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基于51单片机粮库无线温度监测系统的设计本科学位论文.doc
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基于51单片机粮库无线温度监测系统的设计本科学位论文.doc
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科技学院 2013 届本科毕业论文
基于 51 单片机粮库无线温度监测系统
的设计与实现
专 业: 通信工程
中国﹒贵州﹒贵阳
2013 年 5 月
贵州大学科技学院本科毕业论文(设计) 第 页
I
目录
摘要 .....................................................................Ⅲ
Abstract .................................................................Ⅳ
第一章 绪论 ...............................................................1
1.1 引言...............................................................1
1.2 现状...............................................................1
1.3 目的和意义.........................................................2
1.4 本文结构...........................................................2
第二章 方案的比较和论证 ...................................................3
2.1 温度传感器的选型...................................................3
2.2 无线发送模块的选型.................................................4
2.3 语音芯片的选型.....................................................5
2.4 显示模块的选型.....................................................6
第三章 MCS-51 单片机的结构与原理简介.......................................7
3.1 MCS-51 单片机的内部结构 ............................................7
3.1.1 MCS-51 单片机的组成...........................................7
3.1.2 CPU ..........................................................7
3.2 MCS-51 单片机外部结构 ..............................................8
3.2.1 MCS-51 单片机引脚功能.........................................8
3.2.2 复位和复位电路 ..............................................10
3.3 MCS-51 单片机的定时器/计数器 ......................................10
3.3.1 定时器/计数器的结构..........................................10
3.3.2 工作方式.....................................................11
3.4 MCS-51 单片机的中断系统 ...........................................12
3.4.1 中断请求源和中断请求标志.....................................12
3.4.2 中断控制.....................................................13
第四章 系统硬件设计 .....................................................15
4.1 系统硬件框图......................................................15
4.2 单片机模块........................................................16
贵州大学科技学院本科毕业论文(设计) 第 页
II
4.3 无线发送模块 ......................................................16
4.3.1 RF1100-232 技术指标..........................................17
4.3.2 RF1100-232 端口定义..........................................17
4.3.3 RF1100-232 参数设定..........................................18
4.4 温度传感器模块....................................................22
4.4.1 DS18B20 的管脚定义及内部结构................................22
4.4.2 DS18B20 温度数据格式.........................................23
4.4.3 DS18B20 温度传感器工作原理...................................23
4.5 显示模块 ..........................................................24
4.5.1 数码管显示 ..................................................24
4.5.2 液晶显示.....................................................26
4.6 语音报温模 ........................................................28
4.6.1 引脚及功能...................................................28
4.6.2 ISD1700 典型的应用电路.......................................31
4.7 其他模块 ..........................................................32
4.7.1 电源模块.....................................................32
4.7.2 超温报警模块.................................................32
第五章 系统软件设计 ......................................................33
5.1 系统开发环境简介 ..................................................33
5.1.1 软件功能.....................................................33
5.1.2 Keil 软件使用方法............................................33
5.2 系统软件流程图 ....................................................41
5.3 温度传感器驱动程序设计 ............................................43
5.4 无线收发模块程序设计 ..............................................46
5.5 液晶显示驱动程序设计 ..............................................48
第六章 设计总结 ..........................................................53
参考文献 .................................................................54
附录 .....................................................................55
致谢 .....................................................................68
贵州大学科技学院本科毕业论文(设计) 第 页
II
I
基于 51 单片机粮库无线温度监测系统
的设计与实现
摘要
粮食是国家的战略物质,是人民的生活必需品。粮食安全是国家安全的基础。然而,
我国粮食霉变事故时有发生,造成巨大的粮食浪费,危害国家粮食安全。为此,本文设
计和构建了粮食仓库温度监测系统,主要用于实时监测粮食仓库中各个粮仓的温度。方
便粮库管理人员掌控粮情,做好防范措施,防止粮食安全事故的发生。
本文首先从理论上论述了温度监测的重要意义,讨论了粮食仓库中温度的允许变化
范围,探讨了测量粮食仓库温度的原理和方法。在此基础上,进行了粮食仓库温度无线
监测系统的设计和研制。此系统用 51 单片机、温度传感器和无线发送模块构成温度检
测与发送装置 ;用 51 单片机、LCD 显示装置和无线发送模块构成温度接收与显示装置;
用语音芯片构成定时报温与超温报警装置。实现温度信号的无线传输、对仓库内多个点
的温度进行实时监测和语音报温报警。
其设计指标:温度检测范围为 -40℃至 60℃,温度检测误差<=0.5℃。温度控制目
标范围为-10℃至 30℃,控制点的间隔为 1℃,超过目标范围时自动报警,以方便管理
人员对温度的把握与控制。此系统采用了无线射频技术,有效距离达到 200 米,完全可
以满足中小型粮食仓库的温度监测。
关键词:粮库;温度多点监测;无线传输;51 单片机
贵州大学科技学院本科毕业论文(设计) 第 页
IV
Design and Implementation of Grain Depot Wireless
Temperature Monitoring System Based on 51 MCU
Abstract
Food is the national strategic materials and the daily necessities of the people.So food
security is the foundation of national security.However,our country grain-mildewing accidents
occur frequently, causing huge waste, endangering national food security.To this end, this
paper design and build the grain depot temperature monitoring system, mainly used for
real-time monitoring the granary of the temperature in the grain warehouse.In order to control
the grain situation, complete the prevention measures, and prevent food safety accidents.
This paper first theoretically discusses the importance of temperature monitoring and
discuss the allowed range of food warehouse temperature.Meanwhile,The paper discusses the
principle and method of measuring grain warehouse temperature.On this basis, the paper
begin to design and implement the wireless temperature monitoring system of the grain
warehouse.This system uses microcomputer, temperature sensor and wireless sending module
to constitute temperature detection and sending device;uses microcomputer, LCD display and
wireless sending module to constitute temperature receiving and display device;uses voice
chip to constitute temperature-voiced and over temperature alarm device.Finally, the system
realizes the temperature signal wireless transmission, real-time monitoring of multiple points
temperature,temperature-voiced and over temperature alarm.
The design indexes: temperature detection range for - 40 ℃ to 60 ℃ and the temperature
detection error < = 0.5 ℃.The temperature controls target range for - 10 ℃ to 30 ℃. And the
system is automatically alarming when the temperature is above target range.Thus,it easy to
facilitate management staff to grasp and control of the temperature.This system using a
wireless radio frequency technique, the effective distance is 200 meters, can completely
satisfy the small and medium-sized grain warehouse temperature monitoring.
Key words:grain depot, multi-points temperature monitoring, wireless transmission,
51 MCU
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