摘要粮食烘干是储存粮食的重要步骤，本系统是基于89C51单片机为基础开发出的粮食烘干系统。
首先塔式烘干机将进粮的阀门打开，当料位传感器检测到粮食达到指定的位置时，阀门将被关闭。
此时加热风机进行对流加热，温度和湿度传感器采集信号，显示屏上实时显示粮食的温湿度。
当粮食达到所需要的温湿度时，出粮口的阀门打开,粮食运送到外面进行缓苏，最后粮食送入粮仓储藏。
本课题针对高水分粮烘干的控制系统设计，采用二维模糊控制器结构，利用Mamdani推理算法，经输入输出变量的模糊化，模糊推理，模糊决策等过程，实现了对高水分粮的烘干控制。
使其水分达到规定目标本系统因性能稳定，性价比高等优点，现以被广泛应用到粮食烘干加工产业中。
关键词：单片机粮食烘干模糊控制Grain dryerAbstractGrain drying is an important step in food storage .The system is based on the single-chip computer, 89C51developed for food drying. Firstly, the tower dryer open the valve，a certain location the food reached, which found by the material level sensor, the valve will be closed. At this point, the heating fan is started to heat the food convectively，and the temperature and humidity sensors start to work，the temperature and humidity of food will be shown on the screen at the same time。
When the grain meet the required temperature and humidity，it pay out of the valve opening to the outside food deliveries for relief Su. Finally，the rain is delivered into the barn to store .This article concerned in drying high moisture grain, choose the two-dimensional fuzzy controller structure, used the inference algorithm pass through fossilized, fuzzy inference, fuzzy design and other process of input/output date to realize the control of drying high moisture grain to make the moisture of the grain reach the provision target The system for stable performance, cost performance advantages, is to be widely applied to the food processing industry in the dryerKey words: single-chip grain drying fuzzy control目录第一章绪论 (1)1.1 论文选题背景及研究意义 (1)第二章方案论证 (7)2.1系统方案论证 (7)2.2干燥设备选择论证 (8)2.3温度传感器的选择 (11)第三章硬件电路设计 (13)3.1单片机的选定 (13)3.2温度传感器 (19)3.2.1 AD590简介 (19)3.2.2 AD590的应用电路 (20)3.2.3温度AD590管脚 (22)3.3湿度检测电路 (22)3.4复位电路 (23)3.5系统电源设计 (24)3.6显示部分 (25)3.6.1 8279的引脚说明 (25)3.6.2 8279的工作方式 (26)3.6.3 8279的控制命令 (26)3.6.4 8279数据的输入输出 (28)3.7风机驱动和加热驱动的设计 (29)3.7.1风机驱动设计 (29)3.7.2加热驱动设计 (30)3.8 A/D转换器及其与CPU的接口 (32)3.8.1 A/D转换器的选择 (32)3.8.2引脚排列及各引脚的功能 (33)3.9 料位传感器 (34)第四章控制算法 (37)4.1模糊控制的基本理论 (38)4.2模糊控制器的基本结构 (38)4.3粮食烘干过程的模糊控制算法实现 (39)4.4模糊控制器的设计 (39)4.5输入量的模糊化 (39)4.6控制输出的模糊化 (40)4.7模糊关系矩阵与决策 (41)第五章系统软件设计 (44)5.1 系统软件设计特点 (44)5.2 粮食烘干系统的主程序 (44)5.2.1 主程序流程图 (45)5.3 烘干计时中断子程序流程图 (46)5.4 PWM波形产生子程序流程图 (47)5.5 温度检测及模糊控制子程序流程图 (48)总结 (49)致谢 (51)参考文献 (52)附录A (53)第一章绪论1.1 论文选题背景及研究意义在21世纪的今天，粮食烘干贮存是非常的重要，它的贮存是关系到国计民生的大事，其中粮食的烘干是一个极其重要的环节。
为了促进粮食加工存储企业的良性循环和持续发展，建立一个“优质、高效、持续”的农业生产模式为出发点，以应用极为广泛的人工智能技术——模糊控制技术为核心，结合并充分考虑农业生产过程中的各种确定性和不确定性因素，在综合了模糊数学、计算机技术、决策推理理论、现代生产管理等科学技术的基础之上，研究和设计了以不确定性理论为基础的高水分粮烘干控制的模糊控制系统，来促进粮食加工存储企业在未来的发展中能够进一步提高经济效益，进一步优化各项经济技术指标。
粮食干燥过程自动控制问题的研究开始于20世纪60年代。
当时使用前馈控制、反馈控制、反馈-前馈控制和自适应控制等传统控制方法。
传统控制理论采用差分方程或传递函数，把干燥过程系统的知识和已有的信息表达成解析式。
但是在使用和设计本课题中的谷物干燥机控制系统时会遇到很多困难[1]，原因是：1）谷物干燥过程是复杂的、时变的和非线性的；2）某些干燥过程变量(如谷物品质和色泽)是不能直接测量的，有些变量的测量可能是不连续、不精确、不完整或不可靠的；3）干燥机的过程模型是对实际过程的近似，而且需要大量的计算时间；4）几乎不可能用一个适当的模型来表示像干燥过程这样一个非线性、滞后、时变的复杂系统；5）谷物干燥机的被控变量和控制变量之间存在交互效应；6）谷物干燥机的作业条件复杂，扰动变量的范围宽，难以调控。
显然，要克服上述困难需要对谷物干燥机的传统控制方法不断改进，同时要探索新的、更有效的控制方法。
20世纪70年代，电子行业的进步，尤其是计算机技术的发展使得现在所谓的先进控制的思想得以广泛的传播。
先进控制的目标就是为了解决那些采用常规控制效果不佳，甚至无法控制的复杂工业过程控制问题。
近年来，现代控制和人工智能取得了长足的发展，为先进控制系统的实施奠定了强大的理论基础；而控制计算机是集散控制系统（DCS）的普及，计算机网络技术的突飞猛进，则为先进控制的应用提供了强有力的硬件和软件平台。
总之，工业发展的需要、控制理论和计算机及网络技术的发展强有力地推动了先进控制的发展。
然而计算机技术的飞速发展，人工智能控制理论也开始在干燥机控制中得到应用，明显改善了干燥机控制系统的性能。
传统控制方法由于大滞后和对粮食干燥过程的非线性联系，不适于控制粮食干燥机。
人工智能技术进步在工程领域中广泛应用，先进控制理论和控制方法应用到谷物干燥过程的自动化控制中，控制方法不断改进，控制效果提高。
90年代后，过程控制己经开始向智能化发展，智能控制理论日益与干燥技术结合在一起，利用人工神经网络对干燥过程进行模型模拟和控制；专家系统应用于谷物品质预测、干燥过程控制和管理咨询等方面。
与控制理论、仪表、计算机、计算机通信与网络等技术密切相关的先进控制系统，具有以下特点：1) 先进控制系统的理论基础主要是基于模型的控制策略，如:模型预测控制，这些控制策略充分利用工业过程输入输出有关信息建立系统模型，而不必依赖对反应机理的深入研究。
日前，基于知识的控制，如专家控制和模糊逻辑控制正成为先进控制的一个重要发展方向。
2）先进控制系统通常用于处理复杂的多变是过程控制问题，如大时滞、多变量耦合、被控变最与控制变量存在着各种约束等。
采用的先进控制策略是建立在常规单回路控制基础之上的动态协调约束控制，可使控制系统适应实际工业生产过程动态特性和操作要求。
3）先进控制系统的实现需要较高性能的计算机作为支持平台.由于先进控制器控制算法的复杂性和计算机硬件两方面因素的影响，复杂系统的先进控制算法通常是在上位机上实施的。
随着DCS功能的不断增强和先进控制技术的发展，部分先进控制策略可以与基本控制回路一在DCS上实现。
后一种方式可有效她增强先进控制的可靠性、可操作性和可维护性。
对于高水分粮烘干的模糊控制系统来说，主要是解决粮食的烘干过程问题，它普遍采用热风干燥系统。
由于种种原因，将各种含水量不同的粮食混合在一起进行干燥的过程中，一方面会使烘干后的粮食所含水分可能低于规定值，从而带来经济上的巨大损失；另一方面，又可能使烘干后的粮食所含水分局部或整体略高出规定值，这样烘干后的粮食在其仓储的过程中依然会产生霉变，从而造成经济效益的下降。
由于各种因素的影响和当前技术手段的落后，以往粮仓内粮食霉烂、变质现象时有发生。
因此，对储存的高水分粮食烘干进行控制是极其重要的。
实际对于高水分粮往往由于种种不确定的干扰, 使得输入量很难用一个确定的数学模型来描述，用以往的PID控制技术已经是不可能了，因此只有用模糊控制技术来进行控制。
模糊控制是一种基于语言规则、模糊推理的高级控制技术，是智能控制领域最活跃、最重要的分支之一。
当今，模糊控制技术已广泛应用于工业、农业、国防、医学等诸多行业。
然而，粮食干燥的基本目标是保持干燥过程稳定的前提下，以最低的干燥成本和能耗得到谷物最优的烘干品质。
粮食干燥过程是典型的非线性、多变量、大滞后、参数关联耦合的非稳态传热传质过程，粮食本身又是一种复杂的生物化学物质，为达到上述目标，在干燥过程中必须不断地调整干燥参数，对干燥机工作过程进行控制。