1 前言
粮食是人类赖于生存不可或缺的物质基础,是人类从事各种活动的前提。粮仓粮食
的存储是否得当对国家的经济能否正常合理的运行有很大的影响。受限制于以前的经济
和科技水平,粮食的存储环境差,管理落后。为此,合理地布置温湿度测量点,以便及
时发现粮食的发热点、潮湿点,成为粮库管理的重中之重。
随着嵌入式技术,短距离无线通信技术、传感器网络技术等的不断发展,电子设备
检测技术可以大大的降低粮仓的管理成本。同时,现代化的粮食仓储系统对粮食的安全
性也提出了更高的要求。在粮仓管理过程中,湿度和温度是两个重要的控制指标,直接
影响粮食的储存质量。然而,传统的人工测试方法费时费力,效率低,且测试的温度及
湿度误差大,随机性大(王明明等,2012);而有线方式的测温湿度系统存在着不稳定性,
且布线复杂,线路容易老化,线路故障难以排查,设备重新布局需要重新布置等问题。
而无线方式的测温湿度系统不存在以上的这些问题,为此,采用无线实时的温湿度检测
系统,对数据进行采集、装载、发送、并由终端对无线采集来的数据进行相应处理,以
控制监测设备的运行情况,可大大的减少不必要的线路设备开支(张玉建,2012)。
本设计采用无线传感器网络技术,通过自组无线传感器网络实现一对多的通信,对
粮仓内部环境进行监测。由于每一个无线监测节点需长时间工作,对功率消耗十分敏感,
为此,本系统采用低功耗无线传输芯片和超低功耗嵌入式处理器,组建实时的无线传感
器监测网络,以实现对粮仓温湿度的网络化实时监测和报警。
2 系统方案分析与选择论证
2.1 系统最终方案
发送端:由数字温湿度传感器 AM2301,实时地采集当前的温湿度信息,经
ATmega16L 单片机分析处理后,通过模拟 SPI 接口控制无线射频模块 nRF24L01 装载
温湿度信息,由无线射频模块 nRF24L01 发射给主机接收端并显示温湿度信息。红外模
块可用于监测各监测节点附近有无老鼠,试验中未做出。
接收端:由 nRF24L01 无线射频模块接收终端采集过来的数据信息,经模拟 SPI 接
口发给 ATmega16L 单片机,由 ATmega16L 单片机控制液晶 LCD-TFT 实时显示温湿度
信息,并且显示报警温湿度上限值。当温湿度过高或者过低时,TFT 是否报警一行显示
是并开始闪烁,蜂鸣器鸣叫,起报警作用,直到温湿度值恢复正常。