基于單片機的機械通風(fēng)控制器

安 琳

（西安工業(yè)學(xué)院機電系　陜西西安　710032）

眾所周知，糧食的儲備是關(guān)系到國家危亡、百姓生活的大事，糧食只有在一定的環(huán)境條件下才能長(cháng)期存放，而保證不發(fā)芽不變質(zhì)，所以對于貯存糧食的糧庫，除了在結構形式上有許多要求外，在溫度和濕度上都有較高的要求。一般來(lái)說(shuō)，對于不同的地區，不同的貯存物，糧庫分常溫庫、準低溫庫和低溫庫。準低溫庫的溫度要求為15℃＜t＜20℃，低溫庫的要求為t＜15℃。

目前，在我國的北方地區，糧庫主要利用機械通風(fēng)設備進(jìn)行糧庫內、外空氣的交換來(lái)達到降低庫內溫度，實(shí)現糧食的低溫保存。以前通風(fēng)設備的開(kāi)啟和關(guān)停，均是由人手動(dòng)控制的，即由庫管人員定時(shí)查看庫內外的溫度、濕度情況，按要求開(kāi)關(guān)通風(fēng)設備，這樣庫管人員的勞動(dòng)強度大，可靠性差，而且管理人員多，管理成本高。為此，需要有一種符合機械通風(fēng)要求的低成本的控制器，在溫差和濕度超過(guò)用戶(hù)設定值范圍時(shí)，啟動(dòng)通風(fēng)設備，否則自動(dòng)關(guān)閉通風(fēng)設備。鑒于目前大多中小型糧庫資金缺少的現狀，筆者根據糧庫從事機械通風(fēng)術(shù)人員的要求，研制了用gms97c51構成的經(jīng)濟實(shí)用型機械通風(fēng)控制器。本文就該控制器硬件組成、工作原理、系統軟件等問(wèn)題做以簡(jiǎn)述。

2　硬件組成及工作原理

系統的組成如圖1所示。根據機械通風(fēng)的要求，該控制器能夠自動(dòng)測量糧庫內外的溫差及庫外的濕度。當庫內外的溫度差大于設定值且實(shí)測庫外濕度低于設定值時(shí)自動(dòng)給出信號啟動(dòng)通風(fēng)設備，否則自動(dòng)停止通風(fēng)設備的工作。而溫差及濕度的設定值可由用戶(hù)根據季節氣候隨時(shí)修改，自由調整。

系統的核心為高性能、低成本的單片機gms97c51，他與87c51完全兼容，內部包含4kbotp。通過(guò)p0口連接一個(gè)4×4鍵盤(pán)來(lái)實(shí)現人工對參數的自由設定。通過(guò)串口連接4位led顯示器，其中2位顯示庫內外的溫差，另外2位顯示濕度。系統定時(shí)啟動(dòng)通過(guò)p1口相連的adc0809來(lái)完成溫差測量電路送來(lái)的溫差及濕度測量電路送來(lái)的濕度的a／d轉換信號，并與設定值比較。當滿(mǎn)足啟動(dòng)條件時(shí)通過(guò)p2．6控制繼電器j閉合，進(jìn)一步利用j的觸點(diǎn)啟動(dòng)通風(fēng)設備。

下面重點(diǎn)介紹溫差及濕度的測量電路。

2．1　溫差測量電路　　

根據機械通風(fēng)的要求，實(shí)際上我們并不關(guān)心糧庫內外的實(shí)際溫度，而是更關(guān)心庫內外的溫差。為了簡(jiǎn)化測量電路，降低成本，本設計沒(méi)有采用傳統測量庫內外溫度再求其差的方法。如圖2所示。直接采用一對匹配性能較佳的ad590l，分別置于庫內外，利用圖2直接測量溫差。顯然vt正比（t1－t2），其中t1，t2分別為糧庫內、外的溫度。

下面重點(diǎn)介紹溫差及濕度的測量電路。

2．1　溫差測量電路

根據機械通風(fēng)的要求，實(shí)際上我們并不關(guān)心糧庫內外的實(shí)際溫度，而是更關(guān)心庫內外的溫差。為了簡(jiǎn)化測量電路，降低成本，本設計沒(méi)有采用傳統測量庫內外溫度再求其差的方法。如圖2所示。直接采用一對匹配性能較佳的ad590l，分別置于庫內外，利用圖2直接測量溫差。顯然vt正比（t1－t2），其中t1，t2分別為糧庫內、外的溫度。

2．2　濕度測量電路

片7556構成測量電路。如圖3所示。左邊1／2（7556）組成自激多諧振蕩器，右邊1／2（7556）組成單穩態(tài)延時(shí)電路。v01，v02邏輯異或后濾波得到直流電壓vd，經(jīng)分析可得：

顯示并控制通風(fēng)設備（定時(shí)時(shí)間由用戶(hù)設定）。作為完成比較計算的軟件部分由主程序和定時(shí)器t0中斷服務(wù)程序構成。主程序完成系統初始化及鍵盤(pán)管理，程序流程圖見(jiàn)圖4，中斷服務(wù)程序，主要判定測量時(shí)間是否已到，并進(jìn)行溫差及濕度測量、換算，進(jìn)一步判定是否啟動(dòng)通風(fēng)設備，程序流程圖見(jiàn)圖5。

4　結　論

（1）通過(guò)溫差測量電路及濕度測量電路的設計，真正實(shí)現了低成本的要求。 （2）本裝置為定時(shí)測控并顯示有關(guān)參數，能夠滿(mǎn)足系統要求的同時(shí)，又具有簡(jiǎn)單、經(jīng)濟之特點(diǎn)。 （3）靈活的鍵盤(pán)輸入方式設定參數，增加了系統的靈活性。

本機械通風(fēng)控制系統經(jīng)過(guò)使用，證明運行可靠，操作方便，節省人力投入，提高了自動(dòng)化控制水平和工作效率，方便了調試和維護，符合機械通風(fēng)技術(shù)的要求，真正做到既經(jīng)濟又實(shí)用的控制目的，具有推廣價(jià)值。