仓储粮多点温度快速检测装置设计

2017-03-30马铭吴旭刘书成孙旭刘景云

物联网技术 2017年3期

关键词：温度

马铭+吴旭+刘书成+孙旭+刘景云

摘要：我国粮食主要以散粮方式存储，温度是影响其安全的关键因素之一。文中基于STM32F103VET6和Pt100进行便携式仓储粮温度快速检测装置的设计与开发，完成各电路模块设计，并进行软件编程与调试，实现温度数据的采集、显示、存储等功能。最后将所开发设计的装置进行温度测试。

关键词：仓储粮；STM32；Pt100；温度；检测装置

中图分类号：TP212 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2017）03-00-02

0 引言

仓储环节是粮食物流的关键环节，保障仓储粮安全关系国计民生。同时，随着人们生活水平的提高，对粮食品质也有着越来越高的要求。影响仓储粮安全与品质的一个关键参数是粮食温度，获取其温度数据对安全储粮具有重要意义。当前，除在线测试系统之外，通常也采用现场巡检的方式快速获得粮食的温度数据[1]。

便携式温度巡检装置是由传感器、微处理器、显示器等组成的温度检测装置。随着科技的进步，人们对于产品的要求也逐渐提升。STM32微处理器是基于ARM Cortex-M3内核针对高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用而专门设计的微处理器，在温度检测中应用广泛[2]。顾文磊等[3]针对钢铁生产过程中需要检测排放烟气温度与压力的需求，采用32位高性能微控制器STM32、高精度溫度传感器等设计了钢厂烟气温度与压力监测系统，对钢铁生产过程中排放的烟气温度与压力进行实时数据检测与处理。索云天等[4]基于STM32微控制器设计了温度测量系统。

Pt100能够将温度变量转换为可传输的电信号，具有接口灵活方便，体积小，重量轻，安装位置任意，适用性强等特点，因此在工业生产过程中广泛应用于温度的测量和控制。

本文设计了基于STM32F103VET6微处理器和Pt100温度传感器的便携式温度检测装置，对仓储粮多点温度数据进行实时采集，并上传到微处理器进行数据处理，然后通过TFT液晶显示器显示。

1 系统设计

本文所设计的仓储粮多点温度快速检测装置的主要功能是实现粮仓内多点温度的快速实时检测、显示与存储等，进而便于工作人员根据粮仓内的粮食情况做出判断，同时对相关条件进行实时调控，确保仓内粮食处于安全储藏状态。

1.1 装置结构与功能模块设计

基于STM32设计的温度快速检测装置的硬件主要包括信号数据采集、LCD显示、存储、通信、电源等电路模块，主要实现散粮存储时对仓储粮温度的采集、传输、存储、显示，为粮食仓储提供更为有效、便捷的检测手段。基于STM32的便携式仓储粮温度检测装置模块如图1所示。

电源模块提供装置所需的能量，由数据采集模块实现仓储粮各点的温度采集，经驱动电路将数据传输到设备微处理器模块，该模块对接收到的数据进行数据处理，然后分别发送到存储模块和LCD显示模块进行温度数据的存储和显示。

1.2 装置检测流程设计

装置检测流程如图2所示。

1.3 硬件设计

该装置硬件包括稳压电源电路、显示器电路、微处理器电路、温度采集电路、信号放大电路、RS 232通讯电路等。其中稳压电路将电压分别稳定在+3.3 V、+2.8 V、+2.5 V，为不同电压需求的模块提供电压，保证其他模块正常供电。显示器电路采用2.4寸TFT-LCD彩色可触控液晶屏，TFT-LCD为每个像素点都提供一个半导体开关，可以通过点击脉冲直接控制每个像素点，因此每个节点相对独立，并可以连续控制。此举不仅提高了显示屏的反应速度，同时显示色阶也可以得到精确控制。

温度采集电路单独设计，采用测量电桥获得模拟信号，并连接至装置主电路，经过驱动放大后连接至STM32的ADC接口。每个温度采集模块连接1个Pt100传感器，该装置最多可带8路温度采集模块。Pt100温度数据采集电路实物如图3所示。

2 装置测试

功能模块界面与温度采集窗口如图4所示。在点击温度采集按钮后窗口跳转到温度显示模块。测试使用4个Pt100温度传感器，在温度检测平台开发了四组温度采集的文本编辑框，分别设定为温度1、温度2、温度3、温度4，对应四个Pt100温度传感器。将Pt100温度传感器暴露在空气中，发现误差在正常的范围内。

3 结语

本文设计与开发了一款便携装置，用于仓储粮多点温度的快速检测。该装置主要实现在散粮存储下，对仓储粮温度的采集、传输、存储、显示，便携且易于操作。本设计将为实现便携式仓储粮温度检测提供信息技术参考，具有很好的应用前景。

参考文献

[1]裴勇.手持式粮食温度记录仪的设计[J].农业科技与装备，2015（6）：47-49，52.

[2]魏迎军，闫亚超，韩洁.基于STM32单片机的多路温度检测系统[J].科学与财富，2011（9）：151-152.

[3]顾文磊，徐奎，苏义鑫，等.基于STM32的钢厂烟气温度与压力监测系统设计[J].武汉理工大学学报（信息与管理工程版），2015，37（1）：43-46，63.

[4]索云天，梁龙学，林冲锋.基于STM32的多点温度采集系统设计[J].兰州交通大学学报，2013，32（6）：60-62，81.

[5]吕文龙，孙炎辉，白航，等.一种基于ZigBee网络的农业物联网管理系统设计[J].物联网技术，2014，4（7）：78-79.

[6]叶岑明，姚伯威.粮库多点温度监测系统设计和实现[J].中国测试，2005，31（5）：63-64.