化量转变为人们可以理解、计算机能够使用的形式有两种方法:①将HS1100/HS1101置于桥式振荡电路(由电阻和电容组成的电路)中, 所输出的正弦波电压信号经整流、放大、A/D 转换后,变为数字信号;②将HS1100/HS1101置于555 振荡电路中,将电容值的变化转为与之成反比的电压频率信号,可直接被电子设备所采集转换。湿度检测电路如图2所示。

3温度检测电路设计

温度检测元件AD590用于测量热力学温度的基本应用电路如图3所示。流过AD590的电流与其自身所处环境的热力学温度成正比,而且当电阻R1和电位器R2的电阻之和为1 kΩ时,输出电压U0随温度的变化量为1 mV/K。但由于AD590的增益随着周围环境的不同会有所偏差,而且不同电阻的阻值也有偏差,因此在实际使用时要对电路进行校正。校正的方法是:把AD590放于冰水混合物中,调整电位器R2,使 U0=273.2+25=298.2 mV。但这样调整只适用于0 ℃或25 ℃附近。

4信号采集通道设计

本文所设计的系统中,温度输入信号为8路的模拟信号,对湿度的检测也需要大量采集点,所以需要多路信号采集通道的支持。基于实际的应用情况,采用多路分时的模拟量输入通道作为信号采集通道。这种结构的信号采集通道特点为: ①对ADC、S/H 要求高; ② 处理速度慢; ③硬件简单,成本低; ④ 软件比较复杂。信号采集通道结构框图如图4 所示。

5系统软件设计

系统软件主程序的设计应考虑以下问题:①温湿度的LED显示;②温湿度数据的采集,非正常数据的滤波;③参数超过阀值时的报警和处理;④温湿度参数的标度转换。通常,符合上述功能的温度控制程序由主程序和T0中断服务程序两部分组成。这里所需要注意的是标度变换,标度变换的目的是要把实际采样的二进制值转换成BCD 形式的温度值,然后存放到显示缓冲区34H-3BH。对一般线性仪表来说,标度变换公式为:

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其中:Ax为实际测量值;A0为一次测量仪表的下限;Am为一次测量仪表的上限;N0为仪表下限所对应的数字量;Nm为仪表上限所对应的数字量;Nx为测量所得数字量。

系统软件处理流程如图5所示。系统上电时首先要进行各设备的初始化,特别是对PLC程序的写入,以及温度和湿度传感器的配置写入,之后通过信号采集通道进行仓库环境温湿度的采集。当温湿度超过事先设定好的阀值时,会触发报警电路进行报警,之后随即开启温度和湿度控制系统,进行仓库温湿度的调节;无论采集到的温湿度数据是否超过阀值,都要通过LED屏幕进行显示。

6结论

该温湿度检测器的设计精巧,功能完善,能够对最多高达8路的环境进行检测,对仓库的应用环境来说具有很大的实用性。在对温度进行测量时采用的是AD590,它非常适合于实际中相对恶劣环境下的使用,不但工作环境面大,条件要求简单,而且抗干扰能力强,数据最远传输达百米以上。总体来说,系统不但实用性较强,而且稳定性和耐久度都非常好。

摘要：介绍了一种仓库温湿度调节系统。采用AT89C52为控制核心,通过AD590采集温度数据,HS1100/1101采集湿度数据,并可以进行LED显示及报警;当温湿度超过阀值时,自动启动温湿度控制系统,进行温湿度调节。整个系统的数据采集实时性好,故障恢复速度快。

关键词：PLC,仓库,温度,湿度,调节系统

参考文献

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