陸宇晗　陳明　謝英俊　王濤　李強　李高翔

【摘 要】為解決高原寒區(qū)冷補料在低溫環(huán)境下養(yǎng)護(hù)施工質(zhì)量不佳的問題，本文基于AT89C52單片機和DHT11溫濕度傳感器設(shè)計了一種智能加熱攪拌裝置溫濕度監(jiān)控系統(tǒng).將乳化瀝青冷補料加熱到一定溫度，通過無線傳輸實時顯示溫度和濕度，當(dāng)溫濕度超出閾值范圍時，實現(xiàn)升溫/降溫、加濕/除濕的控制。

【關(guān)鍵字】攪拌裝置;單片機;溫濕度監(jiān)控

中圖分類號： U469.72;U463.851 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）32-0021-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.32.008

Design of Wireless Temperature and Humidity Monitoring System for Intelligent Heating and Stirring Device

LU Yu-han CHEN Ming XIE Ying-jun WANG Tao LI Qiang LI Gao-xiang

（Institute of Mechanical Engineering ， Baoji Shaanxi 721016， China）

【Abstract】In order to solve the problem of poor maintenance and construction quality for plateau cold fill material under low temperature environment， this paper designed a wireless temperature and humidity monitoring system for intelligent heating and stirring Device on account of AT89S51 microcontroller and DHT11 temperature and humidity transducer. The cold filled emulsified asphalt is heated to a certain temperature， the system can display the current real-time temperature and humidity by wireless transmission， when the values exceed the threshold it can realize the system control of heating or cooling，humidifying or dehumidifying.

【Key words】Heating Stirring Device; Single Chip Computer; Temperature and Humidity Monitoring

0 前言

高原寒區(qū)的環(huán)境較為惡劣，具有凍融循環(huán)頻繁且劇烈、晝夜溫差大、空氣稀薄、年平均氣溫較低等特點，對路面的損害比較大，所以如何對路面進(jìn)行及時有效地養(yǎng)護(hù)成了一個亟待解決的難題。

調(diào)研發(fā)現(xiàn)目前高原寒區(qū)公路養(yǎng)護(hù)存在以下問題：公路養(yǎng)護(hù)線路長，養(yǎng)護(hù)資金缺乏;人工養(yǎng)護(hù)模式，效率太低，造成修補/養(yǎng)護(hù)不及時，加重路面的損壞;傳統(tǒng)熱瀝青養(yǎng)護(hù)法，瀝青混合料加熱到160～180℃ 之間，在高原地區(qū)不易將其加熱至如此之高的溫度;以冷補料養(yǎng)護(hù)施工，碾壓破乳后水分不易蒸發(fā)，壓實效果差，導(dǎo)致路面不結(jié)實。

針對以上問題，選用乳化瀝青冷補料進(jìn)行修補/養(yǎng)護(hù)路面，只需加熱至40～50℃之間即可使用?；贏T89C51單片機和溫濕度傳感器設(shè)計智能加熱攪拌裝置溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)，通過無線傳輸，實時監(jiān)控攪拌桶內(nèi)的溫度和濕度，提高高原寒區(qū)公路養(yǎng)護(hù)質(zhì)量。

1 加熱攪拌裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計

選用強制式攪拌，通過旋轉(zhuǎn)葉片對混合料進(jìn)行攪拌，設(shè)計加熱攪拌裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示，電機1通過減速裝置驅(qū)動攪拌葉片4轉(zhuǎn)動攪拌，通過液壓缸15驅(qū)動攪拌裝置順時針轉(zhuǎn)動120度至卸料板13位置卸料。攪拌設(shè)備上設(shè)計加料斗5，加料斗5固定在支架2上面，加料斗不隨攪拌裝置旋轉(zhuǎn)。當(dāng)攪拌裝置在圖示位置時，通過加料斗5把新料加入攪拌裝置，攪拌裝置的右側(cè)靠里面安裝溫控柜11，可實時監(jiān)控攪拌桶內(nèi)溫濕度，保溫層9采用保溫性能較好的玻璃纖維。

1.電機? 2.支架? 3.攪拌軸? 4.攪拌葉片? 5.加料斗? 6.出料口? 7.內(nèi)壁? 8.加熱帶? 9.保溫層? 10.外殼? 11.配電柜? 12.傳感器? 13.卸料板? 14.車廂? 15.液壓缸

圖1 加熱攪拌裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計簡圖

2 溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

基于藍(lán)牙串口通信實現(xiàn)遠(yuǎn)程溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)的框圖如圖2所示，整個系統(tǒng)的核心部分是單片機，首先設(shè)置好溫濕度的閾值，通過傳感器檢測溫濕度，并通過安卓設(shè)備進(jìn)行顯示，當(dāng)溫濕度不在設(shè)置的閾值范圍內(nèi)，LED燈亮報警，并通過繼電器控制進(jìn)行升溫或降溫，加濕或除濕操作，使溫濕度恢復(fù)正常，報警信號停止。

圖3為系統(tǒng)硬件仿真圖，主控芯片AT89C52單片機功能強大，性價比高;DHT11溫濕度檢測模塊通過內(nèi)部取值，將采集到的溫濕度模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)量，直接進(jìn)行取值和運算，性能穩(wěn)定、可靠。LCD1602液晶顯示模塊可以顯示中文、英文、數(shù)字和溫濕度單位，HC-06藍(lán)牙串口通信模塊是一款高性能主從一體藍(lán)牙串口模，且編程簡單。圖4給出了電路板連接圖實物圖。

圖2 溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)

圖3 硬件電路圖（不包括通訊電路）

圖4 硬件連接實物圖

系統(tǒng)的軟件包括主程序、數(shù)據(jù)采集程序、單片機控制藍(lán)牙模塊通信程序等。主程序的流程圖如圖5所示，從MAIN函數(shù)進(jìn)入系統(tǒng)，進(jìn)行初始化，設(shè)置溫濕度的閾值，然后檢測溫濕度，判斷溫濕度是否在閾值內(nèi)，如果在，則顯示出溫濕度，否則將會報警，LED燈亮，蜂鳴器響起，控制系統(tǒng)啟動進(jìn)行相應(yīng)的處理，再顯示出溫濕度，解除報警。

圖5 系統(tǒng)主程序流程圖

3 小結(jié)

本文基于51單片機設(shè)計了一種智能加熱攪拌裝置溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)，完成攪拌任務(wù)的同時，實時監(jiān)測桶內(nèi)溫濕度并由安卓設(shè)備端完成控制。溫濕度檢測系統(tǒng)，采用DHT11溫度度傳感器，具有極高的可靠性和卓越的長期穩(wěn)定性，同時所有外圍電路與單片機I/O口直接相連，既簡化了外圍電路，又提高了電路工作的可靠性和穩(wěn)定性，達(dá)到了較高的性價比。同時設(shè)計加上安卓設(shè)備記錄，為溫度的記錄提供方便。

【參考文獻(xiàn)】

[1]劉嘯松.基于云平臺的物聯(lián)網(wǎng)溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2019，07：141-142.

[2]羅小亞，吳瑪佳.基于STC89C52大棚室內(nèi)DHT11溫濕度控制器設(shè)計[J].河南科技，2018，34：57-58.

[3]王愿祥，程悅琪，孫先松.基于WiFi的無線測控終端系統(tǒng)設(shè)計[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2018，09：23-26.

[4]陳中，沈翠鳳.基于MSP430單片機的環(huán)境參數(shù)檢測系統(tǒng)設(shè)計[J].電工電氣，2019，09：30-33+45.

[5]楊柳，崔明亮.基于AT89S51的控制爐溫系統(tǒng)的硬件設(shè)計[J].電子世界，2017（16）：173-173.