第36卷 第05期数字技术与应用第 36 卷 数字技术与应用 www.szjsyyy.com2018年 5月Digital Technology &ApplicationVol.36 No.5May 2018数控技术DOI:10.19695/j.cnki.cn12-1369.2018.05.05仓库温湿度控制系统设计与实现许燕萍 周一斐(江苏农林职业技术学院,江苏镇江 212400)摘要:本设计基于STCC52RC单片机,采用DHT11作为温湿度传感器,LCD1602液晶屏进行显示,同时将其与设定值进行对比,如果超出上下限,将进行报警并启动温湿度调节设备。此外,还可以通过式键盘对设定的温湿度进行修改。通过设计系统原理图、并做出了实物,证明了该系统的可行性。关键词:单片机；仓库；温湿度中图分类号:TN929.5文献标识码:A文章编号:1007-9416(2018)05-0010-03温度和湿度的控制是物资储备仓库管理中极其重要的环节。无论是在国家仓储还是在企业仓储的相关管理规定中,温湿度的控制都是其中最为重要的一章,而针对不同性质不同储备的仓库,其对仓库的最高最低温度、最高最低湿度以及最佳温度湿度都有相当严格的要求。在传统的仓储管理系统中,其温度和湿度的控制基本是利用人工操作来进行的,随着计算机技术以及现代传感技术的发展,目前在仓储管理中的温湿度控制引入智能化、计算机化和全自动化的手段已经是势在必行的。(6)可以通过键盘电路修改上下限;(7)在温湿度超过设定值时,有报警声;(8)温湿度超限时能够启动温湿度调节设备进行调节。1.2 总体方案设计本设计基于STCC52单片机,主要实现以下几个功能:对温湿度的采集、信号处理和显示、设定温湿度正常范围、声音报警、对环境温湿度的控制。系统的总体框图如图1所示,从图1中可以看出系统主要包括以下几个部分:温湿度采集模块、蜂鸣器报警电路、显示电路模块、键盘输入模块、继电器控制电路。1 系统总体设计1.1 系统功能与系统指标仓库温湿度控制系统,要能够及时、准确地对仓库内的温度、湿度进行采集,将其显示在LCD1602液晶显示器上,然后与设定的上下限值进行比较,如果超出则启动温度、湿度控制设备,并通过蜂鸣器报警,直到温湿度回到规定的范围。另外,还要能够通过按键修改设定的上下限。为了能够满足农业生产的需要,此次设计要达到以下指标:(1)温度采集范围为0～99℃;(2)温度测量误差:±1℃;(3)能显示当前的仓库温度和设定温度;(4)湿度测量误差:±5%RH;(5)测湿范围:0～100%RH;2 系统硬件电路设计本设计控制器选择STCC52RC,完成数据的采集、存储、显示、处理、报警灯功能。温湿度采集采用DHT11传感器,通过在当前环境下检测到的温湿度值传递给单片机完成数据的分析,为了使采集到的数据稳定可靠,每间隔2秒采集一次数据传递给单片机。数据显示模块采用1602液晶显示器,温湿度设定值输入采用按键。2.1 传感器电路的设计温湿度传感器采用DHT11,它包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件,具有很高的可靠性和长期使用的稳定性,有专用的温湿度传感技术和数字模块采集的技术,是温湿度复合传感器,响应快,抗干扰能力强,性价比高,体积小,功耗低,应用广泛, DHT11为4针单排引脚封装,连接方便。图1 系统总体框图收稿日期:2018-04-19作者简介:许燕萍(1981—),女,江苏句容人,硕士研究生,讲师,研究方向:自动控制。10许燕萍 周一斐：仓库温湿度控制系统设计与实现2018年第 05 期图2 继电器接口电路图3 程序总体结构STCC52RC单片机的P2.0引脚接DHT11的DATA引脚,DATA用于微处理器与DHT11之间的通讯和同步,采用单总线数据格式,一次通讯时间4ms左右,一次完整的数据传输为40bit,高位先出。数据格式:8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bit温度整数数据+8bit温度小数数据+8bit校验和。MCU发送一次开始信号后,DHT11从低功耗模式转换到高速模式,等待主机开始信号结束后,DHT11发送响应信号,送出40bit的数据,并触发一次信号采集,用户可选择读取部分数据,从模式下,DHT11接收到开始信号触发一次温湿度采集,如果没有接收到主机发送开始信号,DHT11不会主动进行温湿度采集,采集数据后转换到低速模式。值得注意的是,手动焊接时,在最高260℃的温度条件下接触时间少于10秒。图4 实物图号,P1口接LCD1602的数据端。2.3 温湿度调节继电器接口电路当温湿度超出限定值后,单片机将输出控制信号,启动加热、制冷、加湿、除湿设备。继电器是电气控制中常用的控制器件。一般由通电线圈和触点(常开或常闭)构成。当线圈通电时,由于磁场的作用,使开关触点闭合(或打开);当线圈不通电时,则开关触点断开(或闭合)线圈可以用直流低电压控制(9V、12、24V),本设计中采用12V控制线圈的,触点输出部分可以直接与市电相接,虽然继电器本身具有一定的隔离作用,但在与微型计算机接口时还是采用光电隔离器进行隔离。光电隔离器的驱动能力有限,一般电流只能达到30mA左右,不足以驱动继电器,因此再加一个三极管放大电流。原理如图2所示:图中用了4个继电器输出控制信号,用来启动加热、制冷、加湿、除湿设备,本设计中继电器输出电路全部接的发光二极管用来模拟启动加热、制冷、加湿、除湿设备,当温湿度超限,对应继电器的发光二极管会被点亮。2.2 显示电路设计测量到的温湿度值将显示到液晶屏LCD1602上,它可以显示2行,每行16个字符。STCC52RC单片机P2.1引脚接LCD1602的数据/命令选择端,P2.2引脚接LCD1602的读/写选择端,P2.3接LCD1602的使能信11第 36 卷 数字技术与应用 www.szjsyyy.com光电隔离器选用SHARP公司的PC847,它是四路光耦,由单片机直接驱动。分别接STCC52RC的P3.2,P3.3,P3.4,P3.5引脚。本设计中用的继电器是普通的电磁继电器。OMRON公司的G5V-2,三极管选用S9012。度,温度下限17度,湿度上限40%,湿度下限27%。(2)按下S2键一次 进入温度上限设置,按S3键温度上限加1,按S4键温度下限减1。(3)按下S2键两次 进入温度下限设置,按S3键温度上限加1,按S4键温度下限减1。(4)按下S2键三次 进入湿度上限设置,按S3键温度上限加1,按S4键温度下限减1。(5)按下S2键四次 进入湿度下限设置,按S3键温度上限加1,按S4键温度下限减1。(6)当温度超限时,蜂鸣器报警,对应继电器发光二极管被点亮,同时风扇旋转,用来模拟温湿度调节设备。实际应用只要把四个继电器输出接加热、降温、加湿、除湿设备就好。3 系统软件设计仓库温湿度控制系统是在程序控制下完成工作,本系统的软件全部采用C语言编写,以便提高系统的快速反应和程序的可读性。系软件设计方法采用模块化的设计思想,系统统程序由系统主程序、DHT11温湿度采集模块、1602显示模块、输出控制模块、键盘扫描模块组成。主程序调用各功能模块,并将它们联系起来,从而形成一个整体,以实现对系统的管理。见图3在主程序中,完成系统的初始化,包括定时器工作方式、初始值、串行口工作方式、中断允许寄存器等的设置,以及1602显示屏初始化设置,包括清屏、显示开关、输入方式设置等。然后调用温湿度读取函数读取当前温湿度,再判断按键S2有无按下,如有按键按下进入用户修改温湿度的设置,如没有按下显示预设的温湿度与当前温湿度,接着对比当前温湿度值与预设温湿度值,如果超限报警,启动温湿度调节设备,如未超限,返回继续读取当前温湿度值。5 结语以STCC52RC为控制器的的温、湿度控制系统,自动检测并显示仓库温、湿度,并根据用户要求设定系统的温、湿度阈值进行控制,经测试,该装置工作稳定可靠,有很强的实用性。参考文献[1]黄震宇.温湿度控制系统设计[J].粮食与食品工业,2008,(1):42-44.[2]刘东文.嵌入式温湿度控制器的研究与设计[D].贵州大学,2008.[3]薛玲,孙曼,张志会,夏莉丽,魏希文.基于单片机ATS51的温湿度控制仪[J].化工自动化及仪表,2010,37(7):66-69.4 系统功能测试(1)图4为实物图。上电后,液晶显示屏显示“T 23 TH 33 RH40 R 29 TL 17 RL 27”表示当前温度23度,湿度29%,温度上限33The Design and Implementation of Temperature and HumidityControl System of WarehouseXU Yan-ping,ZHOU Yi-fei(JiangSu Vocation College Of Agriculture And Forestry,Zhenjiang Jiangsu 212400)Abstract:This design based on STCC52RC .It uses the DHT11 as the temperature and humidity sensor, and the LCD1602 to display themessages. Meanwhile, it compares the data with the set limit. If the limit is exceeded, then the system will send out a warning using a buzzer and activatethe temperature and humidity controlling equipment. Besides, the set limit can be modified with the independent keyboard. Through designing theschematic and making actual hardware and software, the feasibility of this design has been proved.Key words:SCM; warehouse ; Temperature and humidity······上接第9页本设计将PLC技术融入了自动门控制系统中,应用于本文的软件和硬件设计中。使用PLC技术的原因是PLC在工作状态下抗干扰能力强,保证其可靠运作。PLC的外部接线简单,易于调整的同时也便于维护。它采用的是双元件型热释电红外传感器来感应是否有人通过感应区域,为了防止意外情况的发生,譬如门夹住人或物的情况,PLC采用红外光电感应器来避免此类事故发生。Design of Public Place Automatic Door Control System Based on PLCZHU Bi-gang(Wuxi Institute of Technology,Wuxi Jiangsu 214000)Abstract:PLC is mainly used in the field of industrial control, which is widely used and widely recognized in the world by its reliable and easymaintenance in the working state. PLC is mainly used in the field of industrial control, which is widely used and widely recognized in the world by itsreliable and easy maintenance in the working state. As discussed below, automatic door control technology is based on the PLC technology developmentof industrial products. Considering multiple considerations, this topic will be designed by S7-200.convenient for people's lives, improve people'sconcept.Key words:PLC technology;automatic door;drive device;sensor;S7-20012
