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基于单片机的粮仓多点温度监控系统的设计

刘康灵;刘丹娟

【摘要】为了实现多点温度精确测量,设计了一个基于单片机的智能粮仓温度监控

系统.该系统以单片机为主控芯片,采用温度传感器、LCD12864液晶显示器、按键、

报警装置、CH340通讯模块,实现了每个点警报温度、当前温度及当前温度点的温

度变化曲线的显示功能,实现了调节报警温度的功能,实现了单片机与上位机通信的

功能.测试结果表明,本系统调试方便、精度高、可靠性好,值得推广使用.

【期刊名称】《新余学院学报》

【年(卷),期】2017(022)005

【总页数】4页(P148-151)

【关键词】温度实时监控;单片机;上位机通信

【作者】刘康灵;刘丹娟

【作者单位】新余学院中兴通讯信息学院,江西新余338004;新余学院中兴通讯信

息学院,江西新余338004

【正文语种】中文

【中图分类】TP272

随着现代科技在农业生产中的应用与推广，国家粮食总产量不断提高，粮食存储成

为当前需要研究的问题之一。在贮藏过程中，粮食受温度等其他因素的影响，可能

出现发热、霉变、虫害等情况[1]。因此必须对粮仓温度进行实时监测，当温度超

过一定范围时进行报警，进而采取有效的措施。

粮仓的温度监控装置智能化建设有着较快的发展和探索：大量使用数字式传感器、

尝试应用无线通信对数据进行传输并组建无线传感器网络[2]。大多数系统采用

RS-485有线方式或GPRS无线两种传输模式，可以长期运行稳定、监测数据准确，

综合布线合理，使用维护方便[3]。但这种装置复杂、成本高，对一些小型的粮仓

不适合。

经济适用的粮仓温度监控系统，大部分是采用上下主从式监测管理，上位机(PC机)

为管理机，下位机(单片机)为控制机，包括各种传感器的检测电路、报警电路、键

盘控制电路、液晶显示及通信电路[4]。但以上设计，如果主机不工作，从机则无

法得到监控数据。

该粮仓温度监控系统采用单片机作为下位机，PC机作为上位机。单片机主要负责

对温度采集、运算、显示、报警以及给PC机发送温度或报警信息；PC机的功能

是可以主动发送信息给单片机，以达到查询温度信息的作用，本系统即使PC机不

工作，下位机也可以实时监控温度，并显示出来。具体功能如下：

(1)能够测量3个温度点的温度，温度精确到±0.5℃。

(2)能够显示每个温度点的温度及温度变化曲线，且每秒钟测量三次，通过按键切

换显示温度点。

(3)能够显示各个点的警报温度，并能通过按键或PC机设置各个点的警报温度，

报警时蜂鸣器会发出报警声，并能将警报信息发送给PC机。

(4)能够通过PC机查询各个温度点的当前温度或警报温度。

本系统采用AT89C52单片机作为粮仓多点温度监控系统的主控芯片；晶振模块为

单片机提供稳定的时钟脉冲信号；复位模块使得单片机上电后可以回复到初始状态，

也可用按键将非需求状态时的单片机回归到初始状态。测温模块能测量当前温度并

保存，采用单总线通讯协议将温度传送给单片机，以待单片机处理或显示；12864

显示模块可显示各个点的当前温度、警报温度及当前显示温度点的温度变化曲线；

按键模块可以调节每个点的警报温度，经单片机处理使得超过设置警报温度时报警；

CH340通讯模块能使得PC机与单片机进行全双工通讯，报警模块可在温度超出

预设报警温度时发出警报。调节警报温度时仅用按键不太便捷，所以设计中加入了

PC机直接对单片机写入警报温度的模块。但是单片机的高电平一般为+5V，低电

平一般为0V，而计算机的高电平为-12V～-3V,低电平为+3V～+12V，所以要将

电平进行定向的转化，此时采用CH340实现此要求[5]。系统设计的总体框图如图

1所示。

本系统的总体电路原理图如图2所示。

2.1按键模块

根据系统设计目标，采用四个独立按键K1、K2、K3、K4,如图2所示，它们的功

能分别是温度点切换、页面切换、加、减的作用。其中K1按键的作用是温度点切

换，具体的功能是在波形页面时切换温度点，使显示的温度值以及波形变成相应温

度点的温度；在警报页面的作用是切换温度点，还可以设置光标闪烁对应的温度点

的上限温度值。K2按键的作用是切换页面。当K2键切换到警报页面时，K3、K4

键可以设置光标闪烁点的上限温度。K3键是加1键，K4按键是减1键。

2.2传感器测温模块

在各单元模块设计中，最关键的是传感