智能烘烤系统设计思路范文

文章摘要：

传统的烘烤系统不论是温度上还是湿度上都是通过人工控制完成的，因为每个人的操作方法和劳动强度不同，所以烘烤出来的质量也不尽相同，根据调查表明现在的烘干技术存在劳动强度大、能量耗费多、环境污染严重、烘干时间长等多个缺点，不能满足现代化发展的需求。所以，提出了一种以使用51单片机为控制核心，利用单总线器件实现控制温度的实时追踪和监测，通过自发研制烘干器、调湿器，根据干湿对比借助两次线性插入数值的方式来得到湿度值从而实现智能烘烤的过程。这种现代型设计思路效率高、清洁效果好、方便易取，同时使得整个烘烤系统的智能程度大大提升。

关键词：

51单片机；智能烘烤；设计思路

为了提高烘烤机的烘干质量，实现烘烤机的智能化，基于51单片机对烘烤系统进行了设计和研究。系统以自动化为核心，以温度和湿度作为参考标准，由键盘和控制器进行智能全自动操作[1]。研究结果表明，该智能系统在烘烤的过程中分时间对温度、湿度进行检测和显示，而且可以做到根据温度曲线随之自动调节至最优，或者报警以达到提醒的作用，能够使房间内的温度和湿度更加精确的反映，从而提高了其使用效率。本文主要是研究烘烤系统的设计思路。

1智能系统设计方案

1.1温度测试方案整体设计该系统总器件采用的是51单片机，单片机总线的接口处与小型处理器的连接时仅仅需要一条线路便可实现核心处理器与51单片机的双向沟通。51单片机具有良好的使用性能，经济价值高，方便快捷，抗干扰能力强，能够适应恶劣的环境，这样就大大的节省了人工的工作量。

1.2湿度测试方案整体设计这里使用的是干湿球法，早在18世纪就开始使用这种原理来进行测试。具有悠久的历史，使用很普遍。干湿球测量法是应间接测量的方法，先测量干球和湿球的温度在通过严密计算得出湿度值，所以对使用温度没有很严格的限定，如果在高温环境下也不会损坏传感器。并且这种传感器的维护方法很简单，在实际使用过程中，我们需要做的就是定期的换洗纱布即可。这与电子式湿度传感器比起来，干球更不易被损坏和老化，因此在这种测量方法下，干燥或高温的环境更适用。

1.3机电与驱动模块整体设计方案一般使用的是步进机电来控制百叶窗的开关程度。步进机电具有低运行速度和宽调试范围的优良性能，可以实现精确的计量，操作简单方便，消耗成本低，误差较小。驱动模块最好采用三极管来搭建驱动器[2]。这种模块搭建驱动电路时调试会比较繁琐，常见的集成芯片是传统的普遍的电动驱动芯片，其输出流量可达3.0A，提供信号时直接使用51单片机的接口，线路简单，使用更加方便快捷，整体效果明显。

2智能系统设计思路

2.1系统数据收集软件设计思路本数据收集软件的设计原理是通过键盘处理器完成相关数据的收集、检索、检查、储存以及输入输出工作，程序的追要功能是完成各个分模块的初始化进程，比如接口、液晶、线路、传感器、通信设施等，之后通过一定的模式进行循环利用，所以输入程序口令是该过程完成的关键之步。

2.2温、湿度收集程序设计本程序的温度、湿度数据的收集是通过DJU435B76软件计算出来的，湿度值的具体计算方法就是使用线性差值法。在这个程序中制定一个二维组结构由根据表查到的相关湿度值为准，当然该组数行的取得是通过从22摄氏度开始以3摄氏度为进一步量值直到85摄氏度所相对应的湿度值来组成的，列的取得是温度差从1摄氏度开始以1.5摄氏度为进一步量值直到55摄氏度所相对应的湿度值来组成的。所以编制程序是要根据干湿球的温差与湿度来寻找相对应的温度值。也就是行标数值是干湿球温度相减后得到的整点数值，而列标则是干湿球减去25对3求模得到的。之后就可以根据线性插值的方法来取得湿度值。

2.3通信口整体设计首先从串口发送开始，如果是的话就发送相应数据，程序结束，如果不是的话，就继续加入偶校验，忙标志置1，然会结束。如果从串口终端开始，T1=0，那么忙标志就可以清零，这样终端返回。这一程序的功能主要是通过读取模块中的数据并发送至上位机。本设计系统使用的是通行方式2，并加入偶校验。

2.4智能控制程序设计在数据收集系统收集完现场烘烤干温湿度数据之后，经整理分析可以得到温湿度随着时间变化而变化的曲线图。系统会根据湿度烘烤干时间的变化与实时取得的湿度值做比较，根据设定的控制值控制机电的运转从而调节百叶窗的开关，使得整个烘烤系统的湿度也能与曲线变化图基本吻合[3]。与此同时，根据温度的改变判断出数值系统是否存在问题，即经过一段时间之后温度变化的范围可通过曲线图优先预知，之后根据数值表做参考判断这一数值是否属于这个范围内，如果不在范围内，警报装置将会发出声音。控制系统内的湿度的具体策略是，在设定好的某一温度数值下，根据这个时间取得的湿度数据来计算出该湿度值与原先设定的之间的差距，如果这个差距在3个数值之内，那么就可以使用51单片机来控制电机的转向步数，从而使系统走上正轨并正常运行。

3结束语

此智能烘烤系统的设计是基于51单片机，采用温、湿度传感器实现了对烘烤房温湿度的测量检验与实时控制，工作人员可以根据实际情况来选择不同的参数。实际烘烤测验数据表明，系统性能良好，得到的数据较为精确，基本实现自动化，节省了人工劳动力，也可以避免无人值班或少人值班和烘烤技术使用有误而造成的损失，在温度过高、过湿或环境恶劣的情况下可以及时采取报警系统进行警告。这种基于51单片机的智能烘烤系统有效的减轻了烘烤难度和工作人员的劳动强度，使烘烤技术逐渐实现自动化，总体上提高了烘烤质量和效率。

参考文献：

[1]于雷．基于单片机的智能烘烤系统设计[J]．赤峰学院学报：自然科学版．2012（15）

[2]李增祥，李田泽，杨霞．基于单片机的智能烤烟控制系统[J]．湖北农业科学．2011（2）

[3]赵丽，缪志农，伍维根，姚建平，基于单片机AT89S51烟叶烘烤温度控制系统的研究，2009-第三届全国嵌入式技术和信息处理联合学术会议

作者：邵雪 单位：云南工业技师学院