倉儲糧多點溫度快速檢測裝置設計

馬銘+吳旭+劉書成+孫旭+劉景云

摘 要：我國糧食主要以散糧方式存儲，溫度是影響其安全的關鍵因素之一。文中基于STM32F103VET6和Pt100進行便攜式倉儲糧溫度快速檢測裝置的設計與開發，完成各電路模塊設計，并進行軟件編程與調試，實現溫度數據的采集、顯示、存儲等功能。最后將所開發設計的裝置進行溫度測試。

關鍵詞：倉儲糧；STM32；Pt100；溫度；檢測裝置

中圖分類號：TP212 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2017）03-00-02

0 引 言

倉儲環節是糧食物流的關鍵環節，保障倉儲糧安全關系國計民生。同時，隨著人們生活水平的提高，對糧食品質也有著越來越高的要求。影響倉儲糧安全與品質的一個關鍵參數是糧食溫度，獲取其溫度數據對安全儲糧具有重要意義。當前，除在線測試系統之外，通常也采用現場巡檢的方式快速獲得糧食的溫度數據[1]。

便攜式溫度巡檢裝置是由傳感器、微處理器、顯示器等組成的溫度檢測裝置。隨著科技的進步，人們對于產品的要求也逐漸提升。STM32微處理器是基于ARM Cortex-M3內核針對高性能、低成本、低功耗的嵌入式應用而專門設計的微處理器，在溫度檢測中應用廣泛[2]。顧文磊等[3]針對鋼鐵生產過程中需要檢測排放煙氣溫度與壓力的需求，采用32位高性能微控制器STM32、高精度溫度傳感器等設計了鋼廠煙氣溫度與壓力監測系統，對鋼鐵生產過程中排放的煙氣溫度與壓力進行實時數據檢測與處理。索云天等[4]基于STM32微控制器設計了溫度測量系統。

Pt100能夠將溫度變量轉換為可傳輸的電信號，具有接口靈活方便，體積小，重量輕，安裝位置任意，適用性強等特點，因此在工業生產過程中廣泛應用于溫度的測量和控制。

本文設計了基于STM32F103VET6微處理器和Pt100溫度傳感器的便攜式溫度檢測裝置，對倉儲糧多點溫度數據進行實時采集，并上傳到微處理器進行數據處理，然后通過TFT液晶顯示器顯示。

1 系統設計

本文所設計的倉儲糧多點溫度快速檢測裝置的主要功能是實現糧倉內多點溫度的快速實時檢測、顯示與存儲等，進而便于工作人員根據糧倉內的糧食情況做出判斷，同時對相關條件進行實時調控，確保倉內糧食處于安全儲藏狀態。

1.1 裝置結構與功能模塊設計

基于STM32設計的溫度快速檢測裝置的硬件主要包括信號數據采集、LCD顯示、存儲、通信、電源等電路模塊，主要實現散糧存儲時對倉儲糧溫度的采集、傳輸、存儲、顯示，為糧食倉儲提供更為有效、便捷的檢測手段。基于STM32的便攜式倉儲糧溫度檢測裝置模塊如圖1所示。

電源模塊提供裝置所需的能量，由數據采集模塊實現倉儲糧各點的溫度采集，經驅動電路將數據傳輸到設備微處理器模塊，該模塊對接收到的數據進行數據處理，然后分別發送到存儲模塊和LCD顯示模塊進行溫度數據的存儲和顯示。

1.2 裝置檢測流程設計

裝置檢測流程如圖2所示。

1.3 硬件設計

該裝置硬件包括穩壓電源電路、顯示器電路、微處理器電路、溫度采集電路、信號放大電路、RS 232通訊電路等。其中穩壓電路將電壓分別穩定在+3.3 V、+2.8 V、+2.5 V，為不同電壓需求的模塊提供電壓，保證其他模塊正常供電。顯示器電路采用2.4寸TFT-LCD彩色可觸控液晶屏，TFT-LCD為每個像素點都提供一個半導體開關，可以通過點擊脈沖直接控制每個像素點，因此每個節點相對獨立，并可以連續控制。此舉不僅提高了顯示屏的反應速度，同時顯示色階也可以得到精確控制。

溫度采集電路單獨設計，采用測量電橋獲得模擬信號，并連接至裝置主電路，經過驅動放大后連接至STM32的ADC接口。每個溫度采集模塊連接1個Pt100傳感器，該裝置最多可帶8路溫度采集模塊。Pt100溫度數據采集電路實物如圖3所示。

2 裝置測試

功能模塊界面與溫度采集窗口如圖4所示。在點擊溫度采集按鈕后窗口跳轉到溫度顯示模塊。測試使用4個Pt100溫度傳感器，在溫度檢測平臺開發了四組溫度采集的文本編輯框，分別設定為溫度1、溫度2、溫度3、溫度4，對應四個Pt100溫度傳感器。將Pt100溫度傳感器暴露在空氣中，發現誤差在正常的范圍內。

3 結 語

本文設計與開發了一款便攜裝置，用于倉儲糧多點溫度的快速檢測。該裝置主要實現在散糧存儲下，對倉儲糧溫度的采集、傳輸、存儲、顯示，便攜且易于操作。本設計將為實現便攜式倉儲糧溫度檢測提供信息技術參考，具有很好的應用前景。

參考文獻

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[2]魏迎軍，閆亞超，韓潔.基于STM32單片機的多路溫度檢測系統[J].科學與財富，2011（9）：151-152.

[3]顧文磊，徐奎，蘇義鑫，等.基于STM32的鋼廠煙氣溫度與壓力監測系統設計[J].武漢理工大學學報（信息與管理工程版），2015，37（1）：43-46，63.

[4]索云天，梁龍學，林沖鋒.基于STM32的多點溫度采集系統設計[J].蘭州交通大學學報，2013，32（6）：60-62，81.

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