智能糧倉控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)摘要“民以食為天”，糧食安全一直是我國國民安全的重中之重，而糧食的儲存工作則是糧食安全中的重要一環(huán)。本文設(shè)計了一種使用多種傳感器和嵌入式技術(shù)的智能糧倉控制系統(tǒng)。其主要目的就是解決糧食儲存的問題。設(shè)計采用STM32F103C6T6芯片作為主控芯片，通過溫濕度傳感器DHT11測量糧倉內(nèi)溫濕度，確保糧倉內(nèi)溫濕度符合糧食貯存的合適溫濕度；通過光敏電阻來檢測外部光照強度，當光照良好時可通過舵機控制窗戶進行通風(fēng)；使用XH711壓力傳感器來模擬檢測進出糧倉的重量，從而確定糧倉內(nèi)糧食重量，可實時觀測糧倉內(nèi)糧食重量的變化；使用煙霧傳感器來檢測糧倉內(nèi)煙霧濃度，確保糧食在發(fā)生火災(zāi)等危險情況時及時報警。另外，結(jié)合糧食的安全儲存環(huán)境，對以上檢測內(nèi)容設(shè)置閾值，當超出閾值會報警處理。所有檢測數(shù)值會統(tǒng)一在LCD屏上顯示，并通過通信模塊ESP8266將數(shù)據(jù)遠程傳送，實現(xiàn)遠程控制。設(shè)計從實用性的角度出發(fā)，使用較為廉價且實用的硬件，在保證功能完好的情況下縮減設(shè)計成本，實現(xiàn)了智能控制的糧倉管理系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：煙霧傳感器，ESP8266，糧食安全

DesignandimplementationofintelligentgranarycontrolsystemAbstract"Foodisthelifeofthepeople",foodsecurityhasalwaysbeenthetoppriorityofournationalsecurity,andgrainstorageworkisanimportantpartoffoodsecurity.Thispaperdesignsanintelligentgranarycontrolsystemusingmultiplesensorsandembeddedtechnologies.Itsmainpurposeistosolvetheproblemofgrainstorage.TheSTM32F103C6T6chipisusedasthemaincontrolchiptomeasurethetemperatureandhumidityinthegranarythroughthetemperatureandhumiditysensorDHT11toensurethatthetemperatureandhumidityinthegranaryconformtotheappropriatetemperatureandhumidityofthegrainstorage;detecttheexternallightintensitywhenthelightisgood;theXH711pressuresensorisusedtodeterminetheweightofthegraininthegranaryandobservethegrainweightinrealtime;usethesmokesensortodetectthesmokeconcentrationinthegranarytoensurethetimelyalarmincaseoffireandotherdangeroussituations.Inaddition,combinedwiththesafestorageenvironmentofgrain,thethresholdissetfortheabovedetectioncontent,whenexceedingthethresholdwillalarmprocessing.AllthedetectedvalueswillbedisplayedontheLCDscreen,andthedatawillbetransmittedremotelythroughthecommunicationmoduleESP8266torealizeremotecontrol.Fromthepracticalpointofview,thedesignusesrelativelycheapandpracticalhardwaretoreducethedesigncostwhileensuringthegoodfunction,andrealizestheintelligentcontrolofthegranarymanagementsystem.KeyWords：smoketransducer,ESP8266,foodsafety緒論1.1智能糧倉課題的背景及意義1.1.1糧食安全我國是人口大國，衣食住行的食是國民生存的重中之重。有專家預(yù)測，從現(xiàn)在到本世紀30年代，我國的糧食和農(nóng)業(yè)發(fā)展，正在進入一個重要的時期，人口將達到一個高峰期，耕地會持續(xù)減少，需要投入資金進行非耕地資源的開發(fā)，同時隨著國家農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)政策的不斷升級完善，和現(xiàn)代化技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用和推廣,國家糧食總產(chǎn)量會不斷創(chuàng)建歷史新高[1]。中國自古是重視農(nóng)耕的國家，歷朝歷代都十分重視糧食安全問題。糧食充足，百姓有飯吃是國家的首要問題。漢武帝時期的“太倉之稟陳陳相因”被史家所稱頌。新中國成立尤其是改革開放以來，我國靠政策、靠科技、靠人力，解決了億萬人民最基本的溫飽問題，實現(xiàn)了農(nóng)產(chǎn)品供求平衡，取得了用世界不足10%的耕地養(yǎng)活了世界上近21%的人口的輝煌成就[2]。糧食生產(chǎn)充足，那么相應(yīng)地就是解決儲存糧食的問題。糧食安全是關(guān)系我國國民經(jīng)濟發(fā)展、社會和諧穩(wěn)定、國家安全自立的重大戰(zhàn)略問題。對此，如何經(jīng)濟并且有效地保存糧食成為亟需解決的問題。1.1.2智能糧倉糧食在存放過程中由于受到外界環(huán)境的干擾，如溫度、濕度、水分二氧化碳氣體濃度以及各種蟲害等影響，容易發(fā)生變質(zhì)等情況，因而糧食安全問題重點是在糧食儲存環(huán)境監(jiān)控和處理方面的問題[3]。我們在儲存糧食時要確保糧倉內(nèi)糧食不受潮、不霉變,這是保糧工作者為之奮斗的目的和研究課題，也是關(guān)乎人類生存的一個重要問題。由于我國的糧食儲存技術(shù)不高，管理也不到位，糧食的增產(chǎn)也在倉儲管理中損耗了大部分。因此國家投資建造了許多大型現(xiàn)代化糧倉，這些糧倉的管理方法與成本是一個大問題。目前新建的國家糧食儲存庫基本都配備了糧溫檢測系統(tǒng)和通風(fēng)、降溫設(shè)備，可以監(jiān)測儲存環(huán)境的變化，當溫濕度達到一定程度時，通過人工進行通風(fēng)處理或空調(diào)制冷抽濕。這樣的系統(tǒng)是檢測與控制系統(tǒng)相分離，測量和控制都要求工作人員手動操作，這就增加了人力資源的消耗。因此要建造檢測與控制相結(jié)合且費用較低的智能糧倉對于糧食儲存意義重大[4]。1.2智能糧倉國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1國內(nèi)研究現(xiàn)狀目前國內(nèi)電子信息技術(shù)在糧倉環(huán)境狀況獲取方面的應(yīng)用越來越廣泛，但是針對大型智能糧倉的研究較少。大型智能糧倉是具有高大空間屬性的建筑，對此，有人參考其他高大空間建筑以優(yōu)化大型智能糧倉的環(huán)境情況。李瑋勄等人通過對高大平房倉使用空調(diào)控溫儲糧技術(shù)進行研究，發(fā)現(xiàn)在西北地區(qū)，調(diào)節(jié)糧倉內(nèi)溫度、表層糧食溫度能延緩糧堆表層糧食變質(zhì)，但對于中層、下層糧食來說作用較小[5]。李潮鵬在研究存儲環(huán)境對成熟大米基本理化特性的影響時，得出成熟糧大米儲藏在15℃、60%RH條件下儲存效果最佳[6]，這一研究結(jié)果可以打開智能糧倉的設(shè)計思路。鄭曉茜等人研究了基于GSM和MSP430技術(shù)的智能糧倉溫濕度檢測系統(tǒng)設(shè)計方案，實現(xiàn)對糧食儲存環(huán)境溫濕度的遠程檢測和報警功能[7]。Zhang等人設(shè)計的大型糧倉嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)選用STM32F103C8T6為核心處理器、DHT11為溫濕度傳感器模塊,數(shù)據(jù)通過總線由下位計算機終端遠程傳輸?shù)缴衔粰C，并直接顯示檢測數(shù)值，超過閾值時自動報警[8]。Chang等人利用機器學(xué)習(xí)相關(guān)原理對糧倉通風(fēng)過程中溫濕度變化進行預(yù)測，將于有限差分理論應(yīng)用到糧倉通風(fēng)決策中[9]。1.2.2國外研究現(xiàn)狀國外對糧倉的研究比國內(nèi)早很多，在20世紀50年代，美國就開始將電子設(shè)備和機械設(shè)備應(yīng)用到糧倉管理和設(shè)備控制中。經(jīng)過十多年的發(fā)展，其對糧食存儲過程中糧倉通風(fēng)技術(shù)的應(yīng)用和研究就已經(jīng)相對完善。這之后，澳大利亞等國家也開始大力發(fā)展糧儲技術(shù)，一股自動化設(shè)備控制糧倉環(huán)境的浪潮在全球范圍蔓延，糧倉通風(fēng)技術(shù)整體進入自動化通風(fēng)管理時代[10]。直到20世紀90國外在糧情監(jiān)控技術(shù)已達到了很成熟的地步，高科技數(shù)字式傳感器廣泛應(yīng)用于糧情檢測系統(tǒng)。這種傳感器采用了半導(dǎo)體集成電路與微控制器最新技術(shù)，在一個管芯上集成了半導(dǎo)體溫度檢測芯片、數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換芯片、計算機接口芯片，存儲芯片等，除完成溫度檢測功能外，還可以完成預(yù)先設(shè)置范圍的溫度、報警、多路A/D轉(zhuǎn)換、溫度補償?shù)裙δ?。由于?shù)字溫度傳感器自接傳出數(shù)字量，從而解決了溫度信號長距離傳輸問題及傳輸過程中因干擾和衰減而導(dǎo)致的精度降低等問題[11]。Villagrán等人通過深入研究自然對流通風(fēng)對糧食降溫影響，進行并得出溫度場與速度場分布規(guī)律[12]。Gonzales等人研發(fā)了基于相對濕度、溫度和二氧化碳的糧情監(jiān)測系統(tǒng)，并建立了相對濕度、溫度和二氧化碳之間的關(guān)系模型，能夠合理準確地推導(dǎo)出糧食水分。Dal-uyen等人開發(fā)了一種基于微控制器的筒倉中谷物安全存儲控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以連續(xù)監(jiān)測溫度和相對濕度，無損測量水分含量，并通過打開和關(guān)閉風(fēng)扇以及加熱器來調(diào)節(jié)糧倉環(huán)境[13]。1.3論文主要章節(jié)工作安排本文的章節(jié)內(nèi)容安排如下：第一章，緒論。介紹智能糧倉的主要設(shè)計背景和意義，分析了國內(nèi)外對于智能糧倉的各種研究方向，列舉了一些該項目的成果。第二章，智能糧倉控制系統(tǒng)設(shè)計?？傮w對系統(tǒng)設(shè)計做了規(guī)劃和說明，介紹了智能糧倉系統(tǒng)的功能需求和性能需求。展示了系統(tǒng)的整體框架，對所需的開發(fā)環(huán)境和相關(guān)技術(shù)進行說明。第三章，智能糧倉系統(tǒng)硬件設(shè)計。此章節(jié)說明了設(shè)計中外設(shè)和傳感器的硬件連接電路，并對各引腳連接外設(shè)的功能做簡述。第四章，智能糧倉系統(tǒng)軟件設(shè)計。主要描述了智能糧倉控制系統(tǒng)的設(shè)計邏輯，對各功能模塊的邏輯運行作出說明，并展示了邏輯流程圖。第五章，智能糧倉系統(tǒng)測試。系統(tǒng)測試包括硬件測試和功能測試。硬件測試主要是針對設(shè)計的電路中，各部分外設(shè)是否連接完好，能否對單片機的指令做出應(yīng)答。功能測試是為了確定傳感器或外設(shè)內(nèi)部編寫程序是否正確，能否針對檢測環(huán)境輸出正確的檢測結(jié)果，并判斷檢測結(jié)果是否合理。第六章，總結(jié)與展望。此部分是對智能糧倉控制系統(tǒng)項目設(shè)計的總結(jié)與概括，并對項目結(jié)果做分析，針對不足之處提出合理的解決方法，為以后的研究做出方向說明。

2智能糧倉控制系統(tǒng)整體設(shè)計2.1糧倉系統(tǒng)需求分析2.1.1糧倉功能需求分析1.溫濕度監(jiān)測在糧情監(jiān)控中對溫度的監(jiān)控方法已經(jīng)發(fā)展比較成熟，隨著社會的發(fā)展，科技的進步，特別是傳感器技術(shù)的不斷提高，人們對糧情監(jiān)控有了新的要求。糧倉溫濕度對糧食的安全有著重要的影響。溫濕度合適是保證糧食不霉變，不發(fā)芽的基本條件，使其處于休眠狀態(tài)，種子里的養(yǎng)份消耗得最低。在現(xiàn)代糧情監(jiān)控中溫濕度檢測越來越受到人們的重視。2.煙霧濃度檢測隨著糧食儲存規(guī)模的擴大和現(xiàn)代化程度的提高，智能糧倉系統(tǒng)的應(yīng)用變得越來越廣泛。其中，煙霧報警檢測功能是智能糧倉系統(tǒng)的重要組成部分，它能夠在糧倉內(nèi)出現(xiàn)煙霧等異常情況時及時發(fā)出警報，從而有效預(yù)防火災(zāi)等安全事故的發(fā)生。智能糧倉煙霧報警檢測功能具備實時檢測能力，能夠24小時不間斷地監(jiān)測糧倉內(nèi)的煙霧情況。一旦檢測到煙霧濃度超過預(yù)設(shè)閾值，系統(tǒng)應(yīng)立即啟動報警程序。當檢測到煙霧異常時，系統(tǒng)應(yīng)提供多重報警方式，包括聲光報警、短信通知等。這樣，無論用戶身處何地，都能及時收到報警信息，并采取相應(yīng)措施。3.光照強度檢測在糧食儲存過程中，適當通風(fēng)可以保持糧食的良好狀態(tài)，避免發(fā)霉等情況影響糧食儲存。因此，智能糧倉系統(tǒng)中引入光照強度檢測功能至關(guān)重要。該功能通過監(jiān)測糧倉外的光照強度，來確定外面的天氣狀況，確保在陽關(guān)充足的大晴天，可以適當通風(fēng)保證糧倉內(nèi)糧食的干燥。4.舵機和風(fēng)扇關(guān)于糧倉內(nèi)糧食通風(fēng)的重要性已經(jīng)強調(diào)過，舵機是模擬糧倉內(nèi)的窗戶，當檢測到濕度高，且外界光照強度充足時，自動打開窗戶通風(fēng)。在陰雨天氣時，不能通過開窗通風(fēng)，這時候糧倉內(nèi)安裝的風(fēng)扇就可以有效的幫助糧食通風(fēng)，確保糧食不會因受潮而發(fā)霉。5.重量檢測智能糧倉的重量檢測功能對于糧倉管理來說至關(guān)重要，通過測量進出糧倉內(nèi)的糧食重量，它能夠幫助糧倉管理者實時掌握糧食存儲情況，確保糧食的安全與有效利用。系統(tǒng)應(yīng)具備實時檢測進出糧倉內(nèi)糧食重量的能力，確保管理者能夠隨時獲取最新的重量數(shù)據(jù)。重量檢測數(shù)據(jù)應(yīng)準確可靠，能夠真實反映糧倉內(nèi)糧食的實際重量，避免因數(shù)據(jù)誤差導(dǎo)致的決策失誤。2.1.2糧倉性能需求分析1.技術(shù)性能智能糧倉集成了傳感器、控制器、數(shù)據(jù)分析與處理等技術(shù)，可以實時監(jiān)測糧食的溫度、濕度、氣體濃度等關(guān)鍵參數(shù)。這種技術(shù)集成使得智能糧倉能夠及時發(fā)現(xiàn)問題并自動調(diào)節(jié)儲存環(huán)境，從而避免因儲存條件不當導(dǎo)致的糧食腐敗、變質(zhì)等問題。此外，智能糧倉還采用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)遠程監(jiān)控，使得糧庫管理員可以隨時隨地對糧庫進行監(jiān)管，大大提高了管理的便捷性和實時性。2.經(jīng)濟性能智能糧倉通過自動化、智能化設(shè)備減少了人工操作環(huán)節(jié)，從而提高了管理效率。傳感器和自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用使得糧食儲存環(huán)境的監(jiān)測和調(diào)節(jié)變得更為精準和高效。同時，數(shù)據(jù)化管理使得糧倉管理人員能夠?qū)崟r獲取并分析監(jiān)測數(shù)據(jù)，為決策提供科學(xué)化支持。3.管理效率智能糧倉通過自動化、智能化設(shè)備減少了人工操作環(huán)節(jié)，從而提高了管理效率。傳感器和自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用使得糧食儲存環(huán)境的監(jiān)測和調(diào)節(jié)變得更為精準和高效，減少了人為操作的誤差和疏漏。同時，數(shù)據(jù)化管理使得糧倉管理人員能夠?qū)崟r獲取并分析監(jiān)測數(shù)據(jù)。4.儲存安全性智能糧倉在儲存安全性方面表現(xiàn)出色。通過實時監(jiān)測糧食的溫度、濕度等參數(shù)，智能糧倉能夠及時發(fā)現(xiàn)并處理潛在的安全隱患，確保糧食的安全儲存。此外，智能糧倉還配備了防火、防盜等安全設(shè)施，進一步增強了糧食儲存的安全性。2.2糧倉系統(tǒng)整體設(shè)計框圖該系統(tǒng)主要以STM32單片機為主控芯片，并包含多個功能模塊，包括溫濕度監(jiān)測模塊、煙霧監(jiān)測模塊、光照強度檢測模塊、舵機模塊、進出重量檢測模塊、WiFi模塊和報警模塊。通過繼電器控制風(fēng)扇開關(guān)，單片機對傳感器指令分析后控制窗戶開關(guān)。本設(shè)計的系統(tǒng)功能設(shè)計框圖如圖2-1所示。圖2-1系統(tǒng)整體框架2.3相關(guān)技術(shù)與工具2.3.1硬件開發(fā)環(huán)境在該系統(tǒng)設(shè)計中，采用AltiumDesigner軟件的元器件原理圖設(shè)計和電路原理圖繪制功能完成硬件電路設(shè)計，并展示模塊的電路連接圖。這套軟件通過把原理圖設(shè)計、電路仿真、PCB繪制編輯、自動布線、信號完整性分析和設(shè)計輸出等技術(shù)的完美融合，為設(shè)計者提供了全新的設(shè)計解決方案，并且使用方法簡單，使設(shè)計者可以輕松進行設(shè)計所需的板子。其強大的功能能夠?qū)崿F(xiàn)此次智能糧倉設(shè)計所需要的電路設(shè)計。2.3.2軟件開發(fā)環(huán)境程序編寫采用Keil5，Keil5是一款集成開發(fā)環(huán)境，該軟件采用C語言進行代碼的編寫，可讀性強。本系統(tǒng)采用STM32F103系列主流芯片的標準庫，使程序的開發(fā)變得更加簡便。在標準庫的基礎(chǔ)上，對各個模塊進行修改頭文件和程序文件，并編寫了整個程序代碼。在編譯后。該軟件能夠幫助用戶完成語法檢查和邏輯警告，并且在執(zhí)行后生成控制器可識別的文件。軟件包括代碼編輯器、編譯器、調(diào)試器和仿真器等，使得嵌入式開發(fā)者能夠更加便捷地進行軟件開發(fā)和調(diào)試，能夠輕松滿足智能糧倉系統(tǒng)的代碼設(shè)計。2.3.3相關(guān)技術(shù)分析1.嵌入式技術(shù)嵌入式技術(shù)是一種將計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、控制技術(shù)等集成到一個小型芯片或模塊中的技術(shù)。隨著物聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展,嵌入式技術(shù)正日益成為當今社會發(fā)展中的一個重要組成部分，廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域，并且將越來越受到重視和廣泛應(yīng)用。其以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，采用功能更加專門化的微處理器，并將我們的控制程序儲存在ROM中。它具有低功耗、高可靠性、實時性強等特點，通過使用嵌入式技術(shù)，將所需的功能模塊連接到單片機，并通過單片機控制。2.傳感器技術(shù)物體利用材料自身的效應(yīng)等把被測量轉(zhuǎn)換成符合需求的電信號量，稱之為傳感器技術(shù)。本系統(tǒng)使用多種傳感器模塊對智能糧倉內(nèi)的環(huán)境進行檢測，確保數(shù)據(jù)的準確和及時性。對檢測數(shù)據(jù)分析后，單片機對其他外設(shè)發(fā)送指令使其做出應(yīng)答。3.WiFi通信技術(shù)WiFi通信技術(shù)是一種短距離無線傳輸技術(shù)，具有范圍廣、快速傳輸?shù)忍攸c。本系統(tǒng)中使用WiFi模塊將糧倉內(nèi)的各項數(shù)據(jù)指標傳輸給遠程客戶端，可以實現(xiàn)遠距離檢測和控制糧倉內(nèi)的環(huán)境指標，確保糧食安全。2.4本章小結(jié)本章對系統(tǒng)總體設(shè)計做了規(guī)劃和說明，具體分析了智能糧倉控制系統(tǒng)的功能需求和性能需求，對所需功能及其作用進行列舉。展示了系統(tǒng)的整體框架，對使用的開發(fā)環(huán)境和相關(guān)技術(shù)進行分析說明。

3智能糧倉控制系統(tǒng)硬件設(shè)計3.1系統(tǒng)硬件總體設(shè)計本設(shè)計采用STM32單片機為主控芯片，其硬件電路原理圖如圖3-1所示，包括最小系統(tǒng)核心控制，繼電器模塊用來控制風(fēng)扇，輔助控制溫濕度，ESP8266WiFi通信模塊用于傳輸數(shù)據(jù)，按鍵用于手動控制風(fēng)扇，舵機模塊模擬窗戶，此外還包括溫濕度、煙霧濃度、重量、光照強度監(jiān)測部分、顯示屏和報警裝置。圖3-1電路接線圖3.2系統(tǒng)硬件模塊3.2.1系統(tǒng)主控模塊STM32F103C6T6是一款基于ARMCortexM3內(nèi)核的32位通用微控制器芯片,選用STM32F103C6T6這款芯片的開發(fā)板是因為這款芯片成本較低，主頻高達72Mhz，且具備非常豐富的片上資源，完全可以滿足該項目對芯片需求。在電路連接上，采用外接電源的方法通過電壓轉(zhuǎn)換電路引出3.3V電壓，為單片機提供電源，單片機9、24、36、48引腳連接5V電源，8、23、35、47引腳接地使電路聯(lián)通。NRST引腳接復(fù)位電路。其硬件電路圖如圖3-2所示。圖3-2最小系統(tǒng)接線圖3.2.2溫濕度檢測模塊再該設(shè)計中，溫濕度模塊主要用來測量糧倉內(nèi)的溫濕度，防止儲存的糧食因環(huán)境導(dǎo)致發(fā)霉等現(xiàn)象。DHT11由濕度感應(yīng)器和溫度感應(yīng)器組成，可以測量環(huán)境中的溫度和濕度。其溫度測量部分使用一個負溫度系數(shù)（NTC）熱敏電阻來感知溫度的變化。當溫度升高時，熱敏電阻的阻值下降；反之，阻值上升。DHT11通過測量熱敏電阻的阻值變化來計算環(huán)境的溫度。濕度測量部分則采用一種薄膜電容濕度傳感材料。這種材料的電容值會隨著濕度的增加而增加，DHT11通過測量電容值的變化來計算環(huán)境的濕度。設(shè)計中DHT11傳感器模塊1引腳接5V電源，4引腳接地，2引腳接單片機PA6引腳，3引腳浮空，通過IO接口輸入和輸出數(shù)據(jù)，將檢測到的數(shù)據(jù)進行傳輸。其硬件電路接線圖如圖3-3所示。圖3-3溫濕度模塊硬件接線圖3.2.3光照強度檢測模塊光敏電阻的工作原理基于半導(dǎo)體材料中載流子的產(chǎn)生和移動。光敏電阻采用半導(dǎo)體材料制成。在暗處或低光照條件下，電阻值較高。然而，當光照射到光敏電阻上時，載流子的數(shù)量增加，導(dǎo)致半導(dǎo)體材料的電導(dǎo)率增加，電阻值降低。因此，光敏電阻的電阻值與光照強度成反比，即光照越強，電阻值越低[14]。選擇合適的光敏電阻并將其連接到電路中。光敏電阻可以與一個普通電阻串聯(lián)，以便通過測量電壓來推算光照強度。參考光敏電阻廠家提供的光強度和電阻值的對照曲線圖，根據(jù)計算出的光敏電阻阻值查找對應(yīng)的光照強度值。這樣的做法成本比較低，并且簡單易操作。但相對的，誤差較大。將電阻并聯(lián)后接入單片機PA0引腳，PA0引腳設(shè)置為模擬輸入模式，將數(shù)據(jù)通過單片機內(nèi)置ADC將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換出來。其硬件電路接線圖如圖3-4所示。圖3-4光照強度模塊接線圖3.2.4煙霧濃度檢測模塊MQ-5傳感器的工作原理主要基于半導(dǎo)體氣敏元件的電阻值變化來檢測空氣中可燃氣體的濃度。其核心組成部分是半導(dǎo)體材料氧化錫。當MQ-5傳感器暴露在空氣中時，氧氣分子會吸附在氧化錫表面，形成一個致密的氧化層，導(dǎo)致傳感器的電阻值升高。而當可燃氣體存在時，這些氣體與氧氣發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致氧化層變薄，使傳感器的阻值下降[15]。為了獲取這個電阻值變化的信息，MQ-5傳感器通常與一個電路板連接。這個電路板能夠?qū)㈦娮柚档淖兓D(zhuǎn)換為電壓或電流信號，這個信號可以被微控制器或其他電子系統(tǒng)讀取和處理。通過這種方式，我們可以根據(jù)輸出的信號來判斷空氣中可燃氣體的濃度。設(shè)計中煙霧傳感器1引腳接電源，2引腳接地，3引腳接單片機PA1引腳進行數(shù)據(jù)傳輸。其硬件電路接線圖如圖3-5所示。圖3-5煙霧傳感器接線圖3.2.5重量檢測模塊XH711傳感器內(nèi)部包含應(yīng)變片電橋，用于測量外部的物理量（如壓力、重量等）。當外部的物理量作用在傳感器上時，應(yīng)變片會發(fā)生形變，從而導(dǎo)致其電阻值發(fā)生變化[16]。經(jīng)過ADC轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號可以通過串行接口輸出到單片機。這些數(shù)字信號可以被外部設(shè)備讀取和處理，從而實現(xiàn)對外部物理量的測量和控制。電路連接中1引腳接電源，4引腳接地，2、3引腳接接單片機PB1、PB10引腳進行數(shù)據(jù)傳輸。其硬件電路接線圖如圖3-6所示。圖3-6壓力傳感器接線圖3.2.6舵機模塊與風(fēng)扇控制模塊舵機的控制是通過接收控制信號，控制電路板解碼信號并驅(qū)動電機與減速器運動，從而使舵機轉(zhuǎn)動到指定的角度位置。當控制信號進入舵機的控制電路時，控制電路會解碼信號，并根據(jù)解碼結(jié)果控制電機的轉(zhuǎn)動方向。舵機的控制信號通常采用脈沖寬度調(diào)制（PWM）信號，其周期通常為20毫秒，脈沖寬度決定了舵機的角度位置[17]。設(shè)計中，舵機模擬糧倉中的窗戶，通過對糧倉內(nèi)環(huán)境監(jiān)測來自動或手動控制窗戶的開關(guān)。電路連接中1引腳接電源，3引腳接地，2引腳接PA6傳輸數(shù)據(jù)。舵機硬件電路原理圖如圖3-7所示。另外，設(shè)計中通過使用繼電器控制風(fēng)扇的開關(guān)，通過糧倉內(nèi)溫濕度的監(jiān)測，配合窗戶的開關(guān)來保證糧倉內(nèi)的適宜環(huán)境。繼電器的工作原理主要基于電磁效應(yīng)來控制機械觸點達到通斷目的。電路連接中繼電器VCC、COM接電源，CND引腳接地，IN引腳接單片機PA4，NO引腳接風(fēng)扇控制。其硬件電路接線圖如圖3-8所示。圖3-7舵機模塊接線圖圖3-8風(fēng)扇模塊接線圖3.2.7顯示模塊LCD1602的工作原理主要是通過液晶顯示模塊和驅(qū)動電路的協(xié)同工作來實現(xiàn)字符的顯示。驅(qū)動電路負責(zé)控制液晶單元的顯示內(nèi)容和顯示位置。它通過控制液晶單元的偏置電壓和驅(qū)動信號來實現(xiàn)顯示內(nèi)容和顯示位置的控制。單片機將需要顯示的字符數(shù)據(jù)發(fā)送給LCD1602，同時發(fā)送控制指令來控制顯示位置、顯示模式等參數(shù)，從而實現(xiàn)對LCD1602的靈活控制[18]。電路連接中1、15引腳接電源，2、16引腳接地，3引腳接滑動電阻控制電壓，RS引腳來確定LCD的工作模式，R/W引腳確定LCD的讀寫，E引腳為使能端，置1時工作，其余引腳連接單片機的IO接口進行數(shù)據(jù)傳輸。其硬件電路接線圖如圖3-9所示。圖3-9顯示模塊接線圖3.2.8WiFi通信模塊和報警模塊ESP8266是一款集成了Wi-Fi功能的芯片，具有低功耗、高性能等特點。當ESP8266啟動時，它會進行初始化操作。在通信過程中，ESP8266可以通過UART或SPI接口接收AT指令實現(xiàn)與遠程服務(wù)器的通訊[19]。在本次設(shè)計中，主要是用ESP8266作為通信模塊將傳感器檢測到的數(shù)據(jù)遠程傳輸給客戶端，并且可以通過客戶端遠程操縱糧倉內(nèi)的各項外設(shè)，確保在無人值守的糧倉也可以實現(xiàn)智能控制。電路連接中1、4引腳分別接電源和地，2、3引腳分別接PA10、PA9進行數(shù)據(jù)的傳輸。其硬件電路接線圖如圖3-10所示。另外，設(shè)計中使用喇叭進行警報，當糧倉內(nèi)的數(shù)據(jù)超出設(shè)計的閾值時，麥克風(fēng)會發(fā)出聲音提醒管理人員，同時它還通過WiFi模塊遠程報警，確保糧倉出問題時能讓管理人員及時知道。通過外接電源和連接單片機的輸出引腳來操控麥克風(fēng)鳴響。其硬件電路接線圖如圖3-11所示。圖3-10通信模塊接線圖圖3-11報警模塊接線圖3.3本章小結(jié)本章主要分析了組建智能糧倉控制系統(tǒng)所需要的芯片和外設(shè)，并針對不同功能對所需外設(shè)對其連接圖和連接作用作出說明。

4智能糧倉控制系統(tǒng)軟件設(shè)計4.1系統(tǒng)軟件總體設(shè)計在本次設(shè)計中，主程序的編寫至關(guān)重要，主程序?qū)⒏鱾€模塊的功能串聯(lián)在一起，保證各個部分功能正常且穩(wěn)定的運行，從而得以實現(xiàn)系統(tǒng)的正常運行。主程序模塊的初始化過程為每個模塊提供了適當?shù)脑O(shè)置和準備，確保它們能夠順利且高效進行。設(shè)計程序時，首先根據(jù)所需要的功能對各部分功能模塊的傳感器及外設(shè)進行初始化配置。在系統(tǒng)上電之后，多種傳感器同時開始工作，對糧倉內(nèi)的溫濕度、煙霧濃度、外部的光照強度、糧食的重量等多項數(shù)據(jù)進行檢測，將各傳感器檢測值通過ADC轉(zhuǎn)換后，調(diào)用設(shè)置好的參數(shù)儲存，然后將其數(shù)值以及變化情況顯示在LCD屏上。WiFi通信模塊打開后，根據(jù)設(shè)置的標志位檢測是否有設(shè)備進行連接，檢測到設(shè)備連接后標志位置1。WiFi通信模塊連接成功后,主控芯片會調(diào)用參數(shù)，將各傳感器模塊檢測到的數(shù)據(jù)通過WiFi通信模塊傳輸給遠程設(shè)備，方便管理人員進行遠程控制和管理。當各個傳感器模塊啟動并將檢測到的數(shù)值發(fā)送給單片機STM32F103C6T6后，單片機調(diào)用設(shè)置好的參數(shù)，將儲存的數(shù)據(jù)參數(shù)與提前設(shè)置好的閾值進行比較，當數(shù)值超出設(shè)定閾值時，單片機調(diào)用麥克風(fēng)函數(shù)，使麥克風(fēng)已一連接端置1，使其處于工作狀態(tài)發(fā)出警報，并通過通信模塊將警報遠程傳送給客戶端，提醒管理人員注意糧倉內(nèi)情況。當單片機通過函數(shù)運行發(fā)現(xiàn)糧倉內(nèi)各項監(jiān)測數(shù)據(jù)超出設(shè)定閾值時，單片機會通過調(diào)用設(shè)定的舵機和繼電器函數(shù)，自動控制糧倉內(nèi)的風(fēng)扇和窗戶來進行處理。如發(fā)生意外情況，單片機沒有做出反應(yīng)時，也可人為按鍵控制或者遠程控制設(shè)備，進行緊急處理。系統(tǒng)軟件總框圖如圖4-1所示。圖4-1系統(tǒng)軟件總體框圖4.2各模塊軟件設(shè)計4.2.1溫度檢測模塊軟件設(shè)計溫度是影響糧食儲存的重要因素之一。通過溫度檢測模塊，智能糧倉能夠?qū)崟r監(jiān)測糧食儲存環(huán)境的溫度，確保糧食在適宜的溫度范圍內(nèi)儲存，從而保障糧食的安全性和儲存穩(wěn)定性。溫度檢測模塊提供的數(shù)據(jù)可以幫助糧倉管理人員了解糧食儲存環(huán)境的實際情況，并根據(jù)需要調(diào)整溫度控制設(shè)備，如空調(diào)、通風(fēng)設(shè)備等，以維持最佳儲存環(huán)境。溫度檢測模塊可以實現(xiàn)自動化、連續(xù)的溫度監(jiān)測，減少了人工巡檢的頻率和工作量。管理人員可以通過智能糧倉系統(tǒng)遠程查看溫度數(shù)據(jù)，及時獲取糧食儲存環(huán)境的信息，從而更加高效地管理糧倉。當系統(tǒng)上電后，單片機從溫度傳感器獲取檢測到的溫度值，通過函數(shù)dht11_read_data調(diào)用儲存在寄存器內(nèi)的溫度傳感器發(fā)送的的數(shù)據(jù)。檢測到溫度數(shù)據(jù)后單片機通過函數(shù)LCD1602_Show把數(shù)據(jù)顯示在LCD屏并通過通信模塊傳輸給遠程終端。檢測到數(shù)據(jù)的同時，對數(shù)據(jù)進行對比分析，判斷是否超出設(shè)置閾值，如超出則報警，并且控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)動進行降溫。其軟件設(shè)計流程圖如下圖4-2所示。圖4-2溫度檢測軟件設(shè)計流程圖4.2.2濕度檢測模塊軟件設(shè)計濕度是影響糧食儲存的關(guān)鍵因素之一。適宜的濕度條件有助于保持糧食的新鮮度和口感，防止糧食受潮、霉變或產(chǎn)生蟲害。濕度檢測模塊能夠?qū)崟r監(jiān)測糧倉內(nèi)的濕度水平，幫助管理人員掌握糧食儲存環(huán)境的濕度狀況，從而確保糧食質(zhì)量與安全。濕度檢測模塊可以實現(xiàn)自動化、連續(xù)的濕度監(jiān)測，減少了人工巡檢的頻率和工作量。管理人員可以通過智能糧倉系統(tǒng)遠程查看濕度數(shù)據(jù)，快速了解糧食儲存環(huán)境的濕度狀況，從而更加高效地管理糧倉。上電后，濕度傳感器檢測到濕度值并儲存，單片機通過函數(shù)dht11_read_data讀取DHT11發(fā)送的儲存在寄存器中的溫度傳感器的數(shù)據(jù)。檢測到溫度數(shù)據(jù)后單片機把儲存的濕度值通過IO接口傳輸給LCD屏，同時通過WiFi通信模塊傳輸給遠程終端，進行遠程示警。檢測到數(shù)據(jù)的同時，通過if語句對數(shù)據(jù)進行對比分析，判斷是否超出設(shè)置好的閾值，如超出則調(diào)用蜂鳴器函數(shù)，拉高蜂鳴器引腳電壓使其工作、報警，并且通過調(diào)用繼電器來控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)動進行除濕。其軟件設(shè)計流程圖如下圖4-3所示。圖4-3濕度檢測軟件設(shè)計流程圖4.2.3光照強度檢測軟件設(shè)計對室外光照強度的檢測主要是確定是否有打開窗戶的必要條件，當外界的光照強度充足時，就避免了陰天或者下雨的情況，此時可以打開窗戶通風(fēng)或者晾曬，如遇到光強充足但是外面下雨的情況，也可以人為遠程關(guān)閉窗戶，避免糧食被淋濕。光照強度檢測的主要流程十分簡單，上電后，單片機通過光敏電阻阻值的變化確定外面的光照強度，并將其數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送儲存到單片機寄存器中，單片機內(nèi)的ADC轉(zhuǎn)換模塊將其轉(zhuǎn)換儲存到設(shè)置好的數(shù)組light[1]中。當檢測到溫濕度過高時，調(diào)用光照強度儲存的參數(shù)，使用if語句判斷是否達到閾值，如超出閾值則可以打開窗戶，進行通風(fēng)晾曬。其軟件設(shè)計流程圖如下圖4-4所示。圖4-4光照強度檢測軟件設(shè)計流程圖4.2.4煙霧濃度檢測軟件設(shè)計從安全角度來看，煙霧濃度檢測模塊是智能糧倉防火功能的重要組成部分。糧倉作為存儲糧食的重要場所，一旦發(fā)生火災(zāi)，后果將不堪設(shè)想。煙霧濃度檢測模塊能夠?qū)崟r監(jiān)測糧倉內(nèi)的煙霧濃度，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，就能及時觸發(fā)報警系統(tǒng)，從而迅速采取相應(yīng)的滅火措施，防止火災(zāi)的蔓延，保護糧倉和其中的糧食不受損失[20]。煙霧濃度檢測模塊能夠提高糧倉的自動化管理水平。傳統(tǒng)的糧倉管理主要依賴于人工巡檢，這種方式不僅效率低下，而且容易漏檢、誤檢。而煙霧濃度檢測模塊可以實現(xiàn)24小時不間斷監(jiān)控，通過實時采集和分析數(shù)據(jù)，可以準確判斷糧倉內(nèi)的安全狀況，為管理人員提供及時、準確的信息，從而大大提高糧倉的管理效率。煙霧濃度檢測首先要對該模塊進行初始化設(shè)置，然后將煙霧傳感器檢測的數(shù)據(jù)通過串口傳輸給單片機，單片機將其提取出來并儲存到數(shù)組smog[1]中，單片機執(zhí)行if語句判斷數(shù)據(jù)是否超出設(shè)定的閾值data1[4]，如超出閾值單片機調(diào)用蜂鳴器函數(shù)報警。其軟件設(shè)計流程圖如下圖4-5所示。圖4-5煙霧濃度檢測軟件設(shè)計流程圖4.2.5重量檢測模塊軟件設(shè)計重量檢測模塊置放于糧倉門外，能夠?qū)崟r監(jiān)控進出糧倉內(nèi)的糧食重量，從而確保庫存量的準確性。這有助于糧倉管理人員及時了解庫存狀況，避免糧食短缺或過剩的情況發(fā)生。通過持續(xù)監(jiān)測進出糧食重量，可以及時發(fā)現(xiàn)異常重量變化，確保糧食安全。重量檢測模塊的引入使得糧倉管理更加自動化和智能化，減少了人工巡檢的頻率和工作量，提高了管理效率。重量檢測的軟件設(shè)計同前面的傳感器模塊一樣，將檢測到的數(shù)據(jù)傳輸給單片機，單片機將其儲存到數(shù)組weight[1]中，通過按鍵選擇加或者減，單片機計算出增加或減少后糧倉內(nèi)剩余糧食量后，由單片機發(fā)送給顯示屏以及遠程通信設(shè)備。其軟件設(shè)計流程圖如下圖4-6所示。圖4-6重量檢測軟件設(shè)計流程圖4.2.6舵機和風(fēng)扇模塊軟件設(shè)計本次設(shè)計中，使用舵機來模擬糧倉內(nèi)的窗戶，通過單片機控制窗戶的開關(guān)可以更有效地管理糧倉內(nèi)的環(huán)境。在對該模塊進行初始化配置后，等待來自單片的控制命令。當單片機檢測到溫濕度過高且外部光照強度足夠，或者檢測到按鍵按下以及遠程設(shè)備操控時，舵機轉(zhuǎn)動模擬窗戶開關(guān)。風(fēng)扇則是配合窗戶完成糧倉內(nèi)降溫、除濕的功能，當因天氣情況或者特殊狀況無法開窗時，可通過室內(nèi)內(nèi)置的風(fēng)扇來進行降溫、除濕。現(xiàn)實中按鍵和來自遠程端操控是人為操縱，具有緊急性或者特殊性，在軟件設(shè)計中賦予按鍵和遠程操作更高的優(yōu)先級。當檢測到按鍵或者遠程操作時單片機優(yōu)先執(zhí)行，無按鍵等操作時單片機才會自動進行下一項活動。當單片機接受來自傳感器的溫度濕度數(shù)據(jù)，通過對比后發(fā)現(xiàn)超出閾值時，通過調(diào)用繼電器相關(guān)函數(shù)使其標志位RE1制1，使風(fēng)扇打開，這時繼續(xù)監(jiān)測光照強度，當光照強度超出閾值則調(diào)用舵機相關(guān)函數(shù)使其標志位SS制1，打開窗戶。其總體運行流程圖如圖4-7所示。圖4-7舵機和風(fēng)扇軟件設(shè)計流程圖4.2.7顯示模塊軟件流程圖顯示模塊主要是將各部分傳感器檢測到的環(huán)境數(shù)值實時的顯示在LCD屏上，方便管理人員能夠提前知道溫濕度變化等情況，并及時對意外情況作出反應(yīng)。當單片機接收到外設(shè)傳輸?shù)南⒉Υ婧螅{(diào)用顯示函數(shù)LCD1602_Show把傳感器檢測到的數(shù)據(jù)顯示到屏幕上。同時調(diào)用顯示函數(shù)LCD1602_Show將預(yù)先儲存在數(shù)組中的閾值也顯示在屏幕上。其運行流程圖如圖4-8所示。圖4-8顯示模塊軟件設(shè)計流程圖4.2.8通信模塊和報警模塊軟件設(shè)計WiFi通信模塊使得糧倉與手機端或其他智能終端設(shè)備能夠?qū)崟r進行數(shù)據(jù)通信，從而方便用戶隨時了解糧倉內(nèi)的環(huán)境狀況，如溫度、濕度、煙霧濃度等關(guān)鍵參數(shù)。這種實時的監(jiān)控功能有助于及時發(fā)現(xiàn)并解決潛在的問題，確保糧食的安全儲存。同時，用戶還可以通過WiFi模塊實現(xiàn)遠程控制，對糧倉內(nèi)的設(shè)備進行操作和調(diào)整，提高管理效率。通信模塊使用ESP8266WiFi模塊，當檢測到外部設(shè)備連接后，將其標志位LW制1，當連接成功后，WiFi模塊通過串口從單片機處獲取數(shù)據(jù)，通過MTQQ協(xié)議將數(shù)據(jù)傳輸給遠程客戶端。使用if語句判斷客戶端是否執(zhí)行了操作，如果有操作，則反方向使用相同傳輸協(xié)議，把命令傳送給單片機。其運行流程圖如圖4-9所示。圖4-9通信模塊軟件設(shè)計流程圖報警模塊能夠在糧倉環(huán)境或糧食狀態(tài)發(fā)生異常時及時發(fā)出警報，比如溫度過高、濕度過大等情況。這種即時響應(yīng)機制確保了管理人員能夠迅速了解到異常情況，并及時采取措施，防止損失擴大。報警模塊可以自動完成異常檢測與報警，減少了人工巡檢的頻率和工作強度。管理人員可以更加專注于處理異常情況，提高了管理效率。智能糧倉中報警模塊的必要性在于其能夠及時響應(yīng)異常情況、預(yù)防潛在風(fēng)險、提升管理效率、保障糧食安全與品質(zhì)以及降低損失成本。這一模塊的應(yīng)用對于確保智能糧倉的安全、穩(wěn)定和高效運行具有重要意義。在設(shè)計中報警模塊也和所有的模塊相關(guān)聯(lián)，任何一處出現(xiàn)問題，報警模塊都需要立即進行處理。當需要報警時，單片機調(diào)用麥克風(fēng)函數(shù)使其引腳置于高電位，使其鳴響。其運行流程圖如圖4-10所示。圖4-10報警模塊軟件設(shè)計流程圖4.3本章小結(jié)本章對智能糧倉控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計作了說明，講明了各模塊實現(xiàn)的功能，詳細的分析了功能實現(xiàn)的邏輯，展示了邏輯流程圖。

5智能糧倉系統(tǒng)測試5.1硬件測試5.1.1測試目的智能糧倉控制系統(tǒng)的硬件測試的目的主要是為了確保整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。硬件測試的首要目的是驗證智能糧倉控制系統(tǒng)中的各個硬件模塊是否能夠?qū)崿F(xiàn)其預(yù)定的功能。這包括溫濕度監(jiān)測、光照強度檢測、重量檢測、煙霧濃度檢測以及WiFi通信等功能。通過測試，可以確認系統(tǒng)是否能夠準確監(jiān)測糧倉內(nèi)的環(huán)境參數(shù)，及時檢測異常情況，并通過WiFi通信模塊將數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h程監(jiān)控中心。硬件測試還需要驗證系統(tǒng)在長時間運行和連續(xù)工作狀態(tài)下的穩(wěn)定性。通過穩(wěn)定性測試，可以確保智能糧倉控制系統(tǒng)能夠長時間穩(wěn)定運行，為糧食儲存提供可靠的保障。5.1.2測試過程測試過程主要是通過上電后觀察各傳感器模塊的反應(yīng)來判斷電路連接是否合理，外設(shè)功能是否可以實現(xiàn)。上電后，顯示屏?xí)@示溫度、濕度、重量、光照強度、煙霧濃度。當溫濕度超出閾值時，風(fēng)扇轉(zhuǎn)動，蜂鳴器報警。光照強度達到閾值時，舵機模擬窗戶打開。當按鍵按下時，單片機應(yīng)該對此做出反應(yīng)。連接時，WiFi通信模塊模塊應(yīng)該可以正常連接。硬件焊接圖如下圖5-1所示。圖5-1硬件焊接圖5.2功能測試5.2.1傳感器功能測試1.溫濕度傳感器根據(jù)網(wǎng)上查找資料，調(diào)查了我國產(chǎn)量較高的幾樣糧食的適宜儲存環(huán)境。水稻的適宜儲存環(huán)境為溫度10~15℃，濕度60~70%RH；小麥的適宜儲存環(huán)境為溫度10~20℃，濕度10~12%RH；玉米的適宜儲存環(huán)境為溫度18~22℃，濕度13~16%RH。這里是在室溫約為24℃，相對濕度48%RH的情況下對系統(tǒng)進行測試。主要測試內(nèi)容為溫濕度傳感器是否可以正常顯示糧倉內(nèi)的溫濕度狀況，當外部有干擾時，傳感器是否會對影響因素響應(yīng)，及時改變測量值，保證測量結(jié)果及時、準確。當測量結(jié)果與室內(nèi)溫度相差不超過2℃，濕度相差不超過3%RH，就表示測量結(jié)果合格。2.光照強度傳感器根據(jù)網(wǎng)上查找資料，調(diào)查了正常室外晴天時光照強度能達到100000Lux，這里使用光敏電阻來檢測外部的光照強度，設(shè)置閾值為100Lux。使用手機上測量光照強度的APP進行對比實驗，確保測量值的準確。主要測試內(nèi)容是光照強度檢測是否正確，當檢測到的光照強度超出設(shè)置閾值時，單片機是否會主動控制舵機轉(zhuǎn)動模擬開窗過程。以手機手電筒的光照為基準，當顯示誤差不超過20Lux時，則代表光照強度顯示正常。3.煙霧濃度傳感器根據(jù)網(wǎng)上查找資料，正常煙霧報警器檢測值為0-100ppm或者0-999ppm。這里設(shè)置閾值為200ppm，當超出閾值，蜂鳴器報警。主要測試內(nèi)容是觀察當煙霧濃度超出設(shè)置閾值時，單片機是否控制蜂鳴器進行報警。4.重量檢測傳感器重量檢測主要是檢測進出糧倉的糧食量，從而確定糧倉內(nèi)的糧食重量，方便記錄糧倉內(nèi)的現(xiàn)存糧食，便于管理。這里使用3L純凈水進行測試，約合3Kg。主要測試內(nèi)容為顯示屏是否顯示正常重量。5.2.2WiFi通信模塊功能測試測試WiFi通信模塊是否能夠正常連接到指定的WiFi網(wǎng)絡(luò)，包括連接速度、連接穩(wěn)定性以及連接成功率。測試內(nèi)容為驗證模塊在不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的連接性能，如信號強度較弱或存在干擾的情況下，是否能夠保持穩(wěn)定的連接。測試WiFi連接下各模塊數(shù)據(jù)的傳輸情況，部分結(jié)果如下圖5-2、5-3、5-4所示。圖5-2遠程數(shù)據(jù)顯示圖5-3風(fēng)扇控制圖5-4窗戶控制5.2.3測試結(jié)果測試結(jié)束后對測試過程中各傳感器的顯示情況、超出閾值后的操作和報警處理以及WiFi通信模塊的穩(wěn)定情況做了記錄，結(jié)果如下表5-1所示。表5-1測試結(jié)果測試結(jié)果\項目溫度\℃濕度\%RH光照強度\Lux煙霧濃度\ppm重量\200g報警情況設(shè)備反應(yīng)遠程端反應(yīng)閾值3060100100\\\\正常值2549498415\\\第一次2549498415未報警正常正常第二次2549498415未報警正常正常第三次2450478415未報警正常正常第四次2550508615未報警正常正常第五次25491228615未報警舵機打開顯示舵機打開第六次24494611115報警報警報警第七次2570468415報警風(fēng)扇打開，報警顯示風(fēng)扇打開，報警第八次3149498415報警風(fēng)扇打開，報警顯示風(fēng)扇打開，報警第九次2549498715未報警正常正常第十次2549488415未報警正常正常第十一次2548498615未報警正常正常第十二次2549498415未報警正常正常第十三次2549498415未報警正常正常第十四次2549498415未報警正常正常第十五次2449498415未報警正常正常由表5-1可知，此次項目測試結(jié)果正常，各項目測試情況均未出現(xiàn)大范圍偏差。其中第五次、第六次、第七次為對照實驗，第五次實驗時，使用手電筒照射使光照強度超出閾值，可觀察到舵機轉(zhuǎn)動；第六次實驗對著煙霧檢測模塊哈氣，是煙霧濃度升高，蜂鳴器報警；第七次實驗使用濕紙巾接觸溫濕度檢測模塊，升高濕度，風(fēng)扇打開，蜂鳴器報警；第八次實驗對溫濕度傳感器加熱，時期溫度上升，觀測到風(fēng)扇打開，蜂鳴器報警。5.3本章小結(jié)本章主要是對智能糧倉控制系統(tǒng)的硬件連接檢查，和功能實現(xiàn)的完成度檢查.目的是為了保證設(shè)計的穩(wěn)定性。

6總結(jié)與展望6.1總結(jié)智能糧倉管理系統(tǒng)，作為糧食儲存與管理的現(xiàn)代化技術(shù)代表，近年來得到了廣泛的應(yīng)用和快速發(fā)展。該系統(tǒng)通過集成先進的傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)以及無線通信技術(shù)等，實現(xiàn)了對糧倉環(huán)境的實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析和智能決策，為糧食的安全儲存和高效管理提供了有力支持。智能糧倉管理系統(tǒng)通過溫濕度監(jiān)測模塊，能夠?qū)崟r感知糧倉內(nèi)的溫濕度變化，并根據(jù)設(shè)定的閾值進行自動調(diào)節(jié)，確保糧食儲存環(huán)境的穩(wěn)定。同時，光照強度檢測模塊的應(yīng)用，使得糧倉內(nèi)的光照條件得到了有效控制。此外，重量檢測模塊能夠?qū)崟r監(jiān)測進出糧倉的糧食重量，從而確定糧倉內(nèi)糧食重量的變化，為庫存管理和糧食損耗控制提供了準確的數(shù)據(jù)支持。其次，智能糧倉管理系統(tǒng)通過煙霧濃度檢測模塊，實現(xiàn)了對糧倉內(nèi)火災(zāi)等安全隱患的實時監(jiān)測和預(yù)警。一旦煙霧濃度超過設(shè)定閾值，系統(tǒng)便會自動觸發(fā)報警機制，及時通知管理人員進行處理，有效避免了火災(zāi)事故的發(fā)生。同時，WiFi通信模塊的應(yīng)用，使得糧倉管理系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的遠程傳輸和實時監(jiān)控，管理人員可以通過手機、電腦等終端設(shè)備隨時查看糧倉的運行狀態(tài)，大大提高了管理效率。6.2展望展望未來，智能糧倉管理系統(tǒng)將迎來更加廣闊的發(fā)展空間和更加豐富的應(yīng)用場景。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展和普及，智能糧倉管理系統(tǒng)將與更多的智能化設(shè)備實現(xiàn)互聯(lián)互通。通過集成更多的傳感器和執(zhí)行器，系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對糧倉環(huán)境的全面感知和精準控制，進一步提高糧食儲存的安全性和效率。其