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一、系统总体设计方案

本粮仓温湿度检测控制系统以单片机为核心，搭配温湿度传感器、数据存储模块、报警模块及通风除湿执行模块，构建 “检测 - 分析 - 控制 - 反馈” 的闭环系统，旨在实时监控粮仓内温湿度变化，预防粮食霉变、虫害，保障粮食存储安全。系统采用模块化设计，划分为核心控制模块、温湿度采集模块、数据显示与存储模块、执行控制模块及报警模块五大单元。
核心控制模块作为系统 “大脑”，接收采集模块传输的温湿度数据，通过预设阈值判断是否启动调控指令；温湿度采集模块负责实时采集粮仓不同区域的温湿度信息，确保数据覆盖全面性；数据显示与存储模块通过显示屏实时展示当前数据，并将历史数据存储至存储器，便于后期查询分析；执行控制模块根据控制指令驱动通风扇、除湿机等设备，调节粮仓内温湿度；报警模块在温湿度超限时触发声光报警，提醒工作人员及时干预。该设计兼顾实用性与经济性，适用于中小型粮仓的存储管理需求。

二、硬件选型与电路设计要点

系统硬件选型以稳定性、低功耗为核心原则，核心控制器选用 STC89C52 单片机，其具备 8K 字节 Flash 存储器、丰富的 I/O 接口，且功耗低、抗干扰能力强，能满足长时间粮仓监控需求。温湿度采集选用 DHT11 传感器，该传感器操作简单、成本低，可直接输出数字信号，无需复杂信号调理电路，将其分散安装于粮仓不同高度（如顶部、中部、底部），通过单片机 I/O 口接收数据，实现多点位检测。
数据显示采用 1602 液晶显示屏，通过单片机控制实时显示各检测点温湿度值、设备运行状态及报警信息，方便工作人员直观查看；数据存储选用 AT24C02 芯片，该芯片为 EEPROM 存储器，断电后数据不丢失，可存储近 30 天的温湿度历史数据；执行控制模块中，通风扇与除湿机驱动采用继电器电路，单片机通过输出高低电平控制继电器通断，进而控制设备启停，同时加入光电耦合器实现强电与弱电隔离，保障电路安全。报警模块由蜂鸣器与 LED 指示灯组成，当温湿度超限时，单片机控制蜂鸣器发声、LED 灯闪烁。此外，设计 12V 转 5V 电源模块，为各硬件模块提供稳定供电。

三、系统功能实现逻辑

系统功能实现围绕 “数据采集 - 阈值判断 - 设备控制 - 报警提示” 的流程展开，核心逻辑依赖单片机与各模块的协同工作。通电后，温湿度采集模块（DHT11）每隔 5 分钟采集一次粮仓内各点位数据，将数据传输至单片机。单片机接收数据后，首先进行数据校验，剔除异常值，再计算各点位温湿度平均值，与预设阈值（如温度 15-25℃、湿度 60%-75%）进行对比。
若平均值在正常阈值范围内，单片机通过 1602 液晶屏更新当前温湿度数据，并将数据存储至 AT24C02 芯片，同时控制执行模块保持待机状态；若温度高于 25℃或湿度高于 75%，单片机立即输出控制信号，驱动继电器闭合，启动通风扇与除湿机，降低粮仓内温湿度，同时触发报警模块，蜂鸣器发声、LED 灯闪烁；若温度低于 15℃，则仅启动通风扇（通过外界空气调节温度，避免过度降温），湿度低于 60% 时，系统保持待机，防止粮食过度干燥。在设备运行过程中，单片机每隔 1 分钟采集一次数据，实时监测温湿度变化，当数据回归正常阈值后，控制执行模块停止运行，报警模块复位，恢复常规数据采集与存储状态。此外，系统支持手动模式，工作人员可通过按键强制启停设备，应对特殊情况。

四、软件流程设计思路

软件设计采用模块化编程，以 C 语言为开发语言，基于 Keil C51 开发环境，主要包括主程序、数据采集子程序、阈值判断子程序、执行控制子程序、数据存储与显示子程序及报警子程序。主程序流程为：系统初始化（单片机 I/O 口、DHT11、1602 液晶屏、AT24C02 初始化）→ 调用数据采集子程序→ 数据校验与平均值计算→ 调用阈值判断子程序→ 执行对应控制逻辑（待机 / 设备启停 / 报警）→ 调用数据存储与显示子程序→ 延时 5 分钟→ 循环执行。
数据采集子程序负责控制 DHT11 采集数据，通过时序控制读取传感器输出的数字信号，转换为温湿度数值；阈值判断子程序将计算后的平均值与预设阈值对比，输出判断结果（正常 / 温度过高 / 湿度过高 / 温度过低）；执行控制子程序根据判断结果，控制继电器通断，实现通风扇、除湿机的启停；数据存储与显示子程序将有效数据写入 AT24C02，并在 1602 液晶屏上更新显示内容；报警子程序在温湿度超限时，控制蜂鸣器与 LED 灯工作，直至数据回归正常。软件设计中加入数据滤波算法，减少环境干扰对采集数据的影响，同时设置手动 / 自动模式切换逻辑，提升系统灵活性。

五、结语

本基于单片机的粮仓温湿度检测控制系统，通过模块化硬件架构与清晰的软件逻辑，实现了粮仓温湿度的实时检测、自动调控与异常报警，有效解决了中小型粮仓存储过程中温湿度难以精准管理的问题。系统选用低成本、高稳定性的硬件模块，降低了设计与运维成本，同时通过多点位采集、数据存储与手动干预功能，提升了系统的实用性与可靠性。
实际测试表明，系统可稳定采集温湿度数据，采集误差控制在 ±0.5℃、±3% RH 范围内，设备控制响应时间小于 1 秒，报警触发准确，能有效维持粮仓内温湿度在安全范围。但系统仍存在改进空间，如未实现远程数据传输与监控、缺乏粮食霉变预警算法，未来可加入 GPRS 模块实现远程监控，结合历史数据建立霉变预警模型，进一步提升系统智能化水平。总体而言，该设计为粮仓温湿度管理提供了经济高效的解决方案，具备较好的实用价值与推广前景。

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