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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

根据联合国粮农组织调查，全球的粮食因干燥和储藏不当而造成的损失为5%到10%，其中由于储藏造成的损失最多。近年来，我国的粮食年平均产量在5000亿kg左右，每年由于霉变、虫害和鼠害造成的粮食损失约为年产量的3%，约150亿kg，其中霉烂高达75亿。而从1980年以来我国谷物总产量一直为世界第一位，我国是一个水稻生产大国，大米是我国人民的主要粮食，2014年我国的大米产量达到13042.82万吨，而被浪费的粮食相当于2亿人一年的口粮，所以节约粮食具有非常重要的意义。因此，如何减少粮食的损失成为一项重要的任务，具有十分重要的意义。

储米箱是每家每户都必不可少的物品，人们用它来存储生活中的大米等必需品。现有家庭储米箱主要为传统储米箱，用于家庭储存大米等粮食作物。传统储米箱一般由塑料、木板、金属等材料制成的独立性简易容物，功能都比较简单，结构特性不好，密闭不通风，容易带来细菌、杂质等的侵入，大米储藏时间不长，特别是在春天梅雨季节和炎热的夏天，容易令大米受潮、发霉、生虫和浪费，并影响大米的质量，食用霉变大米后，甚至会严重影响人们的身体健康，引发各种疾病。如果能够大米霉变提前监测并对储米箱环境采取预防措施，就不用再担心大米的变质和浪费问题了。

温度和湿度跟自然界中几乎所有的物理化学过程都紧密相连，因此温度和湿度是工农业生产以及粮食存储中需要进行检测与控制的极其重要的物理量。合适的温度和水分是霉菌和昆虫赖以生存的外部条件。呼吸是储粮的基础生理活动，在正常的粮食储藏过程中，主要以有氧呼吸为主，粮食的呼吸过程中有水和热产生，也就是粮食的呼吸作用会使粮堆温度升高，而温度的增加会促进粮食的呼吸作用加强，加速其劣变。另一方面，微生物和害虫的生命活动则会引起粮堆温度的升高，从而为它们的生长繁殖提供更为有利的条件。如此，便形成了一种恶性的循环过程。实验研究表明，霉菌的生命活动在粮食发热的过程中提供大量的热量，霉菌的呼吸强度比粮食本身的呼吸强度要高出很多倍。排除外界环境，储米箱的温度升高主要是由湿度增加引起的，在储藏期间水分含量过高，粮食的呼吸代谢活动就会加快而产生呼吸热，放出的热量引起的温度上升又会使储存物的呼吸代谢进一步加剧。从而形成了一个有利于霉菌和有害昆虫生长繁殖的环境，这会造成粮食发霉变质，让原本品质较好的粮食品质下降，使用价值降低，甚至被丢弃。同时这种恶性循环一旦形成就很容易失去控制，局部发霉的粮食会造成大面积发霉，造成越来越大的损失。综上所述，粮食的温度和湿度对粮食的质量有着重要的影响，储米箱内的温度和湿度能否能控制在合理水平，直接影响着粮食的损耗率与质量。所以必须对储米箱同时进行湿度和温度的监测与控制，这样就可以提前采取有效的预防措施将储米箱的温湿度控制在合理的范围以内，避免大米产生霉变和腐败等。

2. 研究的基本内容

本毕业设计主要工作内容是利用stc89c52单片机、米堆温湿度传感器、箱盖温湿度传感器、定时器模块、at24c02存储模块实现家用储米箱的防霉变监测，借鉴现有的粮情检测技术，即粮堆温度与环境温度之间稳定的变化关系，由于粮食和霉菌的呼吸作用产生水和热量，如果粮温异常增高2℃，或者粮堆上方湿度增加，说明大米可能开始发霉。定时器控制米堆温湿度检测模块和箱盖温湿度检测模块周期性地将采集的米堆温湿度信号和米堆上层温湿度信号；单片机将接收到的米堆温湿度传送给液晶显示模块显示，并判断米堆温度和米堆上层温度之差是否异常增高、米堆上层湿度是否高于米堆湿度，判断大米是否出现发霉的迹象，如果当前测量获得的米堆温度与箱盖温度之差的值比存储芯片存储的历史数据异常上升2℃或者箱盖湿度高于米堆湿度，则大米可能开始发霉。此时通过gsm通讯模块将发送预警短信给用户的手机，同时打开继电器模块，风扇和除湿器开始工作，对米箱内环境开始降温除湿，从而达到储米箱的放霉变监测与预警的功能，并保持大米正常的存储环境。利用gsm通讯模块、实现家用储米箱的预警，利用继电器模块控制米箱的温湿度，从而达到储米箱内大米的保鲜。

本设计可以极大的方便人们长时间存储大米，解决了家用储米箱长时间储藏的大米会发霉变质以至于浪费的问题，使人们实时了解大米的存储情况，预防了误食变质大米造成的疾病，减少了大米浪费造成的经济损失，节约了粮食资源。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

本文设计的储米箱防霉变监测与预警系统包括单片机模块、温湿度采集模块、液晶显示模块、gsm通讯模块、继电器驱动模块、电源模块等，其系统原理框图如下图2-1所示：

4. 参考文献

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