基于DE0的粮仓粮情监测系统的设计与实现

发布时间：2020-06-08 23:22

【摘要】：温湿度是影响粮食储藏过程的重要因素,对粮仓温湿度控制不善容易引发粮食的霉变,并形成连锁反应,导致粮食的损失。我国现有仓容总量约为4亿吨,从库点分布看,全国共有大大小小的库点六万多个,其中大部分为中、小立筒型的粮库,这些粮库普遍是在几十年前建造的,只有单纯的储粮功能。因此,针对中、小型粮仓的粮情监控技术对储粮有着重要的应用价值。本文的研究正是基于FPGA开发板DE0的粮仓粮情监测系统。基于DE0的粮仓粮情监测系统主要由温度、湿度、料位信息采集模块、存储模块以及上位机构成。系统采用带有唯一ID的单总线数字温度传感器DS18B20和不带ID的单总线湿度传感器DHT22采集温度、湿度信息,料位采集模块采用的是模拟压力传感器YZC-133与自带唯一ID的单总线A/D转换模块DS2450的组合,将压力传感器采集到的信息通过DS2450转换为数字信号传输到DE0中。系统中将多个带有唯一ID号的单总线器件搭载在一个I/O口上,通过ROM搜索算法识别和操作每个单总线器件,达到节省I/O口的功效。存储模块采用的是SD卡的SPI模式存储,开发过程简单、功能实用,可以实现对粮情信息的存储。DE0与上位机的通信协议采用的是RS232协议,可以让DE0实时上传粮仓的粮情信息。该系统实现了粮仓内粮情的实时监测,使管理人员能够实时掌控粮仓内的粮情信息。设计以DE0开发板为主,采用Quartus Ⅱ作为软件开发平台,编程采用Verilog硬件描述语言进行设计,最后对各个模块进行了软件的仿真与硬件的调试,达到了预期的效果。
【图文】：

实物,模式

图 2.1 DE0 实物图（1）板上内置了 USB Blaster 用于编程及用户 API(Application programminginterface)控制以及 CPLD 的使用，且支持 JTAG 和 AS 两种模式；（2）另外还包括 8M 的支持 16-bits 数据总线模式的 SDRAM 内存、支持 Byte(8-bits)/Word (16-bits)模式的 4M 的 FLASH 闪存；（3）一个 SD 卡接口，提供 SPI 模式和 1 位 SD 卡模式的 SD 卡接入模式；（4）3 个按键，常闭开关，按下时产生低电平脉冲，10 个拨动开关，相应产生逻辑 0 与逻辑 1；（5）10 个红色 LED，4-bit 电阻式 DAC（数位类比转换）型 VGA 端口，采用的是 15-pin 高密度 D 型接头，，最高支持每秒传输 60 幅画质为 1280x1024 的图像；（6）RS232 收发器（不包含 DB-9 连接器）、PS/2 鼠标键盘连接器；（7）2x16 字符的 LCD 模块、4 个数码管、两个 40-pin 扩展槽（72 个 I/O 接脚以及 8 个电源与接地接脚）。2.2 系统需求分析

基于DE0的粮仓粮情监测系统的设计与实现

DS18B20的TO-92封装图
【学位授予单位】：武汉轻工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TP274;S379

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