摘 要

筒仓作为一种常见的物料贮存结构，其物料存储量检测技术至关重要。在实际生产中企业物料筒仓称重计量大多数方法是在出料口底部安装传感器测量，这种方法很不方便。提出一种新的测量方法十分必要，本文借助FSR压力传感器，通过将传感器分布于筒仓底部，根据筒仓物料的力学结构特性，设计出一个合理的筒仓物料存储量检测系统。

论文主要研究内容包括：（1）实验平台的软硬件集成设计（利用数学建模方法设计出一个筒仓实验模型，在筒仓底部安装好数个压力传感器，利用相关硬件系统将压力传感器与数据处理器连接起来，这样就形成了一个软硬件集成系统的实验平台，并且此系统与实际相似度比较高，便于应用于实际研究）；（2）筒仓底部压力传感器的数据采集；（3）设计实验，通过实验数据得出压力信号与物料实际重量的关联模型。

关键词：筒仓；压力传感器；物料存储量

Abstract

As a common material storage structure，the measuring technique of silo storage capacity is very important. In the actual production of the enterprise material silo weighing measurement most method is to install the sensor measurement at the bottom of the discharge port, this method is not convenient. Proposing a new measurement method is very necessary. In this paper, by means of FSR pressure sensors which are distributed in the bottom of the silo, design a reasonable silo storage measurement system according to the mechanical and structural properties of silo.

The main research contents of this paper include: (1) the experimental platform of software and hardware integrated design (using mathematical modeling method to design a silo experiment model, at the bottom of the silo install several pressure sensors, pressure sensors and data processor connected with the hardware system, so that the formation of the experimental platform of integrated software and hardware system, the system and the actual similarity is high, so it can be easily applied to the practical); (2) data acquisition of pressure sensor at the bottom of the silo; (3) design of experiment, through the experimental data that pressure distribution characteristics and materials of the actual weight of the relational model.

Keywords: soil; pressure sensors; material storage

目录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1引言 1

1.2研究目的及意义 1

1.3国内外研究现状 1

1.4主要研究内容及预期目标 2

第2章 系统要求及组成 3

2.1筒仓物料存储量检测系统要求 3

2.2系统硬件组成 4

2.2.1筒仓实验模型 4

2.2.2压力传感器选择 4

2.2.3数据采集模块 5

2.2.4数据处理模块 5

2.2.5结果显示模块 5

2.3软件部分方案分析 6

2.4本章小结 6

第3章 筒仓模型的建立 7

3.1筒仓主体部分设计 7

3.2筒仓下部开口设计 7

3.3本章小结 8

第4章 系统硬件设计 9

4.1 FSR薄膜压力传感器 9

4.2数据采集电路 10

4.3 A/D转换及数据处理模块 11

4.3.1 STC12C5A60S2单片机简介 11

4.3.2 STC12C5A60S2单片机A/D转换器 13

4.3.3与ADC相关的特殊功能寄存器 14

4.4 LCD1602液晶显示模块 16

4.5本章小结 17

第5章 数据处理 18

5.1 A/D转换程序 18

5.1.1 Keil uVision4编程环境简介 18

5.1.2 A/D程序设计 18

5.2 A/D转换结果处理 19

5.3实验结果验证 21

5.4本章小结 22

第6章 实验结果讨论与展望 23

6.1实验结果讨论 23

6.2总结 23

6.3展望 24

参考文献 25

附录A 整体硬件实物图 26

附录B 整体电路图 27

致谢 28

第1章 绪论

1.1引言

筒仓是一种最为常见的储物材料，其存储量大，且容易实现机器自动化作业，因而在矿产、建筑、粮食等行业当中得到了普遍应用。在我国的早期文明中，人们就已经开始使用最小型的简陋粮仓来存储食物等。随着人类科技文明的进步，如今的筒仓正在向占地面积小、存储容量大、结构稳固等方向发展。筒仓在各行业都得到了广泛的使用，按照不同的划分方式进行分类，筒仓有多种不同类型。若根据筒仓的建造结构形状进行划分，大致可以分为圆形筒仓、方形筒仓、多边形筒仓等几种不同的结构类型筒仓；筒仓若按照其存储物料的种类和使用功能的差异来划分，又可分为农业筒仓与工业筒仓两种不同功能类型的筒仓^[1]。筒仓若依据其底部支撑情况来区分的话，又可分为落地式和高架式两种筒仓，其中高架式机构筒仓又可分为裙筒支承式和柱状支承式两种不同类型的筒仓 ^[2]。

1.2研究目的及意义