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(jié)構(gòu)形式上有許多要求外，在溫度和濕度上都有較高的要求。一般來說，對于不同的地區(qū)，不同的貯存物，糧庫分常溫庫、準(zhǔn)低溫庫和低溫庫。準(zhǔn)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(qū)，糧庫主要利用機械通風(fēng)設(shè)備進行糧庫內(nèi)、外空氣的交換來達到降低庫內(nèi)溫度，實現(xiàn)糧食的低溫保存。以前通風(fēng)設(shè)備的開啟和關(guān)停，均是由人手動控制的，即由庫管人員定時查看庫內(nèi)外的溫度、濕度情況，按要求開關(guān)通風(fēng)設(shè)備，這樣庫管人員的勞動強度大，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，在溫差和濕度超過用戶設(shè)定值范圍時，啟動通風(fēng)設(shè)備，否則自動關(guān)閉通風(fēng)設(shè)備。鑒于目前大多中小型糧庫資金缺少的現(xiàn)狀，筆者根據(jù)糧庫從事機械通風(fēng)術(shù)人員的要求，研制了用gms97c51構(gòu)成的經(jīng)濟實用型機械通風(fēng)控制器。本文就該控制器硬件組成、工作原理、系統(tǒng)軟件等問題做以簡述。

2　硬件組成及工作原理

系統(tǒng)的組成如圖1所示。根據(jù)機械通風(fēng)的要求，該控制器能夠自動測量糧庫內(nèi)外的溫差及庫外的濕度。當(dāng)庫內(nèi)外的溫度差大于設(shè)定值且實測庫外濕度低于設(shè)定值時自動給出信號啟動通風(fēng)設(shè)備，否則自動停止通風(fēng)設(shè)備的工作。而溫差及濕度的設(shè)定值可由用戶根據(jù)季節(jié)氣候隨時修改，自由調(diào)整。

系統(tǒng)的核心為高性能、低成本的單片機gms97c51，他與87c51完全兼容，內(nèi)部包含4kbotp。通過p0口連接一個4×4鍵盤來實現(xiàn)人工對參數(shù)的自由設(shè)定。通過串口連接4位led顯示器，其中2位顯示庫內(nèi)外的溫差，另外2位顯示濕度。系統(tǒng)定時啟動通過p1口相連的adc0809來完成溫差測量電路送來的溫差及濕度測量電路送來的濕度的a／d轉(zhuǎn)換信號，并與設(shè)定值比較。當(dāng)滿足啟動條件時通過p2．6控制繼電器j閉合，進一步利用j的觸點啟動通風(fēng)設(shè)備。

下面重點介紹溫差及濕度的測量電路。

2．1　溫差測量電路　　

根據(jù)機械通風(fēng)的要求，實際上我們并不關(guān)心糧庫內(nèi)外的實際溫度，而是更關(guān)心庫內(nèi)外的溫差。為了簡化測量電路，降低成本，本設(shè)計沒有采用傳統(tǒng)測量庫內(nèi)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(nèi)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(nèi)、外的溫度。

下面重點介紹溫差及濕度的測量電路。

2．1　溫差測量電路

根據(jù)機械通風(fēng)的要求，實際上我們并不關(guān)心糧庫內(nèi)外的實際溫度，而是更關(guān)心庫內(nèi)外的溫差。為了簡化測量電路，降低成本，本設(shè)計沒有采用傳統(tǒng)測量庫內(nèi)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(nèi)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(nèi)、外的溫度。

2．2　濕度測量電路

片7556構(gòu)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(wěn)態(tài)延時電路。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(shè)備（定時時間由用戶設(shè)定）。作為完成比較計算的軟件部分由主程序和定時器t0中斷服務(wù)程序構(gòu)成。主程序完成系統(tǒng)初始化及鍵盤管理，程序流程圖見圖4，中斷服務(wù)程序，主要判定測量時間是否已到，并進行溫差及濕度測量、換算，進一步判定是否啟動通風(fēng)設(shè)備，程序流程圖見圖5。

4　結(jié)　論

（1）通過溫差測量電路及濕度測量電路的設(shè)計，真正實現(xiàn)了低成本的要求。 （2）本裝置為定時測控并顯示有關(guān)參數(shù)，能夠滿足系統(tǒng)要求的同時，又具有簡單、經(jīng)濟之特點。 （3）靈活的鍵盤輸入方式設(shè)定參數(shù)，增加了系統(tǒng)的靈活性。

本機械通風(fēng)控制系統(tǒng)經(jīng)過使用，證明運行可靠，操作方便，節(jié)省人力投入，提高了自動化控制水平和工作效率，方便了調(diào)試和維護，符合機械通風(fēng)技術(shù)的要求，真正做到既經(jīng)濟又實用的控制目的，具有推廣價值。