農(nóng)產(chǎn)品倉(cāng)儲(chǔ)溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

楊獻(xiàn)峰 張朝坡

摘 要：在新時(shí)期積極做好農(nóng)產(chǎn)品倉(cāng)儲(chǔ)可以滿足人們對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的需求，尤其在冬季如果未做好農(nóng)產(chǎn)品存儲(chǔ)溫度控制工作，則會(huì)導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品出現(xiàn)變質(zhì)發(fā)霉的現(xiàn)象，因此需要加強(qiáng)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品倉(cāng)儲(chǔ)溫度控制系統(tǒng)加以設(shè)計(jì)與研究。本文主要以單片機(jī)為核心的農(nóng)產(chǎn)品倉(cāng)儲(chǔ)溫度控制系統(tǒng)為主，從多個(gè)角度展開分析與討論。

關(guān)鍵詞：農(nóng)產(chǎn)品；倉(cāng)儲(chǔ)；溫度控制系統(tǒng)；設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TP273.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20181033032

現(xiàn)階段，在人們的生產(chǎn)與生活中溫度控制十分重要，尤其對(duì)農(nóng)產(chǎn)品而言積極做好溫度控制工作意義重大，一般情況下，人們會(huì)應(yīng)用溫度計(jì)對(duì)倉(cāng)庫(kù)的溫度進(jìn)行測(cè)量，或者通過加熱或者降溫的方式控制溫度，從整體分析，這種方法實(shí)用性比較差，操作過程中會(huì)耗費(fèi)大量的勞動(dòng)力，且因?yàn)闇囟却蠓茸兓鴮?dǎo)致農(nóng)作物出現(xiàn)發(fā)霉與腐爛的現(xiàn)象，因此在當(dāng)前的發(fā)展背景下，需要制定完善的農(nóng)產(chǎn)品倉(cāng)儲(chǔ)溫度控制系統(tǒng)，以此實(shí)現(xiàn)溫度的合理控制。

1 農(nóng)產(chǎn)品倉(cāng)儲(chǔ)溫度控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在本系統(tǒng)中主要涉及到的內(nèi)容包括了8098單片機(jī)、8255并行接口電路、溫度傳感器與變送器、驅(qū)動(dòng)電路與報(bào)警顯示電路。

2 硬件的設(shè)計(jì)

2.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)

單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括了單片機(jī)、檢測(cè)系統(tǒng)與變換電路、鍵盤、顯示器、變頻器等，并且采取了模塊化的設(shè)計(jì)方法，從整體角度分析，不行方式具有靈活性，并且拓展性良好，其特點(diǎn)包括：具有可靠性，能夠進(jìn)一步保證系統(tǒng)的安全與可靠；控制的精度比較高，尤其在對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)溫度分布的分析中可以快速找出最佳的測(cè)量點(diǎn)，并且可以利用開關(guān)量控制以及模擬量控制，不斷提高精確度，尤其在硬件方面使用了精度較高的傳感器與集成芯片，這樣能夠進(jìn)一步提高了溫度控制精度的性能，進(jìn)而從根本上滿足農(nóng)產(chǎn)品倉(cāng)儲(chǔ)用戶對(duì)溫度的要求；拓展性能佳，應(yīng)用平均值算法可以將傳統(tǒng)模式下的溫度控制加以解決。

2.2 控制器設(shè)計(jì)

在本系統(tǒng)中下位機(jī)主要采取了模塊化設(shè)計(jì)的方式，主要包括了溫度檢測(cè)模塊、輸出控制模塊、鍵盤輸入模塊等，并且溫度檢測(cè)模塊主要是應(yīng)用了數(shù)字溫度傳感器對(duì)倉(cāng)庫(kù)溫度進(jìn)行測(cè)量，且輸出控制模塊的控制信號(hào)則是由單片機(jī)控制器所提供的，利用光電隔離器將信號(hào)傳送到繼電器中，對(duì)倉(cāng)庫(kù)的溫度進(jìn)行調(diào)整，且鍵盤與通信模塊要采取查詢的方式對(duì)控制系統(tǒng)加以設(shè)置，如此一來才能從本質(zhì)上實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的合理控制，當(dāng)然如果其中發(fā)生異常情況，則需要發(fā)送給遠(yuǎn)程主機(jī)，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

2.3 溫度檢測(cè)模塊

從某個(gè)角度分析，在本系統(tǒng)中的溫度檢測(cè)模塊并非一成不變的，而是根據(jù)倉(cāng)庫(kù)面積的大小適當(dāng)?shù)脑黾踊蛘邷p少，其中數(shù)字溫度傳感器具有的功能便是支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，可以實(shí)現(xiàn)變臉，進(jìn)而對(duì)溫度進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)得知，檢測(cè)的范圍在100℃之間。

3 軟件的設(shè)計(jì)

因?yàn)闇囟鹊淖兓?guī)律不是很強(qiáng)，所以被檢測(cè)的對(duì)象溫度具有非線性以及熱慣性等特點(diǎn)，要想建立數(shù)學(xué)模型是比較困難的，對(duì)此本文認(rèn)為可以通過制定模糊控制算法的方式，這樣一來不需利用精確的數(shù)學(xué)模型，依據(jù)人工實(shí)際經(jīng)驗(yàn)即可，并且可以提高其穩(wěn)定性。從另外一點(diǎn)分析，控制器可以對(duì)晝夜、季節(jié)變化所帶來的溫度差異進(jìn)行分析，并應(yīng)用模糊算法的方式實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，其中在溫度控制程序之中具有2個(gè)輸入數(shù)據(jù)與一個(gè)輸出數(shù)據(jù)，且數(shù)值是：

其中e代表了溫度偏差，U代表了輸出控制變量，△e為溫度的變化率。

在主程序之中，主要負(fù)責(zé)倉(cāng)庫(kù)之中溫度的實(shí)時(shí)顯示，并且要讀取并且處理傳感器測(cè)量溫度的數(shù)值，其中當(dāng)實(shí)際數(shù)值與事先所設(shè)定的數(shù)值不同的時(shí)候，則會(huì)發(fā)出控制信號(hào)，并且啟動(dòng)或者停止電機(jī)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并且及時(shí)通知用戶針對(duì)當(dāng)前的發(fā)展現(xiàn)狀及時(shí)處理，作出控制日記記錄。

4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

在2016年當(dāng)?shù)啬忱鋷?kù)中進(jìn)行溫度測(cè)定，且農(nóng)產(chǎn)品對(duì)象為土豆，保險(xiǎn)溫度設(shè)定在11℃，控制精度在±1℃，從9：00—17：00，采集一次溫度數(shù)據(jù)，并且在1h之后對(duì)標(biāo)準(zhǔn)溫度進(jìn)行對(duì)比，經(jīng)過分析得知，溫度最大誤差在0.5℃，達(dá)到了系統(tǒng)的要求。

5 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)階段做好農(nóng)作物存儲(chǔ)是十分重要的，但是要想提高存儲(chǔ)的有效性，那么則需要根據(jù)實(shí)際的發(fā)展情況制定完善的控制系統(tǒng)，其中在本次研究中提出的系統(tǒng)是單片機(jī)系統(tǒng)，主要對(duì)冷庫(kù)的溫度進(jìn)行檢查，這樣可以減輕勞動(dòng)量，并且實(shí)現(xiàn)對(duì)其溫度的合理控制，在一定程度上可以提高農(nóng)產(chǎn)品的存儲(chǔ)質(zhì)量，減少經(jīng)濟(jì)損失，節(jié)約成本，促使農(nóng)作物存儲(chǔ)更上一層樓。

參考文獻(xiàn)

[1]徐凱華，張波.基于物聯(lián)網(wǎng)的煙草倉(cāng)庫(kù)存儲(chǔ)溫濕度智能監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].信息通信，2018（1）：187-188.