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糧情測控系統(tǒng)/智能糧庫系統(tǒng)摘要:本文詳細(xì)介紹了糧倉糧情監(jiān)測儀各個模塊的設(shè)計,經(jīng)測試,實現(xiàn)了達(dá)到預(yù)期設(shè)定溫度值報警、不明目標(biāo)潛入報警的功能。本作品在整個調(diào)試過程中具有良好的穩(wěn)定性,在糧倉糧情監(jiān)測系統(tǒng)的實際使用中,效果明顯,達(dá)到了預(yù)期設(shè)計的要求。
中國論文網(wǎng) http://www.xzbu。。com/8/view-3722250.htm
關(guān)鍵詞:糧倉糧情監(jiān)測 STM32 DS18B20 單射式紅外感應(yīng)器 監(jiān)測儀詳細(xì)設(shè)計 糧情測控系統(tǒng)/智能糧庫系統(tǒng)
中圖分類號:TP29 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-9416(2012)09-0172-02
糧食儲藏是人類為了生存而采取的有效措施,因此,糧食的安全儲藏具有重要意義。設(shè)計生產(chǎn)出符合實際需要的監(jiān)測儀有良好市場前景價值。本文著重闡述監(jiān)測儀詳細(xì)設(shè)計及測試部分。
1、糧情測控系統(tǒng)/智能糧庫系統(tǒng)電源模塊
本次采用LM317作為穩(wěn)壓控制電路;LM317的輸出電壓范圍是1.2V至37V,負(fù)載電流大為1.。它的使用非常簡單,僅需兩個外接電阻來設(shè)置輸出電壓。此外它的線性調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率也比標(biāo) 準(zhǔn)的固定穩(wěn)壓器好。LM317內(nèi)置有過載保護(hù)、安全區(qū)保護(hù)等多種保護(hù)電路。輸入大電壓為30多伏,輸出電壓1.5-32V,電流為1..其中LM317有三個引腳.一個輸入一個輸出一個電壓調(diào)節(jié)。輸入引腳輸入正電壓,輸出引腳接負(fù)載,電壓調(diào)節(jié)引腳一個引腳接電阻(200左右)在輸出引腳,另一個接可調(diào)電阻(幾K)接于地.輸入和輸出引腳對地要接濾波電容。
2、糧情測控系統(tǒng)/智能糧庫系統(tǒng)溫度感應(yīng)模塊
DS18B20的主要特性:適應(yīng)電壓范圍更寬,電壓范圍:3.0~5.5V,在寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供電。*的單線接口方式,DS18B20在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊、DS18B20支持多點組網(wǎng)功能,多個DS18B20可以并聯(lián)在*的三線上,實現(xiàn)組網(wǎng)多點測溫;DS18B20在使用中不需要任何外圍元件,全部 傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi);溫范圍-55℃~+125℃,在-10~+85℃時精度為±0.5℃;可編程 的分辨率為9~12位,對應(yīng)的可分辨溫度分別為0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃,可實現(xiàn)高精度測溫;在9位分辨率時多在93.75ms內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字,12位分辨率時多在750ms內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字,速度更快;測量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號,以"一 線總線"串行傳送給CPU,同時可傳送CRC校驗碼,具有*的抗干擾糾錯能力;負(fù)壓特性:電源極性接反時,芯片不會因發(fā)熱而燒毀,但不能正常工作。
3、糧情測控系統(tǒng)/智能糧庫系統(tǒng)單射式紅外感應(yīng)模塊
單射式紅外感應(yīng)器是基于紅外線技術(shù)的自動控制產(chǎn)品,當(dāng)有人進(jìn)入感應(yīng)范圍時,傳感器探測到人體紅外光譜的變化,自動接通負(fù)載,人不離開感應(yīng)范圍,將持續(xù)接通;人離開后,延時自動關(guān)閉負(fù)載。人到燈亮,人離燈熄。這種是通過紅外線反射原理,當(dāng)人體的手或身體的某一部分在紅外線區(qū)域內(nèi),紅外線發(fā)射管發(fā)出的紅外線由于人體手或身體摭擋反射到紅外線接收管,根據(jù)這種特性,將這種信息反饋給系統(tǒng),致使報警器報警,觸摸屏顯示報警信息。當(dāng)人體的手或身體離開紅外線感應(yīng)范圍,感應(yīng)器沒有接受信號,將不會產(chǎn)生報警信息,表明情況良好。
4、糧情測控系統(tǒng)/智能糧庫系統(tǒng)報警模塊
為避免蜂鳴器在工作的過程中聲音過小,從而不能夠起到報警的真正作用,因此本次設(shè)計選擇了ULN2003APG作為聲音放大的驅(qū)動芯片,ULN2003APG的雙列16腳封裝的晶體管陣列驅(qū)動電路,當(dāng)大驅(qū)動電壓為50V時,I=500mA,Ui=5V,適用于TTL COMS電路,由達(dá)林頓管組成驅(qū)動電路。為單片雙極型大功率高速高壓大電流達(dá)林頓晶體管陣列芯片。其內(nèi)部由7組達(dá)林頓晶體管陳列和相應(yīng)的電阻網(wǎng)絡(luò)以及鉗位三極管網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成,具有同時驅(qū)動7組負(fù)載的能力。因此,采用普通蜂鳴器可實現(xiàn)報警目的。
5、糧情測控系統(tǒng)/智能糧庫系統(tǒng)STM32小系統(tǒng)設(shè)計
本系統(tǒng)采的是ST公司生產(chǎn)的STM32F103ZET6作為主要的控制芯片。該系列除新增的功能強化型外設(shè)接口外,STM32互連系列還提供與其它STM32微控制器相同的標(biāo)準(zhǔn)接口,這種外設(shè)共用性提升了整個產(chǎn)品家族的應(yīng)用靈活性,使開發(fā)人員可以在多個設(shè)計中重復(fù)使用同一個軟件。新STM32的標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)包括10個定時器、兩個12位1-Msample/s模數(shù)轉(zhuǎn)換器(交錯模式下2-Msample/s)、兩個12位數(shù)模轉(zhuǎn)換器、兩個I2C接口、五個USART接口和三個SPI端口。新產(chǎn)品外設(shè)共有12條DMA通道,還有一個CRC計算單元,像其它STM32微控制器一樣,支持96位*標(biāo)識碼。新系列微控制器還沿續(xù)了STM32產(chǎn)品家族的低電壓和節(jié)能兩大優(yōu)點。2.0V到3.6V的工作電壓范圍兼容主流的電池技術(shù),如鋰電池和鎳氫電池,封裝還設(shè)有一個電池工作模式引腳Vbat。以72MHz頻率從閃存執(zhí)行代碼,僅消耗 27mA電流。低功耗模式共有四種,可將電流消耗降至兩微安。從低功耗模式快速啟動也同樣節(jié)省電能;啟動電路使用STM32內(nèi)部生成的8MHz信號,將微控制器從停止模式喚醒用時小于6微秒。
6、糧情測控系統(tǒng)/智能糧庫系統(tǒng)軟件系統(tǒng)程序設(shè)計
糧倉糧情監(jiān)測系統(tǒng)的軟件重要任務(wù)就是對單射式紅外感應(yīng)器、溫度感應(yīng)器返回的數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆治?,把不明目?biāo)的信息、溫度變化值在液晶上顯示出來,并在同一時間蜂鳴器開始發(fā)出警報,進(jìn)而將整個信息顯示在液晶顯示屏。這樣便可提示給人們做相應(yīng)的處理,軟件流程框圖如圖5所示。
7、糧情測控系統(tǒng)/智能糧庫系統(tǒng)系統(tǒng)測試及數(shù)據(jù)分析
在測試之前,需要對電路進(jìn)行檢測,通過萬用表測試后的電壓滿足實驗要求后,打開電源開關(guān),按下系統(tǒng)板的復(fù)位鍵后,進(jìn)行界面校準(zhǔn),界面校準(zhǔn)后,選擇溫度設(shè)定,首先設(shè)置溫度為18℃,接下來可以看到溫度傳感器的五個控制點,測試時,用手捂住1號溫度感應(yīng)器,稍微過段時間后,發(fā)現(xiàn)報警器開始報警,觸摸屏上顯示1號溫度感應(yīng)器出現(xiàn)異常,表明該段區(qū)后域內(nèi)的糧食出現(xiàn)發(fā)燒情況;緊接著,可以觀察到有4對單射式紅外發(fā)射器,測試時,用手掌將其中3號紅外發(fā)射器中間位置遮擋,過段時間后報警器開始報警,觸摸屏顯示3號位置出現(xiàn)異常,表明該區(qū)域有目標(biāo)接近。這樣便能告訴人們做相應(yīng)的處理。
8、糧情測控系統(tǒng)/智能糧庫系統(tǒng)測試結(jié)果與現(xiàn)象分析
系統(tǒng)預(yù)期設(shè)定所得糧情監(jiān)測情況如下表所示。
由表可以看出當(dāng)設(shè)定溫度為18℃的常溫時,分別對5個溫度感應(yīng)器的溫度進(jìn)行控制,當(dāng)溫度高于預(yù)期設(shè)定的溫度值后,報警器開始報警。觸摸屏上顯示,該段區(qū)域的溫度預(yù)警信息。
9、糧情測控系統(tǒng)/智能糧庫系統(tǒng)結(jié)語
這個系統(tǒng)不僅實現(xiàn)了預(yù)期設(shè)定的各項要求,而且每項指標(biāo)的測試精度都超越了題目的指標(biāo)要求。
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