论文总字数：22693字

摘 要

粮食产业中对温度和湿度的控制是影响粮食质量的关键因素。随着现代科技的发展，我们可以运用一种智能温湿度测控系统来实现对粮仓中温湿度的采集和数据的传输。采用STM32F103C8T6作为核心处理芯片，LCD1602作为显示模块，显示测量到的温度值和湿度值，DHT11作为温湿度检测模块，终端采集节点采集包括低功耗ZigBee射频控制芯片CC2430，将采集到的温湿度数据通过无线方式传送到各个节点，加上按键电路和蜂鸣器等主要部件，以实现对粮仓的温度和湿度进行实时测量并实现降温除湿的功能。软件部分则是采用了C语言来进行编写。这一系统满足了设计的要求，功耗低、性能稳定，为粮仓的智能化管理奠定了基础。

关键词：STM32；LCD显示；ZigBee；SHT10；温湿度检测

The Design of Barn Testing and Controlling System Based on STM32

Abstract

To control the temperature and humidity is a key factor affecting the quality of food in food industry.With the development of modern science and technology, we can use an intelligent measurement system of temperature and humidity to achieve the collection of them and the transmission of the date.The STM32F103C8T6 is used as the core processing chip, LCD1602 as the display module,displaying the date of measured temperature and humidity, DHT11 as temperature and humidity detection module, the end device acquisition node includes the ZigBee radio control chip CC2430,which works in the low-power mode, the collected temperature and humidity data will be transferred to each node wirelessly,with key circuit and buzzer circuit and other major components, in order to achieve the measurement of temperature and humidity of the granary in real time and to achieve the function of cooling and dehumidification.The software part is written by C language. The system has met the requirements of the design,owing both low power consumption and stable performance,and has laid the foundations of the intelligent management for the granary.

Keywords: STM32; LCD display; ZigBee;SHT10;Temperature and humidity testing

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪 论 1

1.1 课题研究背景 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 课题主要内容 2

第二章 系统组成结构及工作原理 3

2.1 系统组成结构 3

2.2 系统工作原理 3

第三章 系统硬件设计 4

3.1 总电路图的设计 4

3.2 传感器部分 4

3.2.1 传感器选型 4

3.2.2 传感器DHT11工作原理 6

3.3 STM32部分 6

3.3.1 STM32工作原理 6

3.3.2 按键电路工作原理 7

3.3.3 蜂鸣器电路工作原理 8

3.4 显示部分 8

3.4.1 显示模块选型 8

3.4.2 LCD显示模块工作原理 10

3.5 通信技术部分 11

3.5.1 通信技术选型 11

3.5.2 ZigBee工作原理 11

3.5.3 CC2430工作原理 11

3.6 电源部分 12

3.6.1 电源选型 12

3.6.2 电源工作原理 12

3.7 PCB板部分 12

3.7.1 封装库 12

3.7.2 PCB版图设计 13

第四章 系统软件设计 15

4.1 软件设计概述 15

4.2 编程语言选择 15

4.3 主程序流程图 15

4.4 温湿度采集子程序流程图 16

4.5 数据显示子程序流程图 17

第五章 调试与分析 18

5.1 硬件部分调试 18

5.2 软件部分调试 20

5.3 故障及原因分析 20

第六章 结束语 21

致 谢 22

参考文献 23

附 录 24

第一章 绪 论

1.1 课题研究背景

从古至今粮食的存储与每个人乃至每个国家都息息相关，环境的温度值和湿度值是影响粮食安全存储的主要参数，因此，做好粮仓温湿度检测工作尤为重要。我国是一个粮食生产大国，但是许多地区还存在着不同程度的粮食变质问题。当粮仓受潮时，粮食胚芽萌发，新陈代谢速度的不断加快带来的热量释放结果使得粮仓内的温度逐渐升高，引起粮食大面积的霉变或虫害，这导致了无法预计的粮食浪费和巨大的经济损失。

目前许多粮仓还是采用人工测量温湿度的手段，工作人员的工作量大且效率低，特别是在一些大型的粮仓中，若检测工作不彻底，还是会产生上述的粮食变质问题，因此高科技的自动检测技术应运而生。

随着日星月异的科技发展，单片机给人们的工作和生活带来了诸多的便利，这些技术也被运用到了对粮仓的粮情监控系统中。利用单片机对温湿度进行检测、处理和显示，具有实时性较好、稳定性较高等优点，我们对粮仓监控系统的可靠性和智能化正在一步步突破。另外，粮仓测控系统能对采集到的数据进行精准地分析与预测，以便我们能及时地采取最佳解决办法。通过该系统的设计，可以使我们对单片机的原理和功能有更全面的掌握，为安全储粮提供一定的科学依据和技术保障。

ZigBee技术是一种具有低成本、低功耗、低复杂度、短距离等特点的无线网络技术，随着物联网技术的提出、使用和逐步发展，ZigBee技术以及物联网技术已经成为无线网络技术未来的发展方向，它们在工农业、制造业以及智能化管理等多方面都给人们的生活和工作带来了全新的体验，有着广阔的应用前景。

1.2 国内外研究现状

对粮仓的温湿度检测是保证粮食存储安全的重要方式。得益于计算机技术、网络通信技术、传感器技术、超大规模集成电路技术等的快速发展，监控系统已经广泛应用到人们工作生活的各个领域。粮仓温湿度测控也属于监控系统的范畴，因此，这种检测技术的研究无论是在软件还是在硬件方面都有了很大的进展。早期的检测方法主要是采用温度计测量法，技术人员把温度计插在粮堆的多个测温点，定时地读数，确定粮温的高低。但这种方法会导致较大的误差，且费时费力，测量不彻底。近年来，人们开始采用由电阻式温度传感器、采样器、模数转换器等器件组成的储粮监测系统，这些器件能够对粮仓的各个测温点进行检测，检测速度大幅提高，误差也大幅缩小，稳定性也越来越高，由此粮仓温湿度检测系统有了很大的改善和提高。

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