中药柜温湿度控制系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

1.1研究背景

中药是中国的瑰宝，中药饮片存放对周围的环境要求较高，其对温湿度比较敏感。因此中药柜内的温湿度调控是实现存放关键的环节。不同类型的中药饮片对温湿度的要求不同，因此要求管理人员结药柜温度与湿度进行实时的调控。不同类型的中药饮片对温湿度的要求不同以单片机为核心，设计一个中药柜温湿度控制系统，实现中药柜内温度与湿度得自动控制。

温湿度控制在农林，生物，医药化工、材料等领城都有着至关重要的作用。现阶段，对温、湿度的控制普遍采用两路pid算法分别控制温度和湿度。pid控制具有稳定性强、鲁棒性好、易实现等优点。但对于温湿度这种时变非线性系统和强耦合场合，如简单地将它考虑成多个单输入单输出的系统，人为地不考虑相互耦合，很难满足温湿度的高精度控制要求。如将温湿度进行有效解耦，减小甚至消除二二者相互耦合影响，将大大提高系统的稳定性和控制精度。针对这一情况，本设计结合单片机技术，微电子技术设计出一套基于神经网络自适应前馈解耦控制算法的温湿度控制系统。

2. 研究内容和预期目标

本文旨在设计出一个基于单片机的中药柜温湿度控制系统，主要应用于提高药材的药性。围绕这一目标，本设计将以51单片机为基础，通过软硬件设计来实现中药柜温湿度的控制。本系统包括可以进行人机交互的显示屏模块，温湿度采集模块，报警模块以及继电器驱动模块。实现的具体功能如下：

（1）信息采集与显示功能：本次设计将温湿度检测模块检测中药柜内的温湿度并转化为数字电信号，传送到单片机。液晶显示部分用于显示中药柜内的实时温湿度值。

（2）人机交互功能：按键部分用于设置中药柜内存储的温湿度上下限。

3. 研究的方法与步骤

本课题主要包括两个部分的设计——硬件和软件设计，拟采用如图 1 所示的总体结构框图进行硬件设计，采用如图2所示的软件设计思路图进行软件设计。通过软硬件相结合组成实际控制系统。本设计主要涉及硬件设计和软件编程技术，中药柜的特性分析，控制技术，检测技术以及系统集成等方面。

其设计的主要步骤：

4. 参考文献

[1]罗雪仪，王龙，孔祥哲等。基于单片机的风扇温湿度控制系统[j].电子世界，2018,no.541（07）:97-99.

[2]刘川，姚婕，吕建兵等。基于单片机的输电线路混凝土试块标养箱的温湿度控制系统的设计研究[j].电子世界，2019,no.563（05）:113-114.

[3]薛晶晶，井航，雷文礼等。基于单片机的粮库温湿度控制系统的设计[j].电子世界，2019,no.574（16）:122-123 126.

5. 计划与进度安排

（1）2024.2.18—2024.3.1 查阅资料，撰写开题报告；
（2）2024.3.2—2024.3.15 硬件功能分析，熟悉MCS-51系统指令及编程语言；
（3）2024.3.16—2024.3.22 设计电路原理图；
（4）2024.3.23—2024.4.25 编制应用程序,系统调试及改进；
（5）2024.4.26—2024.5.30 整理设计文档，撰写毕业论文；
（6）2024.5.31 提交毕业论文，毕业答辩。