智能烘烤系統設計思路范文

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文章摘要：

傳統的烘烤系統不論是溫度上還是濕度上都是通過人工控制完成的，因為每個人的操作方法和勞動強度不同，所以烘烤出來的質量也不盡相同，根據調查表明現在的烘干技術存在勞動強度大、能量耗費多、環境污染嚴重、烘干時間長等多個缺點，不能滿足現代化發展的需求。所以，提出了一種以使用51單片機為控制核心，利用單總線器件實現控制溫度的實時追蹤和監測，通過自發研制烘干器、調濕器，根據干濕對比借助兩次線性插入數值的方式來得到濕度值從而實現智能烘烤的過程。這種現代型設計思路效率高、清潔效果好、方便易取，同時使得整個烘烤系統的智能程度大大提升。

關鍵詞：

51單片機；智能烘烤；設計思路

為了提高烘烤機的烘干質量，實現烘烤機的智能化，基于51單片機對烘烤系統進行了設計和研究。系統以自動化為核心，以溫度和濕度作為參考標準，由鍵盤和控制器進行智能全自動操作[1]。研究結果表明，該智能系統在烘烤的過程中分時間對溫度、濕度進行檢測和顯示，而且可以做到根據溫度曲線隨之自動調節至最優，或者報警以達到提醒的作用，能夠使房間內的溫度和濕度更加精確的反映，從而提高了其使用效率。本文主要是研究烘烤系統的設計思路。

1智能系統設計方案

1.1溫度測試方案整體設計該系統總器件采用的是51單片機，單片機總線的接口處與小型處理器的連接時僅僅需要一條線路便可實現核心處理器與51單片機的雙向溝通。51單片機具有良好的使用性能，經濟價值高，方便快捷，抗干擾能力強，能夠適應惡劣的環境，這樣就大大的節省了人工的工作量。

1.2濕度測試方案整體設計這里使用的是干濕球法，早在18世紀就開始使用這種原理來進行測試。具有悠久的歷史，使用很普遍。干濕球測量法是應間接測量的方法，先測量干球和濕球的溫度在通過嚴密計算得出濕度值，所以對使用溫度沒有很嚴格的限定，如果在高溫環境下也不會損壞傳感器。并且這種傳感器的維護方法很簡單，在實際使用過程中，我們需要做的就是定期的換洗紗布即可。這與電子式濕度傳感器比起來，干球更不易被損壞和老化，因此在這種測量方法下，干燥或高溫的環境更適用。

1.3機電與驅動模塊整體設計方案一般使用的是步進機電來控制百葉窗的開關程度。步進機電具有低運行速度和寬調試范圍的優良性能，可以實現精確的計量，操作簡單方便，消耗成本低，誤差較小。驅動模塊最好采用三極管來搭建驅動器[2]。這種模塊搭建驅動電路時調試會比較繁瑣，常見的集成芯片是傳統的普遍的電動驅動芯片，其輸出流量可達3.0A，提供信號時直接使用51單片機的接口，線路簡單，使用更加方便快捷，整體效果明顯。

2智能系統設計思路

2.1系統數據收集軟件設計思路本數據收集軟件的設計原理是通過鍵盤處理器完成相關數據的收集、檢索、檢查、儲存以及輸入輸出工作，程序的追要功能是完成各個分模塊的初始化進程，比如接口、液晶、線路、傳感器、通信設施等，之后通過一定的模式進行循環利用，所以輸入程序口令是該過程完成的關鍵之步。

2.2溫、濕度收集程序設計本程序的溫度、濕度數據的收集是通過DJU435B76軟件計算出來的，濕度值的具體計算方法就是使用線性差值法。在這個程序中制定一個二維組結構由根據表查到的相關濕度值為準，當然該組數行的取得是通過從22攝氏度開始以3攝氏度為進一步量值直到85攝氏度所相對應的濕度值來組成的，列的取得是溫度差從1攝氏度開始以1.5攝氏度為進一步量值直到55攝氏度所相對應的濕度值來組成的。所以編制程序是要根據干濕球的溫差與濕度來尋找相對應的溫度值。也就是行標數值是干濕球溫度相減后得到的整點數值，而列標則是干濕球減去25對3求模得到的。之后就可以根據線性插值的方法來取得濕度值。

2.3通信口整體設計首先從串口發送開始，如果是的話就發送相應數據，程序結束，如果不是的話，就繼續加入偶校驗，忙標志置1，然會結束。如果從串口終端開始，T1=0，那么忙標志就可以清零，這樣終端返回。這一程序的功能主要是通過讀取模塊中的數據并發送至上位機。本設計系統使用的是通行方式2，并加入偶校驗。

2.4智能控制程序設計在數據收集系統收集完現場烘烤干溫濕度數據之后，經整理分析可以得到溫濕度隨著時間變化而變化的曲線圖。系統會根據濕度烘烤干時間的變化與實時取得的濕度值做比較，根據設定的控制值控制機電的運轉從而調節百葉窗的開關，使得整個烘烤系統的濕度也能與曲線變化圖基本吻合[3]。與此同時，根據溫度的改變判斷出數值系統是否存在問題，即經過一段時間之后溫度變化的范圍可通過曲線圖優先預知，之后根據數值表做參考判斷這一數值是否屬于這個范圍內，如果不在范圍內，警報裝置將會發出聲音。控制系統內的濕度的具體策略是，在設定好的某一溫度數值下，根據這個時間取得的濕度數據來計算出該濕度值與原先設定的之間的差距，如果這個差距在3個數值之內，那么就可以使用51單片機來控制電機的轉向步數，從而使系統走上正軌并正常運行。

3結束語

此智能烘烤系統的設計是基于51單片機，采用溫、濕度傳感器實現了對烘烤房溫濕度的測量檢驗與實時控制，工作人員可以根據實際情況來選擇不同的參數。實際烘烤測驗數據表明，系統性能良好，得到的數據較為精確，基本實現自動化，節省了人工勞動力，也可以避免無人值班或少人值班和烘烤技術使用有誤而造成的損失，在溫度過高、過濕或環境惡劣的情況下可以及時采取報警系統進行警告。這種基于51單片機的智能烘烤系統有效的減輕了烘烤難度和工作人員的勞動強度，使烘烤技術逐漸實現自動化，總體上提高了烘烤質量和效率。

參考文獻：

[1]于雷．基于單片機的智能烘烤系統設計[J]．赤峰學院學報：自然科學版．2012（15）

[2]李增祥，李田澤，楊霞．基于單片機的智能烤煙控制系統[J]．湖北農業科學．2011（2）

[3]趙麗，繆志農，伍維根，姚建平，基于單片機AT89S51煙葉烘烤溫度控制系統的研究，2009-第三屆全國嵌入式技術和信息處理聯合學術會議

作者：邵雪 單位：云南工業技師學院