毕业设计论文_基于单片机的沼气反应器的温度控制

重庆科技学院本科生毕业设计 1 绪 论

度，而且对温度相当敏感．研究表明，温度突然上升或下降5℃，产气量显著降低。针对国内采用温发酵工艺受环境温度的制约这一问题，先后出现了多种解决方法。

冬春两季尤其是冬季气温低，沼气池内的发酵原料温度常低于20℃以下，沼气产量受到严重影响，为使达到全年供气的要求，必须加强沼气池的冬春保温工作。

普通沼气发酵温度控制技术为有： (1)添加温热性粪料； (2)增设风障，降低温耗； (3)秸秆覆盖保温； (4)覆盖塑料大棚； (5)提高料液温度； (6)挖防寒沟。

复杂的沼气发酵温度控制技术有： (1)电加热膜增温保温系统； (2)锅炉水循环沼气池增温系统；

(3)太阳能热水器水循环沼气池增温系统； (4)太阳能联合锅炉沼气池智能温控系统； (5)新型太阳能软体沼气池系统； (6)太阳能沼气池自动控制系统。

1.4 课题的目的

沼气能源是解决目前农村能源的最好途径。然而目前沼气发酵过程存在诸多亟待解决的问题，其中反应器温湿度的不稳定性就是需要解决的一个重要因素。目前国内大多采用中温发酵工艺，该工艺方法受到环境因素的制约，在有些季节甚至会停止产气。所以为沼气发酵提供一个理想的温度环境是目前沼气发酵中急待解决的问题。目前利用太阳能对反应器进行温度控制的方法比较理想，然而该工艺也同样受环境因素的制约，不能完全提供发酵过程的理想温度环境。本课题从该问题点出发，设计基于单片机的温控方案作为电能控制反应器温度范围的辅助装置，实现反应器的理想的稳定的温度环境。

1.5 本设计的主要内容

沼气能源是解决目前农村能源的最好途径。然而目前沼气发酵过程存在诸多亟待解决的问题，其中反应器温度的不稳定性就是需要解决的一个重要因素。设

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重庆科技学院本科生毕业设计 1 绪 论

计以AT89C52单片机为控制核心，由温度采集模块、按键输入模块、液晶显示模块、控制输出模块、执行机构、RS232总线通讯模块等硬件电路的设计，该设计能够实现温度的实时检测、显示和控制输出，并具有和上位机通讯，多点检测等功能。

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重庆科技学院本科生毕业设计 2 系统总体设计

2系统总体设计

2.1系统的功能

根据设计要求，温控系统具有以下功能:

(1) 温度检测范围：0-50℃，最小误差0.2℃。 (2) 湿度检测范围：20-90%RH，最小误差0.5%RH。

(3) 自动控制温度和湿度在一定范围内。温度范围：30-40℃，湿度范围：60%RH以上。

(4) 液晶显示和按键选择功能。

(5) 与PC机通信，进行数据观测和显示控制输出的状态。 (6) 报警。 (7) 多点监测。

2.2系统的总体方案设计

系统总设计框图如图2.1所示。工作原理：通过设定值和实测值的比较来控制加热器、制冷器、报警器和加湿器的状态。开始状态，所有元器件全部关闭，单片机通过传感器开始采集数据和显示等；当实测温度低于设定温度值范围时，加热器启动，开始加热，直至温度达到设定范围内后加热器关闭；当测试温度高于设定值时，制冷器开启，开始降温，直到温度降到设定范围内后制冷器关闭；且当温度值高于上限设定值或低于下限设定值时，报警器开启，开始报警；当实测湿度值小于系统设定值时，加湿器开启，开始加湿，直到达到设定值以上停止加湿。该温控系统可以实现液晶显示，可通过按键来控制显示不同模式，实时地显示各个传感器所测得的温湿度数值；而且本系统还可以实现多点检测和控制，且与PC机实现上位机通讯，通过上位机实时地显示传感器所测量的数据和控制输出的状态。

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重庆科技学院本科生毕业设计 2 系统总体设计

AT89C52单片机上位机通讯模块图2.1 系统总框图

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液晶显示模块控制输出模块执行机构

温湿度采集模块按键输入模块