粮库监控系统设计和测试

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1、粮库监控系统设计和测试　　摘要：本论文主要设计一个粮库粮情监控系统，整个系统可以分为电源电路模块、温度传感器模块、单光束反射式红外光电传感器模块、数字显示模块、无线传输模块、控制芯片模块、报警模块与软件程序模块，并对各模块选用上进行了充分论证。基于该粮情监控系统，我们对其进行了系统测试与数据分析，并通过实验获得的数据论证了该粮库粮情监控系统的可靠性。关键词：粮库监控温度传感器模块红外光电传感器模块控制芯片模块测试中图分类号：TP277文献标识码：A文章编号：1672-3791（2013）07（b）-0032-028粮食是人类的生存来源，是国民经济的基础。粮食安全储藏对于国计民

2、生与社会稳定来说有着极其重要的现实意义。为了及时了解粮库中粮食的储备状况，以及对粮食储存状况进行管理和监控，相关工作和管理人员需要定时对检查粮库中剩余粮食的各项指标（例如：温度、湿度等等），以防止因为外界因素而导致粮食霉变的情况发生。利用分布在粮库中的不同传感器，现代粮食粮情监控系统可以有效对粮库的各项指标以及粮食的有关物理参数进行监控，并对获取的数据进行储存，同时根据设置的报警系统，进行分析，提醒管理人员采取相应措施。该监控系统不仅节省了粮库管理人员的手工作业，同时可以了对粮情数据进行有效的管理，确保了粮库粮食的安全储存。1电源电路模块电源电路是指提供给用电设备电力供应的电

3、源部分的电路设计，使用的电路形式和特点。一般选择稳压电源电路，在电源的选用上需要满足能够稳定、持续输出电能，且电路简单易控制。目前较为普遍采用的有开关电源稳压器、LM25763A开关型降压稳压器与LM317三端可调稳压器。其中开关电源稳压器一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成，为目前主导产品，但缺点是电源电路较为复杂，不易控制，调试耗时长；LM25763A开关型降压稳压器虽然能够输出多种稳定电压，且具备良好的线性与负载调整能力，但其电路系统也较为复杂。相对前两种方案而言LM317三端可调稳压器使用非常简单，仅需两个外接电阻来设置输出电压。此外它的线性调整率和

4、负载调整率也比标准的固定稳压器好，内置设有过载保护、安全区保护等多种保护电路。通常情况LM317三端可调稳压器不需要外接电容，除非输入滤波电容到LM317三端可调稳压器输入端的连线超过1508mm。另外LM317三端可调稳压器还有许多特殊的用法，比如把调整端悬浮到一个较高的电压上，可以用来调节高达数百伏的电压，只要输入输出压差不超过LM317三端可调稳压器的极限就行（注意避免输出端短路），还可以把调整端接到一个可编程电压上，实现可编程的电源输出，因此较为适宜用于本粮库粮情监控系统。2温度传感器模块结合目前应用最实用最广泛的温度传感器，我们选用DS18B20作为本次粮仓监控系统

5、的数字温度测量芯片，它的特点具有独特的单线接口方式，只需一个接口引脚即可通信，每一个DS18B20芯片都有一个唯一的64位ROM序列码，在使用中不需要任何外围元件，可用数据线供电，电压范围：+3.0V+5.5V，测温范围：-55℃～+125℃。在-10℃～+85℃范围内精度为+0.5℃，分辨率为0.0625℃，通过编程可实现9～12位的数字读数方式。温度转换成12位数字信号所需时间最长为750ms，而在9位分辩模式工作时仅需93.75ms，用户可自设定非易失性的报警上下限值，告警搜索命令可识别和定位那些超过报警限值的DS18B20芯片，多个DS18B20芯片可以并联在惟一的三

6、线上，实现多点测温。当电源极性接反时，DS18B20芯片不会因发热而烧毁，而只是不能正常工作；封装后的DS18B20芯片可用于多种温度监控场合，且耐磨耐碰，体积小，封装形状可以多样化，使用方便，适用于各种空间设备数字测温和控制领域。3单光束反射式红外光电传感器模块8光电传感器其原理是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的。光电传感器一般有三部分构成，它们分为：发送器、接收器和检测电路。在这要强调的是检测放大电路是整个系统的眼睛，产品的灵敏度高低，性能得好坏与放大电路直接相关。因此一定要处理好检测放大电路。对于信号的接收，由于主要是检测人的到访情况，故本次设计采用单光

7、束反射式红外光电传感器。其工作原理是当有人入侵时，传感器接收端就可以接收到红外信号，引起相应电平变化；当没有人时，传感器得接R3收端就不能接收到信号，就不能检测到盗情。单光束反射式红外光电传感器的特点具有信号输出指示、单路信号输出、反射距离可精调，其检测有效距离为4～130mm，采用此系列的红外传感器足够粮仓监控系统的设计。目前使用较多的有ST178、ST188等光电传感器，其特点都在于体积小、灵敏，可以根据粮库具体面积选用响应距离不同的光电传感器。4报警模块为了避免粮库在噪声过大的时候报警声音过小，影