基于AVR的果蔬保鲜陈列柜控制系统

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1、2015年5月农机化研究第5期基于AVR的果蔬保鲜陈列柜控制系统a,ba,ba,ba,ba,b岑康华,王海林,吕恩利,傅涛,唐本源(华南农业大学a.南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室;b.工程学院,广州510642)摘要:以敞开式果蔬保鲜陈列柜为设计平台,开发了以AVR系列ATmega16微处理器为核心的控制系统。系统基于ICCV7forAVR软件开发平台,使用C语言编程实现。通过采集保鲜环境温度和相对湿度保鲜参数,使用双限值控制方法,控制制冷、加湿等执行设备工作,实现对果蔬保鲜陈列柜货架区温度和相对湿度的综合调控。试验结果表明:该系统能准确地采集

2、保鲜环境内各保鲜参数的变化,且能够根据逻辑判断结果实时、准确地控制相应执行机构工作,工作稳定性良好。关键词:果蔬;控制系统;陈列柜;温度;相对湿度+中图分类号:S229.3文献标识码:A文章编号:1003-188X(2015)05-0127-05DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2015.05.028为4.5~5.5V,正常电流为1.1mA。0引言系统结构框图如图1所示。以ATmega16为核随着人民生活水平的提高,对果蔬保鲜品质提出心,通过模拟开关实现分时复用,利用1路ADC通道了更高的要求。低温货架销售是果蔬冷链中一个重采集温度和湿度传

3、感器的模拟信号。数字化的传感[1]要环节,是保障果蔬品质的有效方法。保鲜陈列柜器信号经ATmega16逻辑判断、处理后,经过功放电路是冷藏销售的主要设备,主要用于冷饮、果蔬和肉类控制相应继电器通断,实现制冷机组和加湿设备等执[2-5]等食品的保温。行机构的控制,同时传感器采集的各类传感器数字信保鲜环境中温度和相对湿度2个参数是保障果蔬号通过液晶显示屏实时显示。[6-9]品质的重要因素。将保鲜陈列柜保鲜环境温度和相对湿度保持在果蔬的最佳条件范围对保持产品品质、延长果蔬保鲜周期有着非常重要的作用。本文以敞开式果蔬保鲜陈列柜为平台,开发以AVR系列ATmega1

4、6微处理器为核心的控制系统。该系统基于ICCV7forAVR开发平台,使用C语言编程,采集保鲜环境温度和相对湿度保鲜参数,控制制冷、图1控制系统总体结构框图加湿等执行设备工作,以期为果蔬货架期贮藏保鲜装2原理及实现备控制系统的设计提供依据。2.1电源电路1系统组成系统供电模块是以三端稳压块LM7805为核心的调压电路。供电电源提供24V直流电压,而逻辑控制该控制系统主要由3部分组成:控制主机、信号采单元芯片的工作电压为5V,因此需要一个电压转换的集变送器和执行机构。系统采用的AVR系列微处理过程;使用线性稳压块LM7805,电路简单、容易实现,器ATmeg

5、a16单片机,具有32个8位通用工作寄存对于要求不是很高的电源电路而言非常实用。系统器,8路10位ADC(模数转换器),8个单端通道,32电源电路如图2所示。个可编程的I/O口,40引脚PDIP封装。其工作电压2.2保鲜参数采集收稿日期:2014-05-07果蔬保鲜陈列柜保鲜参数主要包括温度和相对湿基金项目:“十二五”国家科技支撑计划项目(2013BAD19B01)度信号等,各传感器参数技术特征如表1所示。作者简介:岑康华(1986-),男,广东化州人,硕士研究生,(E-mail)kanghuacen@163.com。传感器信号采集电路图如图3所示。利用A

6、T-通讯作者:王海林(1972-),男,河北宣化人,教授,博士,(E-mail)mega16单片机自带的10位分辨率ADC单端输入电hlwang@scau.edu.cn。·127·2015年5月农机化研究第5期压进行传感器信号采集(如图3中单片机ATmega16为实现执行机构控制的安全可靠,采用如下方模拟输入口与CD4051BM的Sensor连接),为节省单法:①光电耦合器TLP521-4实现控制信号与执行电片机硬件资源的开支,采用模拟开关CD4051实现分路的隔离;②通过集成芯片ULN2003放大驱动信号驱时复用,轮流采集温度和相对湿度传感器的模拟信动负

7、载。号。CD4051BM最多可以实现8路模拟信号的输入,2.4人机交互实现从而提高了系统的可拓展性。传感器输出电流信号为了满足不同类型果蔬的保鲜需求,控制系统设并联的电阻(图3中的R10和R11)转换为电压信号。计了果蔬保鲜参数范围,通过键盘输入,设定内容包括温度上、下限值和湿度上、下限值。如图5所示,通过单片机的PC0~PC6接口接收键盘的输入信号。图2系统电源电路图表1传感器及其特性传感器名称传感器技术特性图5键盘接口电路测量精度:±0.5℃;供电电压:24VDC;针对系统只需显示温度和湿度两个简单参数的特温度传感器检测范围:-20~80℃;输出信号:

8、4~20mA点,系统采用液晶显示屏1602作为显示模块。图6所测量

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