(张智翔20120223)：(仓库环境监控系统)
电子设计实践课程
总结报告
基于HOLTEK单片机的仓库环境检控系统
电子信息工程专业11级1班
指导老师：张开洪 姓名：张智翔 学号：20120223
日期: 2012 年5月 13日
摘要
物流业已成为21世纪我国经济发展的重要产业之一，而仓储在物流业中起到了举足轻重的作用，使得仓储业近几年得到了大力的发展。仓库环境状况的监控是仓储业管理的重要内容之一。
为了解决这个问题，本创意设计了一个仓库环境监控系统。此系统以HOLTEK MCU为核心，将外界中的各种环境因素(温度、湿度、烟雾浓度等)采集处理，并通过无线控制模块发送到远程终端。同时远程终端也可发送命令去查询仓库的环境状况，从而实现仓库环境的无人化监控，节约了管理成本，提高了人们的工作效率。
该系统具有安全性好、可靠性高、成本低、实用性强、可节约大量人力资源、可扩展性强、功能齐全、智能化等优点，可用于各种仓库环境监控，有很好的发展前景。
一、前言
在经济飞速发展和人民生活水平不断提高的今天，人们对仓库环境监控的安全性和快捷性，智能化等功能要求越来越高。人们迫切需要有一种新型的仓库环境监控系统对仓库环境进行实时性和智能化的管理。这种系统不仅能给仓库管理者带来便利，同时也保证了仓库环境保持在最适合的状态。目前有关仓库的安全防范、自动报警和智能控制系统开发研制日益受到重视，然而市场上的各种装置，大多数都由于可靠性差、功能单一、造价高使用复杂等原因而难以普及。
为此，本设计以盛群单片机为核心器件，通过控制通信平台无线模块设计一种具有远程监控功能的仓库环境系统，该系统可实现控制端与装置之间的无线控制功能，实现对仓库环境参数异常等情况进行智能控制。也可以通过无线模块与控制端联系，通过控制端对报警行为马上做出反应，对节约人力资源，提高企业的办事效率有很大作用，该系统还可以通过控制界面控制是否采取相应措施来应对异常情况，这是一集多种功能于一体的仓库环境监测系统，有着很大的应用前景。
该系统的创新性和实用性主要体现在以下几个方面：
1、使用盛群HT46F49E单片机作为主控芯片，扩展性强，生产成本低。
2、采用无线模块，实现远程报警和控制，功能齐全，系统操作简单易懂。
3、仓库的安全防控性高，智能化程度高。
系统以盛群单片机HT46F49E为主控芯片，使系统有机的联系在一起；无线控制模块构成远程接收和控制，使系统能发送信息给控制端，控制端也可以发送命令控制系统；由温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器采集数据，单片机处理数据，实现仓库环境监测的自动化和智能化。
（一）盛群单片机核心
基于盛群单片机HT46F49E 的控制中心。 HT46F49E是经济型A/D 单片机，内置EEPROM 的8 位FLASH 型高性能精简指令集MCU，专门为需要A/D 转换的产品而设计，集成了多通道模数转换器和1 或者2 通道PWM 输出，暂停和唤醒功能、振荡类型选择、可编程分频器等功能，使得实际应用时只需要很少的外部器件。具有A/D 和PWM、低功耗、高性能、灵活的输入/输出口和低成本等特点。
HT46F49E的引脚图如图1所示
二、工作原理
图1：HT46F49E引脚图
（二）数据检测
通过传感器对温度、湿度、烟雾的数据进行检测，再将数据传给单片机，由单片机进行相应的处理，电路图如图
2
图2：数据检测电路
1、温度检测：利用温度传感器DS18B20对仓库环境温度进行监测。
1）、DS18B20传感器:DS18B20是常用的数字传感器，使用简单，不需要增加其他外围器件，可以通过简单的数学运算的得到温度值,它具有超小的体积，抗干扰能力强，精度高，附加功能强，它的主要特征有全数字温度转换及输出，先进的单中线数据通信，精度可达±0.5℃，检测温度范围为-55℃~+125℃。由于DS18B20单线通信功能分时完成的，它有严格的时隙概念，因此读写时序很重要，系统对DS18B20的各种操作必须按协议进行，操作协议为：初始化DS18B20（发复位脉冲）-发ROM功能命令-发储存器操作命令-处理数据。
2）、主要功能代码：
Init_DS18B20(); //DS18B20初始化 WriteOneChar(0xCC); //发送ROM指令0xcc WriteOneChar(0xBE); //读取温度寄存器 a=ReadOneChar(); //读取温度值低位 b=ReadOneChar(); //读取温度值高位 Temp_value=b<<4;
Temp_value+=(a&0xf0)>>4; //换算后得到温度
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值存于Temp_value中 2、烟雾检测：利用烟雾传感器MQ-2对仓库烟雾进行检测。
1）MQ-2简单的驱动电路即可，使用简单的电路即可将电导率的变化转换为与该气体浓度相对应的输出信号。 MQ-2传感器对液化气、丙烷、氢气的灵敏度高，对天然气和其它可燃蒸汽的检测也很理想。这种传感器可检测多种可燃性气体，具有成本低，使用寿命长，可靠性好，灵敏度高等特点。 2）主要功能代码：
void Shitemp_to_str() //将数据转换成液晶字符显示
uchar Read_DHT11() 读取传感器测得数值 3、湿度检测：利用湿度传感器DHT11对仓库湿度进行检测。
DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。每个DHT11传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式储存在OTP内存中，传感器内部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗，信号传输距离可达20米以上，使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选则。
（三）无线通信模块
1、远程无线通信模块：由无线模块构成，可实现远程无线通信，达到远程通信和远程控制功能。
1）无线通信模块：它是一块采用FSK 调制，内部集成NORDIC 自己的Enhanced Short Burst 协议的芯片。它的技术特点：支持六路通道的数据传输，低工作电压，高速率，，多频点，体积小，功耗低，低应用成本，便于开发，可自动重发。无线模块的电器特性：供电电压：1.9—3.6v，最大发射功率：0dBm，最大数据传输率：2000kbps，发射模式下电流消耗：11.3mA，接收模式下电流消耗：12.3mA，温度范围：-40—85℃?，数据传输速率为1000kbps下的灵敏度：-85dBm，掉电模式下电流消耗：900nA。 2）无线模块主要功能：实现控制端与单片机系统之间的通信。
A.将测得的仓库环境参数每隔一小段时间就发送到控制端，实现仓库环境的实时监控。 b.控制端发送指令到系统，实现查询仓库状态和处理异常情况功能。 3）无线模块主要指令：
uchar SPI_RW(uchar byte);GPIO 模拟SPI 的功能
uchar SPI_RW_Reg(uchar reg, uchar value);设置无线通信模块的寄存器
uchar SPI_Read(uchar reg);读取寄存器值 uchar SPI_Read_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar bytes);接收缓冲区访问函数
uchar SPI_Write_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar bytes);发射缓冲区访问函数
void RX_Mode(void);设定无线模块为接收方式 void TX_Mode(void);设定无线模块为发送方式 4）其电路如图三
图三 远程无线通信模块
（四）智能控制模块
该部分由灭火，通风，除湿等设备与智能控制中心构成，实现智能控制功能。
1、智能控制中心：当测得的环境参数超过上限值时，智能进行控制。
2、灭火，通风，除湿设备：
（五）、使用HOLTEK MCU之主要核心功能：
※外部中断：用于单片机与无线模块的通信——模拟串口。
※内部定时器：定时发送部分。
※I/O口若干：用于液晶显示、报警和模拟串口数据传输，智能控制。
三、作品结构
本结构系统分为硬件部分和软件部分，下面
分别对其说明。
（一）硬件部分
硬件主要由单片机控制中心、数据检测、无线通信和控制部分构成。
1、单片机控制中心：单片机通过对传感器检测到的数据经过处理，对无线通信模块发出控制信号，通过无线通信模块发送数据给控制端，控制端也可以发送指令到无线通信模块，单片机接收无线通信模块传过来的数据，通过指令控制仓库环境的控制，单片机控制是该设系统的核心部分，通过对单片机的编程实现我们的
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需要。其系统结构框图如图四
图四 系统结构框图
2、数据检测部分：由温度传感器、烟雾传感器、湿度检测和盛群MCU(HT46F49E)构成，主要对仓库环境情况进行检测，并把数据传给单片机。数据检测部分方框图如图五
图五 数据检测结构框图
3、无线通信和控制模块：由传感器测得值、远程控制端、各种异常消除装置构成。其中传感器测得值用于判定是否采取智能控制；远程控制端用于发送指令，实现远程控制功能；异常消除设备用于灭火，通风，升温，除湿。其系统结构框图如图六所示。
图六 无线通信和控制结构框图
（二）软件部分
1、系统的总流程图
1）开机后，系统进行端口和中断的初始化，initial_all(); Port_intinal();
LCD显示当前状态，通过查询的方式检测数据，检测到数据后，经过处理，实现相应的功能。
2）收发数据我们用的模拟串行串口方式，通过触发外部中断接收数据，中断程序流程图如图七：
图七 中断程序流程图 2)智能控制模块流程图
先对系统进行初始化，等待仓库环境参数的输入，如果测得的环境参数超过上限值，则通过智能判定环境异常类型，并进行相应的环境控制措施。此外，向控制端发送仓库环境异常报告，让控制端在第一时间知道仓库动态。智能控制流程图如图八
图八：智能控制流程图
3）无线通信模块：
先无线通信模块初始化，有关指令如下，
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uchar SPI_RW(uchar byte);GPIO 模拟SPI 的功能
uchar SPI_RW_Reg(uchar reg, uchar value);设置无线模块的寄存器
uchar SPI_Read(uchar reg);读取寄存器值
void RX_Mode(void);设定无线模块为接收方式 void TX_Mode(void);设定无线模块为发送方式 然后等待接收指令中断和MCU的控制指令，作出相应的反应。无线通信模块流程图如图九
四、测试与结果
以下是我们测试的结果，测试结果，环境改变均由人为引起。 系统的结构如下 1、 整体结构图十
图十：整体结构图
3、智能控制部分
控制端可以显示环境参数是否正常，当测得的仓库环境参数异常时，向控制端报警，显示如图十一
图十一
当测得的环境参数异常时，开始智能控制，显示如图十二、十三
图十二
图十三
4、无线通信和控制部分 1）控制端向系统发送“修改环境参数上限值”指令，控制界面打开修改参数界面，如图十五
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图十四
5、密码锁
当密码输入正确时，仓库门自动打开，电灯变亮，并在液晶显示器中显示状态，否则仓库门不能打开，如图十八，十九
如图十六
五 、参考文献 图十七
1、徐伟平, 赵庆双. 利用技术手段提高安全防范水平[J]. 实验技术与管理, 2003,(06)
2、仓库温湿度的多点移动检测系统设计- 大连民族学院学报 - 2010, 12(3)
第二篇：电子设计大赛论文报告格式
电子设计大赛论文报告格式
**设计报告内容：
1．封面：单独1页
2．摘要、关键词：中文（150～200字）、英文；单独1页
3．目录：内容必要对应页码号
4． 设计报告正文：
一、前言：
二、总体方案设计：
包括方案比较、方案论证、方案选择
（以方框图的形式给出各方案，并简要说明）
三、单元模块设计：
① 各单元模块功能介绍及电路设计；
② 电路参数的计算及元器件的选择；
③ 特殊器件的介绍；
④ 各单元模块的联接，以一个模块为一个框，画出框的联接图并简要
说明。
四、系统调试：
说明调试方法与调试内容，软件仿真放这里。
五、系统功能、指标参数：
①说明系统能实现的功能；
②系统指标参数测试，说明测试方法，要求有测试参数记录表；
③系统功能及指标参数分析（与设计要求对比进行）。
六、设计总结：
包括：①对设计的小结；②设计收获体会；③对设计的进一步完善提出
意见或建议。
5． 参考文献：
如：
[1] 陈武凡.小波分析及其在图像处理中的应用.科学出版社，2002.01.
[2]
[3]
6． 附：
① 系统原理图；
**设计报告格式：
设计报告统一用A4纸打印，设计报告正文大标题用小三号宋体、小标题用四号宋体、内容用小四号宋体。报告从正文开始统一编页码、左侧装订。设计报告要求20页左右。