2.3 繼電器控制電路設計

　　當監測到干燥室內濕度超過上位機設定的上限值時，STM32單片機將繼電器控制引腳電平拉高，繼電器觸點吸合控制排氣扇開啟；當監測到干燥室內濕度降低至上限值以下時，STM32單片機將繼電器控制引腳電平拉低，繼電器觸點分離控制排氣扇關閉，完成過濕廢氣的排空工作。繼電器控制電路如圖3所示。

　　2.4 RS 485通信電路設計

　　太陽能干燥設備需要長時間工作在露天環境下，對通信電路的距離和抗干擾要求較高。針對此項要求，實時嵌入式太陽能干燥監測和控制系統采用SP485R芯片組建RS 485 通信控制電路實現與PC 上位機的通信。

　　SP485R應用電路如圖4所示。

　　3 嵌入式太陽能干燥監測和控制系統軟件設計

　　3.1 FreeRTOS在STM32上的移植

　　太陽能干燥設備進行干燥作業時對干燥室內的溫濕度要求較高：溫度過高會影響干燥物料的品質，溫度過低或濕度過高又會降低干燥效率。這要求監測和控制系統應具有高實時性和可靠的穩定性，能夠快速反應并準確動作，使干燥室內溫度能夠維持恒定且保證濕度在限定范圍之內。基于此，將FreeRTOS實時操作系統移植到STM32嵌入式處理器以滿足設計需求。

　　FreeRTOS的實現主要由list.c、queue.c、croutine.c和tasks.c4個文件組成。list.c是一個鏈表的實現，主要供內核調度器使用；queue.c是一個隊列的實現，支持中斷環境與信號量控制；croutine.c和task.c是兩種任務的組織實現。對于croutine，各個任務共享同一個堆棧，使RAM的需求進一步縮小，也正因如此，他的使用受到相對嚴格的限制。而task則是傳統的實現，各個任務使用各自的堆棧，支持完全的搶占式調度。FreeRTOS在STM32的移植大致由3個文件實現，一個。h文件定義編譯器相關的數據類型和中斷處理的宏定義；一個。c文件實現任務的堆棧初始化、系統心跳的管理以及任務切換的請求；一個。s文件實現具體的任務切換，具體如圖5所示。

　　FreeRTOS 下可實現創建任務、刪除任務、掛起任務、恢復任務、設定任務優先級、獲得任務相關信息等功能，在嵌入式太陽能干燥實時監測和控制系統的程序設計中調用xTaskCreate（）函數創建監測、通信、控制三個任務，程序任務按設定優先級順序執行實現既定功能。

　　監測任務（vmonitorTask）實現對干燥室內溫濕度以及鼓風機轉速的實時監測。嵌入式處理器將通過參數傳感器獲得的實時參數進行保存。

　　通信任務（vcommunicateTask）實現上位機與嵌入式處理器的實時通信。嵌入式處理器接收PC上位機發送的干燥溫度和濕度上限值，并將收集到的溫濕度以及鼓風機轉速參數發送至PC上位機進行實時顯示。

　　控制任務（vcontrolTask）實現干燥室內的溫濕度控制。PC 上位機設定的干燥溫度作為系統控制目標量，參數傳感器測得的實時溫度作為輸入量調用PID算法，輸出量作為變頻器工作頻率調節鼓風機轉速實現干燥室的恒溫控制。當干燥室內濕度超過PC上位機設定的濕度上限時，繼電器控制排氣扇動作完成過濕廢氣的排空作業。

　　程序任務執行框圖如圖6所示。