作者：南阳理工学院 郭志华 申浩 余恒
指导教师：高有堂 徐源
作品简介
开发背景：
南阳，地处亚热带北部，是医圣张仲景故里，是中医药文化的重要发源地之一，中医药文化底蕴深厚。早有“三步一药”之称。
南阳，山清水秀，独特的地理环境适宜栽培药用植物，优越的自然条件孕育着丰富的中药材资源，俨然是一个“天然药库”，因此南阳素有“华药之乡”的美誉。
目前，随着中国国际地位的不断提升，中草药知名度在世界文化的影响也越来越深。为使中医药产业尽快成为区域经济发展的支柱产业，南阳市实施了张仲景医药创新工程。同时南阳理工学院张仲景国医学院在南阳理工学院的支持下建造了南阳市最大的集学习、研究、开发为一体的中草药药用植物园。为推进中草药研究的发展，在张仲景国医学院及电子与电气工程学院领导的指导和帮助下，我们小组设计了方便易用的中药自动烘干系统。
本套中药自动烘干系统是基于STC15F2K61S2开发板设计的，具有可任意设定最高加热温度、实时显示温度、湿度，恒温鼓风干燥、自动升温控制，自动开关排热排湿窗口进行调节温湿度等功能，充分发挥了人工智能的思想。
结构说明：
本系统选用STC15F2K51S2单片机开发板;
显示系统：诺基亚5110液晶显示屏，
执行系统：三路步进电机、电磁继电器、电加热丝、
两路风扇
供电系统：220V电热丝供电网，5V开发板及12V风扇供电网
其他：木箱
综合系统：长方体木箱可以翻盖，分为药材室，加热室，加热室内部底层有悬空的电热丝，进行加热，药材室和加热室之间有隔板进行隔热，隔板上方有两个风扇，将加热室的热量抽到药材室对药材进行加热烘干
实现功能：
可任意设定最高加热温度、实时显示温度、湿度，恒温鼓风干燥、自动升温控制，温度修正，自动开关排热排湿窗口进行调节温湿度等功能，
本干燥系统使用说明：
1、打开干燥箱门，均匀装入药材并关上干燥箱门。
2、接通电源，待工作指示灯红灯亮起，5110屏幕显示，表明干燥箱处于正常工作状态。
3、初次使用，应按下复位键，使系统更换到设定最高温度界面，进行设定最高温度，然后调整排热窗口的挡板使挡板与木箱板面平行，使烘干舱保持密闭，最后按确认键系统开始工作。
4、在加热过程中加热丝工作则绿色LED亮，加热丝停止工作则LED 熄灭，显示屏一直会显示当前温度，当前湿度，修正温度。
5、加热程中操作人员可以对温度进行修正，按键盘上的温度加减键，可以修正当前的温度，使加热更接进实际情况。
6、加热过程中控制系统会自动进行温湿度控制，温度过高系统会自动打开排热窗口进行排热，温度升高依然过快，系统会自动断电，停止加热。同时系统会自动进行排湿，使室内湿度保持最佳状态，温度达到设定的最高温度后温度一直保持恒定，直至药品烘干。
平台选型说明
本中药自动烘干系统采用以STC15F2K61S2芯片为控制核心的单片机开发板，配置40引脚，5组P口，并带有8路LED输出，4×4键盘矩阵对于驱动诺基亚5110显示屏，三路步进电机，温湿度传感器，以及键盘检测已足够。
设计说明
原理图
设计原理
本系统是基于STC15F2K61S2芯片的智能控制系统，能对烘干过程中的温度 、湿度进行实时监控，而且温度湿度可实现分阶段控制，一次烘干过程中可以自动修正烘干时间，温度的上下限和湿度的控制值，提高中草药干制品的品质。
一、烘干箱的结构与工作原理
本烘干箱装置有热风循环系统、电源系统、检测系统、显示控制系统组成，在烘干箱里面分左右两个舱室，加热舱和烘干舱，加热舱放置加热系统，由加热丝组成;烘干舱放置待干燥药材及两路温度湿度传感器，用于实时检测烘干箱内的温度及湿度，以便及时控制温度和排潮，在烘干舱底部安装有两路步进电机控制的排热窗口，用于快速降温。加热丝加热的热空气由风机送入烘干舱，对药材进行加热烘干，冷却的空气从加热舱底部流回加热系舱进行再加热，热风就依次进行循环。在加热过程中如果温度上升过快，可以通过键盘来修正温度上升曲线，使用更人性化，加热过程中实际温度上升曲线大于自动温度上升曲线时，可以通过步进电机打开排热窗口进行少量排热，如果温度上升依然过快，控制中心会将电磁继电器打开，使加热丝停止加热，此过程中还会对湿度进行控制，如果湿度太高会自动打开排式窗口进行排湿，温度达到设定的最高温度后会进行恒温控制，直到最后湿度小于10%，药材完全烘干。
设计方案
烘干箱烘干时的工艺流程如图1所示
控制系统根据烘干箱内的温度和湿度值经PID控制，使室内温度缓慢上升，达到最高设定温度时恒温进行控制。
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