OS-II金银花烘干机控制系统的研究与设计-论文.pdf

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1、第16卷第4期铜仁学院学报Vo1．16。No．42O14年7月JournaIofTongrenUniversityJu1．2014基于pC／OS—II金银花烘干机控制系统的研究与设计高丽伟，姚凯学(贵州大学计算机科学与技术学院，贵州贵阳550025)摘要：把微处理器和温度传感器DS18B20、湿度传感器SHT10有机结合，移植实时操作系统I．tC／OS．II将多任务并行运行，采用PWM技术并利用PID控制算法实现温度、湿度的高效控制，设计实现了金银花烘干自动化控制系统。该系统具有结构简单与使用方便等优点

2、，后期研究可以将其扩展为多种药材植物以及农产品的烘干工艺控制系统，有利于节能系统的推广和应用，以及满足社会发展的需求。关键词：金银花：I．tC／OS．I1；PID算法：PWM技术中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1673—9639(2014)04．0076．051．引言送入控制系统，当温度未达到当前阶段设定值时，金银花的烘干方法的选择是花类药材实践中的启动加热，当湿度高于当前阶段设定的湿度值时打关键问题。现在农民通常采用的是粗放型的烘干方开散热风扇进行散热，同时，加热的热空气由风机式，效率低

3、，浪费资源。文章针对现阶段金银花的送入烘干机箱内，烘干后的气体经导流管流回加热烘干问题，使用单片机植入嵌入式系统，设计了金器循环利用，有利于提高产品品质。银花烘干自动化控制系统，具有结构简单，使用方排潮便等优点。文章后期研究可以将其扩展为多种药材植物以及农产品的烘干工艺控制系统，有利于节能系统的推广和应用，满足社会发展的需求。2．金银花的烘干工艺阶段式烘干工艺是一种较为先进的烘烤工艺，该工艺将烘烤过程分为多个阶段，每个阶段由一个或多个“升温十保温”过程构成。这种工艺适用范图l烘干工艺流程围较广，实用性强

4、。初期阶段主要是通过低温加热使金银花失水，慢慢变软；中期阶段主要是通过使3．硬件设计金银花大量失水，从而使金银花的颜色和外形达到系统由电源模块、微控制器模块、温湿度采集一定的要求；后期阶段主要使金银花彻底干燥⋯。烘控制模块、键盘模块、显示模块、铁电存储模块等干时的工艺流程如图1所示。几部分组成。温湿度传感器将采集的箱体内部的温湿度数据3．1．微控制器模块设计收稿H其玎：2014。06．04作简介：高丽伟(1987．)，男，硕士研究生，主要研究方向：计算机控制与嵌入式系统。姚凯学(1961．)，男，教授，

5、硕士生导师，主要研究方向：计算机控制与嵌入式系统。第4期高丽伟，姚凯学：基于gC／OS—II金银花烘干机控制系统的研究与设计77微控制器是金银花烘干机测控系统中最为核心的是DS18B20数字温度传感器，为一线制通信，简的组成部分，它是系统的管理者和执行者，是实现化了温度传感器的分布式应用，元件简单，使用方系统功能的关键。本设计采用C8051F340单片机，便。原理图如图4所示。具有与8051同样高速的CIP．51内核，峰值速度可达25MIPS，片内含有控制过程中常用的模数转换、通信接口及其他功能部件，有

6、可编程计数器阵列(PCA)、模／数转换器(ADC)、数／模转换器(DAC)、可编程数字I／O和交叉开关等【2】o本设计中单片机的整体控制原理如图2所示。区困图3电源模块电路图DB12DB22DB32图2单片机控制原理图单片机通过I／O输出端口来控制风机模块：使用PWM技术控制三相固态继电器调节电阻丝的功率，从而达到调节温度的目的；使用温湿度传感器GND2DS18b20和SHT10采集当前温湿度数据送入单片机处理，并利用PID控制算法进行调节，将误差降到图4温度采集模块电路图最低；通过CH452驱动芯片控

7、制键盘模块实现4*43．4．湿度采集模块设计矩阵键盘；通过ST7920芯片控制显示模块实现字符湿度传感器是控制系统输入数据的采集者，对精显示。度要求较高。本设计选用湿度传感器SHT10，体积3．2．电源模块设计短小，有比较精确的CRC数据冗余校验功能，输出电源模块是测控系统中最为重要的组成部分。校准之后的相对湿度值。湿度设计模块的硬件原理只有给系统中的各个芯片提供了适当、稳定的工作图如图5所示。电压，才能够保证系统正常稳定地工作。电源供电采用3．3V，而系统使用时采用的是12V电源供电，A1O2A2O2

8、故需要进行降压，把12V转换成3．3v为单片机提供A302电源。本设计选用的是输出电流较大、输出电压精度高、稳定性高、体积小的LM1117DT。原理图如图3所示。图5湿度模块电路图3．3．温度采集模块设计温度传感器是温湿度节能控制系统的重要组成3．5．键盘模块设计部分，是温度值的采集者，只有采用精确度高的传键盘芯片采用数码管显示驱动和键盘扫描控制感器才能保证采集数据的准确性。温度传感器采用芯片CH452。CH452内置64键键盘控制器，含去