学院毕业设计开题报告
题 目 学生姓名、学号 指导教师姓名 智能粮仓监控系统的设计 专业 职称 实验师 应包括课题研究的背景、意义、文献综述；课题研究的基本内容、重点难点及要解决的主要问题；课题研究计划与写作提纲等。 一、本课题研究的背景及意义 粮食是人类赖以生存的基本物质，是关系国民生计的重要物资，也是军需民食的特殊商品。中国有句老话：“常将有日思无日，莫待无时想有时”，居安思危，未雨绸缪，永远不会过时。随着粮食流通改革的不断深化、粮食市场全面放开已成定局,随着人民生活水平的提高，全社会对粮食质量问题提出了新的要求；加入世界贸易组织后粮食贸易的全球化，客观上也要求粮食质量工作与国际接轨。面对新形势，如何加强储粮工作，发挥粮食部门在粮食储存方面的优势，是摆在粮食储备工作面前的一个重要课题。目前我国地方各大型粮库都存在着不同程度的粮食储存变质的问题。大部分粮库还采取人工测量温度的方法，不仅增大了粮库工作人员的工作量，而且工作效率底，尤其是大型粮库的温度测量不能及时而彻底的完成，导致大面积坏粮的情况时有发生。据统计，我国每年因粮食储存不当而发霉变质的粮食就达上亿斤，造成无法估量的的经济损失。 粮食的温度是影响粮食储藏的重要参数，两者之间是相互关联的，粮食在正常储藏条件下（即安全条件下），含水量一般在12％以下，不会使粮食温度发生突变，一旦粮食受潮含水量增加，超过20％以上时，就满足了粮粒发芽的条件，新陈代谢加快而产生呼吸热，使局部粮温升高，必然引起粮食发热和霉变，且极易产生连锁反应，从而造成难以挽回的损失因此，粮食温度监控技术在农业上的应用是十分重要的。 传感器技术是现代信息技术的主要内容之一，信息技术包括计算机技术、通信技术和传感器技术。计算机和通信技术发展极快，相当成熟，而传感器应用技术因为需要使用模拟技术，而模拟技术还有很多问题难以解决，因此传感器应用技术也有待进一步发展。为了适应现代科学技术的发展，世界众多国家都把传感器技术列为现代的关键技术之一。通常将能把非电量转换为电量的器件称为传感器，其实质上是一种功能块，作用是将来自外界的各种信- 1 -
号转换成电信号。它是实现测试与自动控制系统的首要环节。如果没有传感器对原始参数进行精确可靠的测量，那么无论是信号转换或信息处理，或者最佳数据的显示和控制都将无法实现。 二、课题需解决的主要内容及难点 主要内容： 1．熟悉ATS51单片机的内部结构，控制方式，会用汇编（或C语言）编写程序。 2．熟悉温湿度传感器SHT11的原理及特性，能够实现温度数据采集。 3．熟悉数码显示器（或液晶显示屏）的工作原理，掌握动态扫描实现LED数字显示的方法，能够实现温度显示。 4.能够实现温度自动调节以及报警功能。 主要难点： 1.在实现温度监控的基础上，再实现烟雾等其他可燃气体浓度的监控； 2.上位机监控软件编写。 三．开题报告 1.主要元器件选用 此次设计我选用的是 ATS51单片机，ATS51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位处理器和ISP Flash存储单元，ATS51在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。它具有集成度高、处理功能强、可靠性好、价格低廉、易于使用等优点，符合我的课题需要。 温度传感器选用DS18B20，美国Dallas半导体公司的数字化温度传感器DS1820是世界上第一片支持 \"一线总线\"接口的温度传感器，在其内部使用了在板（ON-B0ARD）专利技术。全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。一线总线独特而且经济的特点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新概念。现在，新一代的DS18B20体积更小、更经济、更灵活。使你可以充分发挥“一线总线”的优点。 湿度传感器选用DB485111通用型温湿度传感器，DB485111通用型温湿度传感器内置进口高精度数字温湿度传感器，RS485接口，直接与计算机联接，可实现长距离传输，多点- 2 -
同时检测。具有测量准确，工作稳定、使用寿命长等特点。 而且其14bit（温度）、12bit(湿度)测量；兼有露点；全标定输出，无需标定即可互换使用比较适合我的课题需要 显示器选用四位一体动态数码管，动态扫描实现LED数字显示。 2.设计系统的主要功能 本设计研究基于单片机的简易智能粮仓监控系统，主要采用单片机ATS51来控制各种传感器模块从而实现对温度、湿度以及防盗检测等各种监控。如：控制温度传感器DS18B20，可实现对室内温度的监控，并能实现自动调节和报警功能。控制湿度传感器DB485111，可实现对室内湿度的监控，并能实现自动调节和报警功能。 3.设计的总体方案 系统设计主要包括:硬件电路的设计、软件程序的编写。 1.硬件部分 本设计研究基于单片机的简易智能粮仓监控系统，主要采用51单片机来控制各种传感器模块从而实现对温度、湿度、可燃气体浓度等各种环境的监控。如：控制温湿度传感器SHT11，通过LED显示，实现对室内温、湿度的监控，并能实现温、湿度自动调节和报警功能。 系统框图如下图所示： 温湿度传感器 数据采集电路 温、湿度显示 电路 图1 系统方框图 2.软件部分 整个系统的软件部分通过KEIL软件编写，由汇编语言实现，程序分若干相对的子程序模块，各子程序分别进行设计和调试，最后，将调试好的子程序块链接起来总调。 本系统软件从模块的功能可为若干子程序模块：主要包括数据采集模块、数码管显示模块、报警模块。 单片机系统 温度自动调节电路 报警电路 - 3 -
四、文献综述 单片机就是一块集成了微处理器、存储器、和各种I/O接口的芯片。在国际上一般称为微控制器MCU，而在我国则习惯于“单片机”这一名词。自单片机问世以来，因为极高的性价比受到人们的重视，得到飞速的发张。通用性单片机具有比较丰富的内部资源，性能全面切适应性强，根据不同的需要以通用单片机微核心再接上不同的外部设备。 数据采集技术作为微型计算机应用技术的一个重要分支，集传感器、信号采集与转换、计算机等技术于一体，是获取信息的重要手段和工具。“数据采集”指将温度、湿度、压力、流量、位移、电压、电流等模拟量采集、转换成数字量后，再由计算机进行存储、处理、显示或打印的过程，以便实现对某些物理量的监视，其中一部分数据还将被生产过程中的计算机控制系统用来控制某些物理量。相应的系统称为数据采集系统。 传感器模块主要有温度传感器、门磁探测器、红外探测器。用于室内的防盗报警（门磁探测器、红外探测器）。单片机最小系统是实现该设计的基本部分，温度传感器选用单片机的 P1 口控制，晶振选用 6MHz。显示模块和输出部分用于显示温度、启动（停止）家用电器、安检报警， 并以指示。 Protel99SE是PROTEL公司在80年代末推出的EDA软件,应用广泛、功能强大,是个完整的板级全方位电子设计系统.它包含了电路原理图绘制、模拟电路与数字电路混合信号仿真、多层印制电路板设计（包含印制电路板自动布线）、可编程逻辑器件设计、图表生成、电子表格生成、支持宏操作等功能。可见Protel99SE不仅在绘制原理图、PCB版布局布线等方面功能更加完善，而且为用户提供功能强大、使用方便的仿真器，它可以对当前所画的电路原理图进行即时仿真，因此在电路的整个设计周期都可以仿真查看和分析其性能指标，以便及时发现设计中存在的问题并加以改正，从而更好的完成电路设计。 Keil是德国Keil公司推出的将单片机开发与仿真环境相结合的新一代软件。Keil C51 除具有一般高级语言的特点外,还能直接对单片机的硬件进行操作，算法的实现和运算能力也较强。Keil C51 标准C编译器为8051微控制器及其衍生产品的开发提供了C语言环境，还保留了汇编代码高效、快速的特点。 学生签名： 周明 年 月 日 - 4 -
（指导教师应对课题研究的思路、方法、对策、措施和预期成效等做出评价，并提出具体指导教师批的改进意见） 阅意见 指导教师签名： 年 月 日 注：理工类学生偏重于对课题相关知识的理解和实施方案的框架结构，文管类学生偏重于对文献资
料的理解与综述。表格栏高不够可自行增加。
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