龙岩学院毕业设计 题目： 基于单片机的粮仓多功能监控装置的设计专业： 电子信息工程 学号： 2014041822 作者： 苏江卉 指导教师(职称)： 王清辉 讲 师 二0一六年 五月二十七日基于单片机的粮仓多功能监控装置的设计【摘要】 本设计的主要内容是把STC89C52单片机以及传感器结合完成对粮仓的检测监控。针对粮仓复杂存放环境和安全储存条件，选用STC89C52单片机，作为核心，DHT11温度和湿度合一的传感器对温度和湿度监控报警，利用MQ2传感器进行烟雾检测并且报警，用声音传感器检测预防鼠害，用红外发光二极管红外线检测人物活动预防偷盗，并能够使数值在LCD1602液晶屏上显示，采用SIM900A mini能够在发现警报的时候发送短信。本文给出了该系统的电路详细设计以及程序，能够完成预期的设计要求。【关键词】STC89C52单片机 DHT11传感器 MQ2烟雾传感器 红外发光二极管 1Based on the design of the microcontroller the granary of The multi-function monitoring device【Abstract】The main content of this design is the application STC89C52 single-chip microcomputer and sensor to complete the granary detection monitoring. For granary complex deposit environment and safe storage conditions, the design adopts STC89C52 single-chip microcomputer, as the core part, using the unity of DHT11 temperature and humidity sensors to monitor temperature and humidity alarm, using MQ2 smoke detection and alarm sensor, with sound sensor testing prevent rat, using infrared light-emitting diodes, infrared detection character activities to prevent theft, and be able to make numerical on the LCD1602 LCD display, using SIM900A mini send text messages can be found in the alert. This paper gives a circuit of the system, detailed design and procedures to complete the expected design requirements.【Key Words】 STC89C52 Sing89le-chip microcomputer DHT11 sensor MQ2 smoke sensor infrared light emitting diode1基于单片机的粮仓多功能监控装置的设计目录第1章 绪论11.1 引言11.2研究背景及意义11.2.1课题设计背景11.2.2课程研究的目的与意义11.3国内外研究现状2第2章 方案设计32.1 系统设计任务要求32.2系统设计方案32.3烟雾传感器选择与论证42.4用于防盗监控的传感器论证与选择42.5显示模块论证与选择52.6声音检测模块论证与选择52.7 GIM模块论证与选择52.8本系统最终方案5第3章 硬件设计73.1系统模块分析73.2模块电路73.2.1单片机电路设计73.2.2烟雾传感器电路的设计93.2.3温度湿度传感器设计103.2.4红外线传感器113.2.5液晶显示模块123.2.6报警模块133.2.7按键模块143.2.8 声音检测模块153.2.9 SIM900A短信模块16第4章 软件设计184.1 系统主流程图184.2 DHT11温湿度传感器流程图194.3报警子程序流程图204.4 液晶显示模块流程图214.5 SIM900A mini 流程图21第5章 调试与分析235.1 系统调试235.2 温湿度检测报警235.3 红外线检测245.4烟雾检测255.5声音检测255.6 GSM调试265.7调试结果26致谢语28参考文献29附录1硬件原理图30附录2 程序31IV第1章 绪论1.1 引言实际上，从90年代开始，中国已经是粮食的净出口国家了，因此对粮仓的实时监控越来越重要了。目前，我国的各大粮食储存仓库仍然存在着各种程度的粮食变质等问题。根据国家粮食保护法规，应该对粮仓进行不定时的检测，防霉、防潮、防火、防盗、防虫都是粮仓日常检测的中心。系统针对粮仓存放条件设计了一套基于单片机的智能监控系统。该系统不但能够测试粮仓的温度湿度，而且能在大于设置的温湿度值时进行报警，还具有烟雾报警功能实现防火。甚至能通过红外线感应活动的生物体，实现防盗，通过声音检测来预防虫害，通过GSM发短信通知管理员有警报。该系统把这五个功能结合为一体，对粮仓的储存我国的粮食安全起到了一定的作用。1.2研究背景及意义1.2.1课题设计背景“粟者，王之本事也，人主之大务，有人之涂，治国之道也”，“夫积贮者，天下之大命也，苟粟多而财有余，何为而不成”。古人留下的言论充分向我们说明了粮食对国家发展过人民生存的重要性。一个国家在处于战役、灾害等突发事件时必不可缺的就是粮食。“一粥一饭当思来之不易”。有关部门因为各类的原因，忽略了对粮仓的现代化设施更新，忽视了粮食储存的重要性，我国每年因为粮食的变质、损坏而不能使用的粮食达到了100亿斤，造成的经济损失数额非常巨大。甚至还出现了偷粮的违法行为，对国家和人民造成了巨大的影响。正常来说，一个大型的粮仓足以存放以万计量的粮食。每批粮食存放的时间是长短不一的，为了确保这些粮食在存放过程中不会变坏，务必让粮仓的温度湿度维持在适合储放的范围里面。 因此需要一个检测精准、温度的监测系统。在2013年6月1日由于中储粮粮库的重大火灾带来了4.7万吨粮食损失的问题。由此可见，对粮仓进行烟雾报警亦是必不可少的。粮食出现的地方，老鼠、害虫频频出没。因此少不了声音检测鼠害、虫害活动。人为偷盗粮食在我国也是频频出现，所以利用红外线检测是否有人类进行偷盗。再来，在发生警报的时候能够通过GSM用短信的方式及时通知管理人员。1.2.2课程研究的目的与意义针对粮食储存在粮仓中会出现的这几个重要问题（粮食的受潮、虫害、火灾），应采取相应有效的措施进行检测监控防护，提高粮仓的管理水平。粮仓的构造一般是采用新钢彩板构成圆柱形的仓库，粮仓越高2030米。如今，中国在粮食存放环境建设上越来越规范。但是监测方面却是没有跟上时代的脚步。许多粮仓的监测设备仍然需要高价从国外进口。粮食的储存最重要的还是要回到温度和温度的控制监测。运用单片机对粮仓环境进行数据收集，然后分析采集到的信息（设定温度、湿度的适当值，显示温度湿度实时值、报警电路），完成对粮仓的温湿度监测，采集空气中的烟雾浓度来进行烟雾监测，红外对管分点采集达到防盗报警，声音检测鼠害报警，GSM短信报警。管理人员通过数值的设定，进行粮仓的管理，大大减少了许多麻烦。1.3国内外研究现状近几年来计算机迅速发展起来，传感器技术、集成电路以及网络通信技术促使监控系统普遍应用于人类生活、工业农业生产范围。因此，粮情在硬件软件方面得到了很大的改进。温度传感器起源于1978年，最初发明出来的储粮检测系统是由采样器、电阻式温度传感器和模数转换器构成的，可以对粮仓的各种监测点来回测试。减少了劳动力，但是由于灵敏度的低电阻式传感器，导致测量结果误差、低精度。粮情检监测系统到1990年的时候有了很大一步的跨越，数据采集部分的线路简化了，选用半导体等材料作为传感器，测量精度得到了很大的改进。系统的测量精度由于温度传感器线性度比较差的原因还是不够完善，不能广大推行。外国在粮情检测这一方面拥有成熟的技术，他们的检测系统采用的传感器是高科技数字式传感器。第2章 方案设计2.1 系统设计任务要求粮仓多功能监控装置的制作方案有很多，可供选择的器件也有很多种。因此，我们既要能实现对温度湿度度进行监控，室内烟雾浓度进行监控，室内红外传感器进行人为偷盗监控的功能，声音检测进行鼠害活动监控1。它的总体设计方案也应和应用场所相适应，所选的结构要简单实用、易于实现，在选用器件时，要注意器件的功耗、使用条件、性能等。 本设计的任务要求有以下几点： （1）能够检测环境的温湿度，测量值大于设定的阀值时报警。 （2）能够检测环境中的易燃气体，进行报警。 （3）能过检测到鼠虫的活动，并报警通知管理员。 （4）能检测到声音，并进行报警。 （5）能够把检测的温度和湿度数值显示在LCD液晶屏幕上。 （6）能够通过GSM发送报警短信到手机上。2.2系统设计方案系统硬件框图如图2-1所示。STC89C52蜂鸣器报警LCD液晶显示DHT11MQ-2红外发射管温湿度设置按键YL-56SIM900A发送报警短信 图2-1 系统硬件框图如图2-1所示为本设计硬件原理图，发光二极管、DHT11、MQ-2、YL-56、SIM900A向单片机STC89C52发送信号，单片机接收信号以后，可以通过按键向系统进行温湿度上下限设置，当检测值达到设定值的时候，蜂鸣器报警，SIM900A会向手机发送报警短信，同时LCD会显示信息。控制器外接+5V电源晶振电路和复位电路组成单片机最小系统，由温度湿度传感器、声音检测模块、GSM模块、烟雾传感器和发光二极管，LCD液晶屏共同构建成完整的粮仓多功能监测系统2。液晶显示模块则为人机通信使用，将检测到的温度湿度值显示出来，也是该系统不可或缺的一部分 。蜂鸣器报警模块则是经过判断检测的数值是否超过设定值，一旦超过则蜂鸣器产生报警。这里我采取方案二DHT11数字温湿度传感器，把温湿度的采集结合到一块，设计起来更简便。2.3烟雾传感器选择与论证方案一：MQ2烟雾传感器MQ2是气敏传感器能够很敏锐的检测到空气中的烟雾、液化气、C4H10、C3H8、CH4等易燃分子。气敏传感