基于51单片机的烤烟机温湿度自动控制系统设计-电气工程及其自动化本科毕业论文.doc

电子与信息工程学院 本本 科科 毕毕 业业 论论 文文 论文题目 基于 51 单片机的烤烟机温湿度 自动控制系统设计 学生姓名 xx 学 号 xx 专 业 电气工程及其自动化 班 级 xx 电气(2) 指导教师 xx 20xx 年 5 月 摘摘 要要 单片机在电子产品中的应用已经越来越广泛，在很多的电子产品中也用到 了温湿度检测和温湿度控制随着温湿度控制器应用范围的日益广泛和多样性， 各种适用于不同场合的智能温湿度控制器应运而生 介绍了基于 89C51 单片机的烤烟房温湿度测控系统软硬件的设计，整个系 统由数据采集、数据调理、单片机和控制部分组成，模拟烤烟房的温度曲线进 行控制本设计使用 SHT11 温湿度控制器检测温度和湿度，经过单片机处理后， 驱动继电器及喇叭，并作出相关显示，采用该测控系统准确地检测烤烟房内的 温湿度数有效地自动控制烤烟房内的温湿度，提高了烤烟房内的控制水平和烟 叶的烘烤质量说明书分硬件部分和软件部分进行阐述，并附以原理图和流程 图 关键词关键词：：单片机; 仓库; SHT11 ABSTRACT MCU in the application of electronic products has become increasingly widespread in many electronic products are also used for detection and control of temperature and humidity . with the temperature and humidity controller of the increasingly wide range of applications and diversity of all kinds for different occasions come into being intelligent temperature controller. This paper presents a system for measuring and control the temperature and humidity in the flue—curing barn．the system is composed of a singlechip microcomputer 89C5 1，the temperature and the humidity sensor SHT11．this design as a thermistor temperature and humidity measurement devices, and then converted through SHT11, after single-chip processing, relay and horn-driven, and to make the relevant show. It improve the level of tobacco and tobacco control room of the baking quality. Manual hardware and software sub-part of, together with a schematic diagram and flow chart. Key words: Single-chip ； Flue-cured Tobacco ； SHT11 目目 录录 1 1 绪论绪论1 1.1 本课题研究背景及目的 1 1.2 三段式烘烤技术要求 2 1.3 本课题研究方法与内容 4 2 2 温度测控理论温度测控理论5 2.1 温度和湿度的定义 5 2.2 温度传感器 5 2.3 湿度传感器 6 3 3 温控系统的设计温控系统的设计7 3.1 系统分析 7 3.1.1 生产工艺要求.7 3.1.2 智能温湿度控制系统功能需求分析.7 3.2 系统方案设计 8 3.3 硬件部件的选用 8 3.3.1 主控制器.8 3.3.2 温湿度检测元件11 3.3.3 显示单元17 3.4 系统硬件原理图设计 .19 3.4.1 按键设计模块19 3.4.2 显示电路模块20 3.4.3 控制输出驱动与报警电路模块21 3.5 系统软件设计 .22 3.5.1 软件编程22 3.5.2 软件抗干扰23 4 4 结论结论.24 致谢致谢.25 参考文献参考文献.26 附录附录 A A 烤烟采收烘烤技术规范烤烟采收烘烤技术规范 .28 附录附录 B B 系统流程图系统流程图 30 附录附录 C C 系统软件程序系统软件程序 34 1 1 1 绪论绪论 1 1 1.1.本课题研究背景及目的本课题研究背景及目的 研究背景：烟草行业是一个高税收行业，06 年国的税收为 2900 亿元；人们 将它称之为“暴利行业” ，因为是国家垄断。

同时又是国家管制很严的行业，截 至 2006 年底，全国具有法人资格的卷烟工业企业已调整减少为 31 家，全行业 17 家省级公司中的 11 家已完成与所属卷烟企业的合并重组 90 年代初期,国家烟草专卖局烟叶公司在着力解决烟叶营养不良、发育不全 取得明显成效的基础上,开始重点解决烟叶烘烤制约烟叶内在品质和外观质量这一 技术瓶颈1992 年,中国烟叶生产购销公司在郑州市组织召开了全国烟叶烘烤技 术研讨会,之后,组织开展了烤烟三段式烘烤应用理论与技术研究,在一定范围内进 行了三段式烘烤技术示范,取得了很好的效果,1997 年国家烟草专卖局烟叶公司把 烤烟三段式烘烤及配套技术作为重点新技术应用推广项目在全国组织推广三段 式烘烤的应用技术基础 多年来,对我国烟叶香吃味和外观质量同津巴布韦、巴西等国家相比有较大差 异的分析认为,除了土壤、气候等环境因素,以及品种、栽培管理等主要生产措施 外,烘烤有着十分重要的作用而且,烟叶成熟度、烘烤工艺技术、烘烤设备等烘 烤因素存在问题极其普遍,在一些烟区还比较严重,无一不制约烟叶品质和效益 研究目的：设计一个应用于三段式烤烟工艺的具有低成本、工作可靠和操作 方便等特点的智能温湿度控制系统，为企业提供一个温湿度控制解决方案，增强 我国烟草行业在国际上的竞争，促进我国烟草行业的发展。

2 1.21.2 三段式烘烤技术要求三段式烘烤技术要求 成熟度是烟叶质量的基础和中心 研究和生产实践认为,烟叶成熟度有两个含义:一个是采收烟叶成熟度,即田间 生长发育和物质转化达到的成熟度;一个是烤后烟叶成熟度,即烘烤过程的物质转 化达到分级要求的成熟度所以,烟叶成熟度的本质都是紧紧围绕着最终烟叶品质 和可用性进行充分而完善的物质转化 烟叶成熟度问题具体表现在下部叶轻飘,单叶重小,上部叶和较厚的烟叶背面 偏白和正面与背面反差大的突出需要更新烟叶成熟度的观念,尽快扭转下部叶过 熟、中部叶采生、上部叶采青的局面,做到下部叶适时早收,中部叶成熟稳收,上部 叶充分成熟采收,顶叶 4～6 片集中一次采收要坚持把成熟度作为烤烟生产全过 程的技术中心,烟叶生产的全部操作过程都要紧紧围绕和满足烟叶最终真正长熟、 养熟烟叶成熟的标志,除了一般的外观特征外,以烟叶烘烤变黄时间确认下部 成熟叶变黄时间为 60～72h,中部叶为 48～60h,上部叶为 36～48h只有首先扭转 烟叶成熟度的观念,才可能保证烤后烟叶内在品质得到明显改善,达到内在品质与 外观质量统一 根据附录 A“烤烟采收烘烤技术规范” ，工艺要求如下： 1.变黄期：关闭天地窗，点火以后以 1℃/h 的速度升到起点 34～36℃封火， 保证干湿差 1~2℃，留 10 厘米左右的火眼；1 小时后进行第二次封火，留有 3 厘 米的火眼，做到有火无苗，使底棚烟叶烟尖烟缘变黄，叶片出汗，再按每小时升 1℃至 38~40℃，干湿差 1~4℃充分延长时间，使烟叶进一步变黄。

充分凋萎，这 是主要变黄期，待烟叶柔软塌膀，变黄九成以后，升至 42~43℃保温保湿当二 棚烟叶达到基本全黄充分塌架，烟筋变软，再按每小时 1℃升至 45℃，干湿差为 6~7℃逐开天地窗，适当通风排湿转入定色期 此期应注意的问题：（1）36~38℃变黄时间不宜太长，防止烟叶养分消耗 过多形成挂灰 （2）上部烟含水量少，干物质多，此期多注意烤房内温度，当房 内温度够时，应往房内洒水补湿（火炉、火管上面不能洒水） （3）排湿要循序 渐进，不盲目排湿，排湿中应加大火力，防止掉温形成挂灰 3 2.定色期：加大火力，保持温度不下降，且升温不宜太快，保持湿球稳定， 天窗开完后，现逐步开大地洞，以 1℃/h 升至 46℃，湿球 37~39℃，必要时从 46~48℃顿火延长时间，使烟筋变黄，烟叶勾尖卷边至小卷筒 50℃时，叶片干燥 三分之二小卷筒黄叶黄筋之后以 1℃/2h 左右升至 54℃湿球 39~40℃维持 16 小时 以后，使二棚烟叶全干至大卷筒，全房黄筋黄叶顶棚亮行（小卷筒以上）转入干 筋期 此期应注意的问题：（1）烟叶干燥达不到 2/3 以上，干球不能赶过 50℃， 干球达到 52~53℃要及时稳温、湿球不能过早升至 41℃，否则致香物质难以形成； （2）防止出现高温高湿出现蒸片；（3）在 45~50℃之间防止湿球温度过低（少 于 37℃）导致回青；（4）不能急升温或掉温形成挂灰。

3.干筋期：升温速度 1℃/h 左右，至 68℃，最高不能超过 70℃，湿球 42~43℃湿球若偏低，先关风洞，关完后再关天窗，当中间棚次少数烟叶主脉 2-3 厘米未干时，可停火 此期注意的问题：（1）升温不宜过快，60℃前顶棚必须大卷筒 （2）干球 超过 68℃，湿球不超过 43℃防止香气受损，但湿温低于 41℃，烟叶色淡，不鲜 亮 （3）不能降温以防洇筋洇片 （4）停火时，天窗稍留缝隙，以防闷红 （5） 注意安全生产防落叶、防发生火灾 烟叶烘烤是十分复杂的过程，虽然基本原理相同，但因烟叶品种、性质不同， 烟叶烘烤特性就不同，再加上外界环境及烘烤设备上的差异，这就需要在生产实 践中灵活运用 （ 通过对烘烤环境温度、湿度、时间调控,实现对烟叶水分动态和物质转化的协 调,达到最终将烟叶烤黄、烤干、烤香的统一,这就是三段式烘烤技术的核心,也是 烟叶烘烤的根本目的 根据对烟叶在烘烤中变黄、变香和非正常情况下发生棕色化反应变褐的化学 和生物化学过程及其与水分动态、烤房温湿度关系的研究结果,认为三段式烘烤技 术的关键点如下 1、低温变黄,黄干协调 即要求烟叶在比较低的温度下达到比较高的变黄程度。

烟叶变黄阶段起始温 4 度 32～34℃,大量变黄温度 35～38℃,完成变黄温度 38～42℃烟叶在变黄阶段失 水量为 30%左右,达到叶片发软若烟叶黄变和干燥其中之一达不到要求即必须 采取保温保湿变黄或排湿脱水的措施并延长时间 2、适速升温定色 在 46～48℃以前以平均 1℃/3h 的速度升温,之后以平均 1℃/2h 的速度升温边 升温边排湿定色当烤房温度达到 54℃后需稳定较长时间(12h 以上),使淀粉彻底 水解,糖分和致香物大量形成和积累我国不少上部叶和较厚的叶片,正面呈黄色, 背面黄白色明显,其叶内淀粉含量较高,若在 54℃左右给予比较多的时间,这种现象 会得到改善,烟叶香吃味也会因此得到增进提高 3、重视湿球温度 即依鲜烟叶的素质状况确定和控制烘烤各阶段的湿球温度指标,并以湿球温度 高低作为烧火和通风排湿的主要技术依据一般变黄阶段控制干湿球温度差 1～4℃,定色阶段控制湿球温度 37～40℃,干筋阶段控制湿球温度 40～43℃以下 4、允许烘烤技术指标必要时作调整 由。