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粮仓温湿度监控系统设计
作者：牛贾贾 马铁华 沈大伟 来源：《电子世界》2013年第11期
【摘要】为了更加精确、及时地对粮仓温湿度进行监测与控制，设计了一套以SHT15为温湿度传感器，以LPC1768为主控制器的监控系统。该系统主要由LPC1768微控制器、SHT15温湿度传感器、LCD显示模块、报警器以及温湿度调节模块等部分组成。SHT15传感器输出数字量，可直接与LPC1768的I2C接口相连接。系统将采集到的温湿度值转化为物理量并显示在LCD上，同时，根据温湿度值的大小，产生相应的控制信号，由此实现温湿度的自动调节。测试结果表明，与模拟式温湿度传感器相比，基于SHT15的温湿度监控系统具有电路结构简单、实时性强、精度高等特点。
【关键词】监测与控制；SHT15；LPC1768；粮仓 1.引言
在粮食储藏过程中，粮食温湿度的变化是影响粮食质量安全的主要因素。当粮仓内部的温湿度超过一定阈值时，粮食就易发霉变质。每年由于储藏不当造成大量的粮食浪费，给国家和人民造成巨大的经济损失。所以随时监测粮仓内部的温湿度变化，具有重要的实际意义。受经济条件限制，部分地区的国家粮食储备库还采用传统的人工方式进行粮情监控，不及时、不准确[1]。本系统采用SHT15型多功能、自校准智能传感器，通过微控制芯片LPC1768采集温湿度信号，对信号进行处理判断，依据要求控制制冷器、加温机、加湿器、抽湿机启动，由此实现粮仓内温湿度的自动化控制与调节。 2.设计方案 2.1 系统设计要求
根据粮食的储藏条件，我国的气候条件和目前仓库的管理水平，通常规定粮仓温度不超过20℃，湿度不超过30%RH[2]。
系统可对温湿度进行自动调节控制。
当储藏温湿度超过要求范围时，系统进行报警，以提醒工作人员及时查看温湿度情况，在系统不能及时自动调控温湿度的情况下，可进行人工干预调控。 2.2 系统总体设计方案
根据系统的总体要求，本设计采用如下方案：整个系统由LPC1768微控制器、SHT15温湿度传感器、LCD显示模块、报警器以及温湿度调节系统等部分组成。系统功能原理图如图1
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所示。用户根据储存要求预先输入温湿度报警值到程序中，该值作为系统阈值。SHT15温湿度传感器监测值传输给LPC1768，当监测到的数值超出所设定阈值时，驱动蜂鸣器报警，并为温湿度调节系统提供相应的控制信号，实现自动控制。 3.硬件设计 3.1 微控制器
控制电路的核心器件是由NXP公司推出的基于Cortex-M3内核的LPC1768[3]微控制器，操作频率可达100MHz。有多组外设，3个I2C接口、512KB的Flash存储器等，每个外设都自带时钟分频器，在设置低功耗的基础上，可进一步节省功耗。另外，LPC1768芯片的体积只有14cm*14cm，适用于高度集成和低功耗的嵌入式应用，外设功能强，方便系统的功能扩展。
3.2 SHT15温湿度传感器
SHT15[4-5]型传感器是单片多用途的智能传感器，不仅包含基于湿敏电容器的微型相对湿度传感和基于带隙电路的微型温度传感器而且还有14位的A/D转换器和两线串行接口，可直接输出数字量。SHT15可直接通过I2C接口进行通讯。其性能如下： ——相对湿度测量范围：0～100%RH； ——温度测量范围：-40～+123.8℃； ——相对湿度分辨率：0.03%RH； ——温度分辨率：0.01℃； ——相对湿度测量精度：±2%RH； ——温度测量精度：±0.4℃；
——相对湿度响应时间：8s（type）； ——温度响应时间：5～30s。 3.3 显示模块
TS128×64点阵液晶显示屏的DB0～ DB7数据总线连接到U1（LPC1768）的P2.0～P2.7引脚，CS1、CS2、D/I、RW和En控制信号引脚分别与P2.8～P2.12引脚直接相连。LCDAK
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