糧倉溫濕度在線除濕
本系統(tǒng)主要針對多點環(huán)境和設(shè)備內(nèi)溫度
系統(tǒng)基于傳感技術(shù)
方案為分布式智能網(wǎng)絡(luò)型監(jiān)控系統(tǒng)(優(yōu)度科技),采用硬件功能軟件化的系統(tǒng)設(shè)計思想及系統(tǒng)硬件的模塊化
本系統(tǒng)(優(yōu)度科技)能對現(xiàn)場溫濕度環(huán)境進行數(shù)據(jù)檢測
、顯示、記錄、文檔保存、打印、數(shù)據(jù)分析、設(shè)置上下線超限報警、分析報警點位及趨勢曲線圖等功能。監(jiān)控電腦軟件采用圖形界面實時顯示,界面可進行總貌顯示、分區(qū)顯示、顯示各點位溫濕度的每時刻的詳細數(shù)據(jù)、歷史溫濕度曲線、可記錄查找、打印各點位的溫濕度數(shù)據(jù)。系統(tǒng)組成
二
、監(jiān)測模塊功能參數(shù):
RS485通訊接口
傳感器采用瑞士盛世瑞恩(Sensirion)SHTX系列或霍尼威爾Honeywell(HS1101/HIH4000)。
SHT15型智能傳感器的相對濕度測量范圍是0~100%
,最高精度為2%RH(SHT10為5%RH)。溫度測量范圍是—40℃一十123.8℃
。分辨率為0.1℃。響應(yīng)時間小于3s三、上位機軟件
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、根據(jù)實際情況增加、修改、減少監(jiān)測點的名稱、位置、編號3
、可查看每個監(jiān)測點的溫度/濕度等數(shù)據(jù)曲線。4
、每個監(jiān)測點的采集數(shù)據(jù)實時存入數(shù)據(jù)庫,可導(dǎo)出EXCEL表格。5
、實時記錄監(jiān)測點的越限記錄,存入數(shù)據(jù)庫6
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?div id="jfovm50" class="index-wrap">。?)短信報警功能
?div id="jfovm50" class="index-wrap">。?)現(xiàn)場報警:聲光報警
本設(shè)計采用89c51單片機為控制中心,該芯片具有4KB的快擦寫可編程/擦除只讀存儲器EEPROM
另外該系統(tǒng)除了能顯示溫濕度以外
近幾年據(jù)海關(guān)統(tǒng)計結(jié)果顯示
過限報警【溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)要滿足以下條件:溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)能完成數(shù)據(jù)采集和處理
傳感器是實現(xiàn)測量首要環(huán)節(jié)
,是監(jiān)測系統(tǒng)的關(guān)鍵部件,如果沒有傳感器對原始被測信號進行準確可靠的捕捉和轉(zhuǎn)換2.1溫濕度傳感器的選擇
DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準數(shù)字信號輸出的溫濕度復(fù)合傳感器
的可靠性與卓越的長期穩(wěn)定性。傳感器包括一個電阻式感濕元件和一個NTC測溫元件
2.2信號采集通道的選擇
在本設(shè)計系統(tǒng)中,溫度輸入信號為4路的模擬信號
,這就需要多通道結(jié)構(gòu)采用多路分時的模擬量輸入通道。這種結(jié)構(gòu)的模擬量通道特點為:對ADC、S/H要求高。處理速度慢。硬件簡單最初的糧倉監(jiān)測除濕系統(tǒng)是通過人工對糧倉內(nèi)的溫度和濕度進行測量和觀察,采取相應(yīng)的控制措施
隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展
,糧食儲備日益增加,糧庫建設(shè)對溫濕度監(jiān)測技術(shù)的要求越來越高。由于糧食在儲藏過程中易受溫度、水分等因素影響,使糧食發(fā)生霉變、蟲害滋生等情況,為了確保儲糧安全,需準確掌握糧食儲藏過程中溫濕度的實時變化,并對糧情數(shù)據(jù)進行分析,采取相應(yīng)控制措施,而設(shè)計合理的糧倉監(jiān)測系統(tǒng)可以為安全儲糧提供技術(shù)保證和科學(xué)依據(jù)。最初的糧倉監(jiān)測系統(tǒng)是通過人工對糧倉內(nèi)的溫度和濕度進行測量和觀察,采取相應(yīng)的控制措施;再后來的糧倉監(jiān)測系統(tǒng)采用有線傳輸方式,這兩種監(jiān)測系統(tǒng)都需要耗費大量的人力ZigBee技術(shù)概述
在ZigBee聯(lián)盟的網(wǎng)站上有一個關(guān)于“ZigBee”名字由來的傳說
,大體上描述的是蜜蜂在采蜜的過程中,通過ZigZag形狀的舞蹈在同伴之間交換蜜源信息,稱之為“ZigBee法則”,蜂群就是通過這種法則維持生存和發(fā)展的ZigBee技術(shù)并非完全獨有
根據(jù)IEEE802.15.4—2003協(xié)議標(biāo)準
ZigBee技術(shù)的特點
根據(jù)ZigBee技術(shù)的本質(zhì),可歸納出ZigBee具有以下幾點優(yōu)越特性:
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、功耗低:低功耗通常是針對終端設(shè)備而言的,一般情況3
、成本低:ZigBee技術(shù)可以應(yīng)用于8-bit的MCU,目前TI公司推出的兼容ZigBee2007協(xié)議的SoC芯片CC2530每片價格也才20~35元,外圍只需要簡單的電路設(shè)計即可實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的構(gòu)建,且隨著半導(dǎo)體集成技術(shù)的發(fā)展,ZigBee芯片的體積將會越來越小,開發(fā)成本也會隨之下降[19];ZigBee的協(xié)議棧是免專利費的,開發(fā)人員可直接調(diào)用協(xié)議棧里的一些函數(shù),縮短了開發(fā)周期,這大大降低了開發(fā)成本。4
、安全性高:為了保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?div id="4qifd00" class="flower right">5、網(wǎng)絡(luò)容量大:一個ZigBee網(wǎng)絡(luò)理論上可支持高達個節(jié)點[20]
總體設(shè)計方案
1.1基于zigbee的糧倉溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計指標(biāo)以及要求本文選取糧倉中的溫度
、濕度為監(jiān)測對象,采用zigbee無線網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)傳輸。為了確保監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的準確性和無線傳輸?shù)目煽啃裕到y(tǒng)的測量參數(shù)和zigbee網(wǎng)絡(luò)性能需要滿足以下要求:糧倉監(jiān)測系統(tǒng)的測量參數(shù)要求如下:測量溫度在40℃~123.8℃之間
,測量適度范圍在0~100%RH之間,分辨力分別為0.1℃和0.1%RH,允許的誤差范圍在±0.4℃以及3.0%RH。1.2基于zigbee的糧倉溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)的方案設(shè)計
基于ZigBee的糧倉溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)主要由監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和信息監(jiān)測管理系統(tǒng)(上位pc機)兩部分組成
,系統(tǒng)總體設(shè)計示意圖如圖1所示。監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)是由若干個傳感節(jié)點和一個匯聚節(jié)點按照一定的協(xié)議形成的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。傳感節(jié)點放在特定的監(jiān)測區(qū)域中,將采集的數(shù)據(jù)以多跳的通信方式傳送到聚節(jié)點,同時能夠接收匯聚節(jié)點發(fā)來相應(yīng)命令。監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)中的匯聚點接收網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有傳感節(jié)點的信息,并將這些數(shù)據(jù)解析成幀后通過RS232串口上傳至pc機監(jiān)測管理系統(tǒng);同時匯聚節(jié)點也能夠接收pc(上位)機發(fā)來的幀,解析幀后向網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點發(fā)送管理信息,完成用戶自定義網(wǎng)絡(luò)設(shè)置功能。一、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的硬件設(shè)計
由于本溫濕度測控系統(tǒng)的驗證實驗是在一個小型的糧庫中進行的
,組建簡單的星形網(wǎng)絡(luò)即可,不需要路由器節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)所采集的信息1
首先,根據(jù)實際需求
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、網(wǎng)關(guān)的工作過程本糧倉溫濕度測控系統(tǒng)中的網(wǎng)關(guān)相當(dāng)于ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)調(diào)器,擔(dān)負著ZigBee組網(wǎng)工作
。各終端設(shè)備申請加入網(wǎng)絡(luò)成功后,就可以和該網(wǎng)關(guān)進行無線通信。本網(wǎng)關(guān)接收到傳感器采集節(jié)點發(fā)送過來的數(shù)據(jù),經(jīng)過相關(guān)處理后,會通過串口將這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C或者通過以太網(wǎng)將它們傳送到遠程PC端,從而實現(xiàn)對糧倉內(nèi)溫度和濕度信息的監(jiān)測。同時3
對于本設(shè)計中的控制節(jié)點,同樣根據(jù)實際需求將其撒布在糧倉內(nèi)
2.1傳感節(jié)點系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計
2.2匯聚節(jié)點系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計
ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的傳感節(jié)點和匯聚節(jié)點由于功能不同
匯聚節(jié)點主要是接收傳感網(wǎng)絡(luò)中傳感節(jié)點的信息,通過RS232串口發(fā)送給PC機上的信息監(jiān)測管理系統(tǒng)
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