垛储机采棉温湿度自动检测系统设计与试验

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1、2015年1月农机化研究第1期垛储机采棉温湿度自动检测系统设计与试验张洪洲，刘建萍，吕彬彬，王阳(塔里木大学机械电气化工程学院，新疆阿拉尔843300)摘要:为解决当前南疆地区垛储机采棉温湿度自动检测的问题，利用电子技术和微控制技术，设计了针对垛储机采棉温湿度数据自动检测以及预警系统，实现了对待加工的机采棉的温湿度数据的自动检测和提前预警的功能，保证了垛储机采棉的良好储存状态。该系统多路温湿度传感器检测机，采集来的数据送入各自对应的微控芯片，处理后，送入主机判断是否达到预警状态，同时主机做出相应的决策，并将温湿度信息实时显示。试验结果表明，该系统对垛储机采棉温湿度的采

2、集效果良好。关键词:机采棉;温湿度;自动检测;预警中图分类号:S126;S609文献标识码:A文章编号:1003－188X(2015)01－0171－03DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2015.01.040系统的开发与研究相对较少，这就有一些相关的技术0引言问题需要解决:［1］新疆棉区是我国三大棉区之一，新疆生产建设1)机采棉的储存环境因素变化比较大。南疆地兵团棉花的种植面积占全疆棉花种植面积的50%以区晨间有露水，空气相对湿度较高，午间气温比较高，［2－3］上。近年来，随着新疆生产建设兵团农业产业结空气干燥，机采棉的回潮率高;机采棉采用垛储的方构

3、的调整，兵团区域内棉花的种植面积越来越大，棉式储存，在这样的环境因素影响下，机采棉的霉变率花的总产量年年创新高。棉花的初加工周期是2～3很高，分布具有不确定性。这就要求:温湿度的采集个月，棉花加工厂采收的待加工的机采棉都堆放在厂需多点采集，而且分布要合理，采集速度要快，非线性［4－5］处理要好。内广场上;机采棉的水杂含量很高，而且回潮率受环境影响很大［6］。由于新疆地区的特殊性气候的影2)系统所需的硬件精度要高，抗干扰能力要强，响，尤其是南疆地区地处沙漠，白天日照时间长，早晚采集的数据在传输过程中要低误码率、主机处理效果温差大;在这样的条件下，垛储机采棉的储存问题凸要

4、好，以消除大滞后环节的影响，保证采集数据的实显。时性。目前，在机采棉储存过程中，尚缺少有效、便于应针对这些问题，结合国内外现有的棉花温湿度检用的温湿度检测系统。针对这一问题，设计了垛储机测技术，开发一套适合于垛储机采棉温湿度实时检测采棉温湿度数据自动检测以及预警系统，利用电子技系统，并进行了系统优化设计与现场试验。1．2系统机构术和控制技术相结合的方法，实现了垛储机采棉的温湿度实时检测的功能。对于机采棉储存减损技术的针对垛储机采棉温湿度采集点多，数据传输距离研究以及农业信息技术的发展有很重要的意义。远的特点，提出了以电子技术和微控制技术为核心技术的机采棉温湿度自动检测

5、系统方案。该系统由温1系统分析度传感器、湿度传感器、变送器、主从单片机、ＲS485总线、显示及键盘等部分组成。图1为垛储机采棉温湿1．1系统设计依据度检测系统框图。工作时，安装在探头上传感器采集国内外许多研究人员对温湿度检测技术进行了较［4，6］该处机采棉的温湿度值，通过变送器和转换器将该处深入的研究，但对于垛储机采棉温湿度实时检测的各点温湿度数据信号送至该处的从机;从机将采集收稿日期:2014－01－29来的信号进行归一化处理，取加权平均值，再将加权基金项目:国家自然科学基金项目(11242012);塔里木大学校长基金平均值通过ＲS485总线送至主机，通过键盘输入机

6、采硕士项目(TDZKSSZD201304)棉霉变预警的温湿度阈值;主机将传输来的数据和预作者简介:张洪洲(1982－)，男，吉林农安人，讲师，硕士，(E－mail)309011160@qq．com。警阈值相比较，判断是否达到预警条件，如果达到预·171·2015年1月农机化研究第1期警条件，发出命令，控制预警装置发出警报，并且显示出霉变或有霉变趋势的机采棉位置。图1系统框图～30V;图2为温度传感器AD590的驱动电路图。2系统设计2．1硬件部分本设计的主机所要实现汇总从机发来的信息和预先设定的霉变阈值相比较，判断每个从机位置的机采棉情况。如果出现异常，主机控制警报系

7、统工作，显示屏可以利用键盘控制其翻页功能，实时显示出每个从机位置的机采棉情况。从机主要负责将采集来的温湿度信息，经处理后，送入主机。鉴于以上因素，主、从机都选用单片机STC89C516ＲD+。该款单片机具有加密性强、低功耗、速度快和精度高等特点，其核内有64kB的flash，1280B的ＲAM，16kB的ＲOM，可以满足控制的需要。图2AD590驱动电路图每个从机位置的温湿度信息检测，采用探头检显示模块要求实时显示各个从机控制的检测探头测，在每个探头的不同位置，均匀分布4个温度传感位置的温湿度以及每个探头所在位置的坐标值，通过器和4个湿度传感器，分别