一种嵌入式的太阳能干燥实时监控系统的设计方案

本文以ARM Cortex-M3处理器STM32F103VBT6为核心，提出了一种嵌入式的太阳能干燥实时监控系统的设计方案。该方案应用AM2301温湿度传感模块实现对太阳能干燥室内温湿度参数的实时监测，采用数字PID控制技术控制鼓风机的转速，保持干燥室内的温度稳定，并通过继电器控制排气扇的启停使干燥室内湿度保持在设定上限之下。

干燥室通过RS 485总线和上位机通信，上位机设定干燥室内的目标温度和湿度上限，并实时显示干燥室内温度、湿度、鼓风机转速、排气扇开关状态等参数。嵌入式系统软件采用FreeRTOS实时操作系统，保证了系统的实时性和可靠性，实现对太阳能干燥室内温湿度的实时监测与控制。经现场应用验证了系统运行稳定，控制精度高，响应速度快，从而证实了本方案具有较强的实用性。

0引言

太阳能是一种清洁可再生能源，应用前景十分广阔。近年来，利用太阳能进行农产品、药品的加工也因其节能、干燥时间短、干燥品质高等特点而发展十分迅速。为保证干燥物料的品质与干燥效率，太阳能干燥设备在进行干燥作业时需要对干燥室内的温湿度进行实时监控。沈阳农业大学王胜利、付立思等人研制的基于AT89C51的智能太阳能干燥控制系统没有进行实时操作系统的移植，监测与控制的实时性要求无法得到妥善满足，设备的干燥效果也因此受到影响。内蒙古农业大学徐明娜研制的基于PLC的苜蓿太阳能干燥控制系统虽然运行也较稳定，但整体造价较为昂贵，并不适宜大规模推广应用。

针对太阳能干燥监控系统实时性、稳定性、宜推广性的设计需求，本文提出了一套基于STM32和FreeRTOS的实时嵌入式太阳能干燥监测和控制系统的设计方案，方案采用温湿度传感器AM2301对温湿度进行测量，并经RS 485通信线路传输至PC上位机，实现了对太阳能干燥室内温湿度的实时监测；采用数字PID控制鼓风机转速与继电器控制排气扇启停相配合完成对太阳能干燥室内温湿度的实时控制。上位机采用组态软件编写，具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点，监测与控制界面简洁明了易操作。经测试表明整个系统具有运行稳定、反应迅速、操作简便等特点，能够实现干燥作业中对干燥室内温湿度的实时监测与控制。

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