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摘 要
经过二十多年来的科学技术发展，国内大多数的粮库都已经实现了计算机粮情检测系统，并取得了一定的效益。但从具体的应用情况来看，或多或少的存在一些问题，例如：检测的对象比较简单、检测的自动化程度较底，没有建立一个完善的自动检测模型、检测数据的利用率不高，不能很好的提供决策模型、还有就是测控系统的关键硬件平台大多为独家生产，直接导致使用率低下，维护不便，升级不易。
本系统采用AT89C51进行控制。有上位机进行数据传送功能，通过对信号的检测把它传送给转换器检测温度。利用MAX7219控制显示电路，可分时显示温度、检测虫害、报警功能。本文介绍了该装置的功能、硬件、结构及软件流程图的设计。
总之，通过MCS—51控制系统基本完成了测温、上位机数据传送、虫害检测、报警时钟日历显示、打印输出、报警等功能，达到了对粮情巡回检测的目的。本系统使用起来效果良好，提高了工作效率，减轻了劳动人员的劳动强度。系统性能良好、稳定性强、数据准确，为科学保粮提供了可靠的温度数据信息。以此分析粮情，对有问题的粮堆及时采取科学手段进行处理，避免了损失。
关键字：单片机、A/D转换、温度传感器、虫害检测
The Application Basing on Single-Chip in Food Storage Electronics
Abstract
Science technique that develop through more than 20 in the last years, the most food in food warehouse all have measure to control system, obtaining the certain performance. But there are many or little easy below the shortage of several aspects.
Firstly, it is to monitors the object usually compare the one, Secondly, there is an automation to monitors degree low, did not establish a perfect monitors automatically mathematics model. Thirdly, it is the utilization of the examination data not high, and so on.
This system adopts the AT89C51 proceeds in the control. Pass to deliver it to measure the conversing machine the temperature to the examination of the signal. Use the MAX7219 control manifestation electric circuit, can divide manifestation temperature, insect pest function, this text introduced the function, hardware, construction of that device and the design of its software flow charts.
Finally, pass the MCS_51 system controls are basic to completed to measure the temperature, examine the insect pest and report to the police the request of the ect. Function, coming to a cruise the purpose that return to examination to the food warehouse temperature.
Key words: Single-Chip, A/D conversion, temperature sensor, insect pest examination.
第一章 总 述.... 1
1.1 粮情自动检测及控制系统现状... 1
1.2 工艺要求... 2
第二章 方案论证.... 3
2.1 单片机的比较... 3
2.2 传感器的比较... 7
第三章 传感器的选择与设计.... 11
3.1 温度传感器... 11
3.2 虫害检测传感器... 14
第四章 数据采集、A/D转换电路的设计.... 17
4.1 ICL7135工作原理、结构及应用特性... 17
4.2 ICL7135外部应用特征... 18
4.3 与单片机系统的串行连接... 21
第五章 I/O接口扩展电路.... 22
5.1 I/O口扩展概述... 22
5.2 8155接口扩展电路... 22
5.3 接口扩展电路... 25
第六章键盘、显示电路的设计.... 27
6.1 显示电路的设计... 27
6.2 键盘... 30
第七章 通风控制电路的设计.... 31
第八章 其他电路的设计.... 33
8.1 时钟、日历电路的设计... 33
8.2 直流电压变换器ICL7660. 36
8.3 报警电路... 36
8.4 输出打印... 37
8.5 远程通讯... 37
8.6 看门狗电路... 38
第九章 软件程序设计.... 40
第十章 结束语.... 45
附录A 程序清单.... 48
附录B 硬件图.... 62
第一章 总 述
粮食的存储是关系到国计民生的大事情，存储是极其重要的环节。尤其在我国北方大、中型粮库的粮食保管中，粮库中粮食的温度变化是影响粮食质量的重要参数之一。因此及时掌握粮库中粮食的温度变化情况是至关重要的。过去由于各种因素影响和技术水平的落后，粮食超温导致霉烂变质的现象时有发生，给国家带来很大的经济损失。粮食测温技术的研究始于20世纪70年代，到20世纪90年代国际机械化骨干粮库和世行贷款改善中国粮食流通项目的建设为测温技术的发展打下了良好的基础，特别是1998年以来连续450亿吨国家粮食储备库的建设更是为粮情检测控制技术的发展创造了前所未有的机遇。
1.1 粮情自动检测及控制系统现状
目前粮情自动检测及控制系统以具备粮食温湿度检测、虫害自动检测、超温报警、自动生成各种报表、自动存储历史数据并据此自动生成粮食温度变化曲线等众多功能。尽管如此，粮情自动检测及控制系统依然存在很多不足和待改进之处。
（1） 由于整个系统为模拟信号传输方式，抗干扰能力差、工作不稳定、系统精度较底。
（2） 仓内分线器的密封多采用流动性差的热溶胶，对分线器内线路板和电子元器件密封不严，以至于使用一段时间后分线器会腐蚀。
（3） 仓内通讯电缆普遍采用铜心镀镍线，但安装是接线端头密封处理不严受到腐蚀，导致分机与分线器的通讯异常。分机、分线器金属外科和通讯电缆的屏蔽层相互间未能连接成良好的电气通路，且防雷接地电阻大多达不到≤4Q的要求，防雷击效果不好。
（4） 测温电缆内传感器与镀镍导线的焊接在电缆制造过程中有些损伤后在运输、安装和使用过程中随着电缆的卷曲、盘绕和摆动被折段，形成各别传感器无信号；立筒仓和浅圆仓的测温电缆还经常由于出粮时产生的摩擦里而脱皮或拉断。
（5） 测控软件的设计也有缺陷，对软件的主要功能和性能指标为作具体或量化的要求‘对软件的接口为作全面的定义，导致目前多数系统应用软件功能不统一，系统的使用和操作不规范。
1.2 工艺要求
一、系统技术参数：
1． 系统设计符合国家粮食储备局《粮情电子检测分析控制系统技术规程》；
2． 传感器布点以房式仓20×3层设计；
3． 测温范围-30℃～+50℃；
4． 测温误差〈±1.0℃，温度重复误差〈±0.2℃；
5． 温度显示分辨率0.1℃，同时显示仓、组、号；
6． 系统采用单片机实现巡回检测，检测速度≥30点/秒；
7． 具有数据、日历、时钟实时显示、输出打印、越限报警、虫害检测、远程通讯及通风控制等功能。
二、实现的功能：
1． 分时显示：该设置可按要求完成温度显示，并可以显示检测时粮仓某一点的温度；按下按键3可对虫害诱捕的数目进行显示；按下按键4即显示日历。
2． 打印功能：在对测得的数据要求保留时，即可开启打印设备，打印数据以便日后分析研究。
3． 虫害检测：通过光电传感器，诱引虫害进入，漏下一个小虫，系统给一个脉冲，计下一个数值。
4． 温度巡检功能：对所有布点进行巡回检测。可在任意点停下查询结果，然后继续下一点的检测。巡检时也可以进行选点检测。
5． 机械通风：在温度超出限定值时，系统自动实施机械通风，达到安全储粮的目的。
6． 通讯功能：本系统连接了上位机，可时时与主机联系，以便中央系统了解每一个粮仓、每个检测点各项指标是否合格。
三、适用范围
本系统使用于中小型粮仓，粮食仓储容量大约在250～2500公斤的系统。能够检测分析各类原粮及非粉类粮食成品。
四、系统组成
微型计算机、A/D转换器、显示器、键盘、传感器、通风设备、虫害检测打印等组成。
