本科生毕业论文(设计)调研报告书题目: 智能仓库控制系统设计****: **学号: ************专业班级: 建筑电气与智能化11102班****: ***完成时间： 2014年12月12 日智能仓库控制系统设计一、主要目标任务设计一智能仓库控制系统，包括硬件电路和软件编程，硬件电路可选单片机或PLC，软件部分包括流程图和程序。
通过使用实验室的已有的PLC、单片机等实验设备设计智能仓库控制系统，能够显示并控制仓库的温湿度，当温度异常时，能进行报警。
进一步巩固所学专业知识，通过设计，将所学的知识综合运用，增强动手能力、创新能力和综合分析能力，学会专业软件的应用，能熟练的使用计算机。
二、技术性能指标根据系统设计任务书及生活实际的需要，确定本产品的主要性能指标为：（1）温度测量范围：－20—＋45℃；（2）湿度测量范围： 0—100%Rh；（3）温度测量精度：±0.01ºC；（4）湿度测量误差：≤5%Rh；（5）电源电压的工作范围：DC4.5～5.5V；由用户自主设定温度、湿度值，当温度、湿度不正常（超出或者低于预设值）时，由蜂鸣器发出报警信号。
三、简要工作原理根据系统设计的总体要求及上述的分析，本次选择如下的方案：整个系统由控制芯片AT89S51、温湿度传感器、液晶显示模块、蜂鸣器、看门狗以及温湿度调节系统等6 部分组成。
用户预先设定并输入温度、湿度报警值到程序中,该值作为系统阈值；温湿度传感器将监测值传输给单片机，当单片机监测到的数值超出所设定阈值时,驱动蜂鸣器报警,并为温湿度调节系统提供控制信号,由此实现自动控制。
该温湿度测控系统以温湿度监控为重点，温湿度参数和设备运行状态由用户根据仓库存储要求自行设定，并在液晶显示屏上显示当前的温湿度信息。
此控制平台主要实现现场温湿度数据的采集并实时调整环境的温湿度，AT89C2051是控制平台的核心，温湿度数据的采集通过温湿度传感器SHT11获得，当温湿度高于或者低于用户设定值时，由单片机将信号传给蜂鸣器，此时蜂鸣器报警，从而温湿度调节系统进入工作状态，控制环境温湿度并使其恢复到正常值。
四、课题文献综述文献1《集成温度传感器的电路原理及其在测温和温控中的应用》1）作者：游冠军2）引言：温度传感器的发展大致经历了以下3个阶段：传统的分立式温度传感器(含敏感元件)，主要是能够进行非电量和电量之间转换；模拟集成温度传感器/控制器；智能温度传感器。
目前，国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式、由集成化向智能化、网络化的方向发展。
3）温度传感器分类：（1）传统的分立式温度传感器——热电偶传感器：热电偶传感器是工业测量中应用最广泛的一种温度传感器，它与被测对象直接接触，不受中间介质的影响，具有较高的精度；测量范围广，可从-50~1600℃进行连续测量,特殊的热电偶如金铁——镍铬，最低可测到-269℃，钨——铼最高可达2800℃。
（2）模拟集成温度传感器：集成传感器是采用硅半导体集成工艺制成的，因此亦称硅传感器或单片集成温度传感器。
模拟集成温度传感器是在20世纪80年代问世的，它将温度传感器集成在一个芯片上、可完成温度测量及模拟信号输出等功能。
模拟集成温度传感器的主要特点是功能单一（仅测量温度）、测温误差小、价格低、响应速度快、传输距离远、体积小、微功耗等，适合远距离测温，不需要进行非线性校准，外围电路简单。
（3）智能温度传感器：智能温度传感器(亦称数字温度传感器）是在20世纪90年代中期问世的。
它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术的结晶。
目前，国际上已开发出多种智能温度传感器系列产品。
智能温度传感器内部包含温度传感器、A/D传感器、信号处理器、存储器（或寄存器）和接口电路。
有的产品还带多路选择器、中央控制器（CPU）、随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
智能温度传感器能输出温度数据及相关的温度控制量，适配各种微控制器（MCU），并且可通过软件来实现测试功能，即智能化取决于软件的开发水平。
智能温度传感器包括数字温度传感器和石英温度传感器。
数字温度传感器被广泛应用于工业控制、电子测温计、医疗仪器等各种温度控制系统中。
用石英作为温度传感器的数字温度计可实现多种功能：用于热化疗仪中对药液的温度进行测量，能获得较好的测温效果；用于温度检测系统，测温系统可用于各行各业中。
文献2《基于单片机的智能系统设计与实现》1）编著：电子工业出版社2）应用背景及需求：微处理器早已广泛应用于多种领域，尤其是在智能仪器仪表中的应用更是如此，不仅引起了产品本身的变革，也深深地影响了设计理念的变革。
智能仪器仪表作为一种智能系统，其核心在于微处理器。
基于微处理器的智能系统设计，已经成为广大电子设计工程师或相关领域设计者关注的热点。
由于智能系统面向不同的应用领域，采用不同的实现途径，使用不同的开发技术，涉及不同的学科背景，因此其设计调试过程往往是复杂而且痛苦的。
智能系统是一个复杂系统，一般包含微处理器、按键与显示人机界面、A/D 转换、D/A转换等基本功能部件，同时也可能包含与应用领域相关的其他特殊部件。
由于具体的系统对每一种部件有不同的要求，决定了其实现形式的多样性。
智能系统一般需要在恶劣工况下长期连续运行，因此在满足功能的基础上，其可靠性也成为一个需要重点关注的问题。
在多年的设计实践中，作者积累了许多可以引以为鉴的经验，摸索出了许多在智能系统设计中的共性问题，按照“完整性、公开性、实践性、典型性”的成稿原则，力图将这些毫无保留地体现在著作中。
作者相信，书中涉及的许多设计理念、实现方法以及具体方案必将对阅读者产生重要影响。
文献3《单片机课程设计指导》1)编著：北京航空航天大学出版社2)AT89S51介绍：AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，AT89S51在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用和认可，AT89S51具有以下几个标准功能：它是4k Bytes Flash片内程序存储器128 bytes的随机存取数据存储器（RAM）；32个外部双向输入/输出（I/O）口；2个中断优先级、2层中断嵌套中断；5个中断源；2个16位可编程定时器/计数器；两个全双工串行通信口；看门狗（WDT）电路；片内振荡器和时钟电路；与MCS-51兼容；、全静态工作：0Hz-33MHz；三级程序存储器保密锁定；可编程串行通道；低功耗的闲置和掉电模式。
3)AT89S51单片机的优势：具有强大的性能优势和强大的工控能力,AT89S51系列单片机编写程序的基本流程其语法结构与我们常用的计算机C语言基本相同，所以易于学习,AT89S51芯片价格便宜，适合对大批量的计量仪器进行规模化改造。
文献4《I^2C总线数字式温湿度传感器SHT11及其在单片机系统的应用》1）编著：《国外电子元器件》2）摘要：SHT11是瑞士Sensirion公司生产的具有I2C总线接口的单片全校准数字式相对湿度和温度传感器.该传感器采用独特的CMOSensTM技术,具有数字式输出、免调试、免标定、免外围电路及全互换的特点.文中对传感器的性能特点、接口时序与命令进行了详细的阐述,给出了SHT11与单片机的接口电路及相应程序.3)性能特点：（1）将温湿度传感器、信号放大调理、Ａ／Ｄ转换、Ｉ２Ｃ总线接口全部集成于一芯片；（2）可给出全校准相对湿度及温度值输出；（3）带有工业标准的Ｉ２Ｃ总线数字输出接口；（4）具有露点值计算输出功能；（5）具有卓越的长期稳定性；（6）湿度值输出分辨率为１４位，温度值输出分辨率为１２位，并可编程为１２位和８位；（7）小体积（７．６５×５．０８×２３．５ｍｍ），可表面贴装；（8）具有可靠的ＣＲＣ数据传输校验功能；（9）片内装载的校准系数可保证１００％互换性；（10）电源电压范围为２．４～５．５Ｖ；（11）电流消耗测量时为５５０μＡ，平均为２８μＡ，休眠时为３Ａ。
4）总结：温湿度的测量在仓库储存管理、生产制造、气象观测、科学研究以及日常使用中被广泛应用，传统模拟式湿度传感器一般都要设计信号调理电路并需要经过复杂的校准和标定过程，因此测量精度难以保证。
SHT11是瑞士Sensirion公司生产的基于独特的CMOSensTM技术的新型温湿度传感器，可以避免传统温湿度传感器的不足之处，在温湿度的测量具有高准确性。
文献5《基于信息融合技术和DSP实现的温湿度控制系统设计》1）编著：《湘潭大学自然科学学报》2）摘要：信息融合技术是智能信息处理中的一个重要环节 ,多传感器信息融合可以充分提取对象的信息特征。
采用信息融合技术 ,对温室温、湿度信号进行融合 ,得到温室控制信号，并用DSP(数字信号处理器 )实现对温、湿度的控制。
3）DSP设计的温湿度控制系统发展：利用DSP强大的高速运算能力，以及其片内集成的丰富的控制外围部件和电路,从而简化了电路的硬件设计,可以实现各种控制算法和控制策略,并通过异步串行通信接口来读取用户所需要的数据,便于用户分析实验结果。
此外，还具有脱离DSP的高温硬件保护功能．可消除由于DSP系统意外失控所造成的系统超温危险，提高了温度控制系统工作的可靠性和使用安全性。
信号采集电路是温度控制系统的重要组成部分．其对温度测量的精确性直接影响整个温度控制系统的精度。
4）系统硬件：由数据处理单元(DSP)、人机接口单元、上层监控单元组成。
DSP单元主要完成数据的采集和大量的数学运算，发挥运算能力强的特点。
人机接口承担着键盘的响应和负责液晶的显示以及与监控中心的通讯，通过人机接口单元的控制，还可以使得PC机能够直接和DSP进行通信，人机接口单元还可以通过网卡将数据送到监控中心，监控中心记录并详细分析数据。
5）总结：由于在温度测量过程中，不可避免的由于外界因素的干扰而造成温度信号的上下波动，从而造成测量结果的不准确。
而该控制系统充分考虑到了信息数据的处理，对温度、湿度信号进行融合计算，通过多组数据的记录和计算，得到一个较为准确温湿度信号，并结合了DSP对温湿度的调节进行有效的控制，从而达到了良好的控制效果。
文献6《浅析智能温湿度控制系统发展》1）编著：《黑龙江科技信息》2）摘要：随着现代农业的快速发展,大棚温室栽培为人们提供了许许多多的绿色健康的农产品,大力开发温室栽培作物可以为社会创造良好的社会效益和经济效益,而温室的智能控制系统将直接影响温室栽培作物的产量和质量,近年来,单片机技术和各种传感器技术的快速发展使得温室智能控制系统更加完善,虽然现在很多大型农场对于温室的智能控制系统有了一定的应用,但由于其高昂的成本还是不能全面普及到一些偏远的小农场.针对这一实际情况,开发一套低廉且高性能的温室温湿度控制系统,在郊区和一些小农场具有非常广泛的应用前景和实际意义。