馬銘+吳旭+劉書成+孫旭+劉景云

摘 要：我國糧食主要以散糧方式存儲，溫度是影響其安全的關(guān)鍵因素之一。文中基于STM32F103VET6和Pt100進行便攜式倉儲糧溫度快速檢測裝置的設(shè)計與開發(fā)，完成各電路模塊設(shè)計，并進行軟件編程與調(diào)試，實現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的采集、顯示、存儲等功能。最后將所開發(fā)設(shè)計的裝置進行溫度測試。

關(guān)鍵詞：倉儲糧；STM32；Pt100；溫度；檢測裝置

中圖分類號：TP212 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2017）03-00-02

0 引 言

倉儲環(huán)節(jié)是糧食物流的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，保障倉儲糧安全關(guān)系國計民生。同時，隨著人們生活水平的提高，對糧食品質(zhì)也有著越來越高的要求。影響倉儲糧安全與品質(zhì)的一個關(guān)鍵參數(shù)是糧食溫度，獲取其溫度數(shù)據(jù)對安全儲糧具有重要意義。當前，除在線測試系統(tǒng)之外，通常也采用現(xiàn)場巡檢的方式快速獲得糧食的溫度數(shù)據(jù)[1]。

便攜式溫度巡檢裝置是由傳感器、微處理器、顯示器等組成的溫度檢測裝置。隨著科技的進步，人們對于產(chǎn)品的要求也逐漸提升。STM32微處理器是基于ARM Cortex-M3內(nèi)核針對高性能、低成本、低功耗的嵌入式應用而專門設(shè)計的微處理器，在溫度檢測中應用廣泛[2]。顧文磊等[3]針對鋼鐵生產(chǎn)過程中需要檢測排放煙氣溫度與壓力的需求，采用32位高性能微控制器STM32、高精度溫度傳感器等設(shè)計了鋼廠煙氣溫度與壓力監(jiān)測系統(tǒng)，對鋼鐵生產(chǎn)過程中排放的煙氣溫度與壓力進行實時數(shù)據(jù)檢測與處理。索云天等[4]基于STM32微控制器設(shè)計了溫度測量系統(tǒng)。

Pt100能夠?qū)囟茸兞哭D(zhuǎn)換為可傳輸?shù)碾娦盘枺哂薪涌陟`活方便，體積小，重量輕，安裝位置任意，適用性強等特點，因此在工業(yè)生產(chǎn)過程中廣泛應用于溫度的測量和控制。

本文設(shè)計了基于STM32F103VET6微處理器和Pt100溫度傳感器的便攜式溫度檢測裝置，對倉儲糧多點溫度數(shù)據(jù)進行實時采集，并上傳到微處理器進行數(shù)據(jù)處理，然后通過TFT液晶顯示器顯示。

1 系統(tǒng)設(shè)計

本文所設(shè)計的倉儲糧多點溫度快速檢測裝置的主要功能是實現(xiàn)糧倉內(nèi)多點溫度的快速實時檢測、顯示與存儲等，進而便于工作人員根據(jù)糧倉內(nèi)的糧食情況做出判斷，同時對相關(guān)條件進行實時調(diào)控，確保倉內(nèi)糧食處于安全儲藏狀態(tài)。

1.1 裝置結(jié)構(gòu)與功能模塊設(shè)計

基于STM32設(shè)計的溫度快速檢測裝置的硬件主要包括信號數(shù)據(jù)采集、LCD顯示、存儲、通信、電源等電路模塊，主要實現(xiàn)散糧存儲時對倉儲糧溫度的采集、傳輸、存儲、顯示，為糧食倉儲提供更為有效、便捷的檢測手段?；赟TM32的便攜式倉儲糧溫度檢測裝置模塊如圖1所示。

電源模塊提供裝置所需的能量，由數(shù)據(jù)采集模塊實現(xiàn)倉儲糧各點的溫度采集，經(jīng)驅(qū)動電路將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆O(shè)備微處理器模塊，該模塊對接收到的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理，然后分別發(fā)送到存儲模塊和LCD顯示模塊進行溫度數(shù)據(jù)的存儲和顯示。

1.2 裝置檢測流程設(shè)計

裝置檢測流程如圖2所示。

1.3 硬件設(shè)計

該裝置硬件包括穩(wěn)壓電源電路、顯示器電路、微處理器電路、溫度采集電路、信號放大電路、RS 232通訊電路等。其中穩(wěn)壓電路將電壓分別穩(wěn)定在+3.3 V、+2.8 V、+2.5 V，為不同電壓需求的模塊提供電壓，保證其他模塊正常供電。顯示器電路采用2.4寸TFT-LCD彩色可觸控液晶屏，TFT-LCD為每個像素點都提供一個半導體開關(guān)，可以通過點擊脈沖直接控制每個像素點，因此每個節(jié)點相對獨立，并可以連續(xù)控制。此舉不僅提高了顯示屏的反應速度，同時顯示色階也可以得到精確控制。

溫度采集電路單獨設(shè)計，采用測量電橋獲得模擬信號，并連接至裝置主電路，經(jīng)過驅(qū)動放大后連接至STM32的ADC接口。每個溫度采集模塊連接1個Pt100傳感器，該裝置最多可帶8路溫度采集模塊。Pt100溫度數(shù)據(jù)采集電路實物如圖3所示。

2 裝置測試

功能模塊界面與溫度采集窗口如圖4所示。在點擊溫度采集按鈕后窗口跳轉(zhuǎn)到溫度顯示模塊。測試使用4個Pt100溫度傳感器，在溫度檢測平臺開發(fā)了四組溫度采集的文本編輯框，分別設(shè)定為溫度1、溫度2、溫度3、溫度4，對應四個Pt100溫度傳感器。將Pt100溫度傳感器暴露在空氣中，發(fā)現(xiàn)誤差在正常的范圍內(nèi)。

3 結(jié) 語

本文設(shè)計與開發(fā)了一款便攜裝置，用于倉儲糧多點溫度的快速檢測。該裝置主要實現(xiàn)在散糧存儲下，對倉儲糧溫度的采集、傳輸、存儲、顯示，便攜且易于操作。本設(shè)計將為實現(xiàn)便攜式倉儲糧溫度檢測提供信息技術(shù)參考，具有很好的應用前景。

參考文獻

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