【文章摘要】

 

　　随着时代的进步，咖啡文化如今已经蕴藏在我们的工作生活中，现在我们探秘一下咖
啡的生产过程。首先，发酵是咖啡生产过程中一道关键工序，除了生产工艺水平之外，咖啡
质量的好坏直接受生产工序控制指标好坏的影响。为了保障发酵的品质和提高生产效率，本
文将提出一种全新的，以单片机

AT89S51 为控制核心的咖啡豆发酵机控制系统。 

　　【关键词】

 

　　咖啡豆；发酵罐；固体发酵；

AT89S51 传感器监测 

　　

0 引言 

　　在当今社会，喝咖啡的人越来越多，咖啡已经形成了一种文化生存在我们的身边，那
么咖啡的研制过程究竟是怎样的呢？本文将为您揭开谜底。首先，咖啡的发酵罐必须采用特
殊的控制方式，由于咖啡发酵对象具有不确定性、时滞性和时变性。在我国很难找到或是建
立某一确切的数学模型来进行预测、模拟、控制，因为每个发酵罐之间都是存在差异的，甚
至在不同的发酵菌种下，在不同的工艺条件下，对象特性也不尽相同。我国大部分的咖啡生
产涉及的认为因素较多，一般都是人工监控各种参数，而且目前生产厂家采用的仍然是常
规仪表进行控制。由于这种人工控制方式会导致咖啡质量不稳定，生产工艺的正确执行也很
难得到保证，更糟糕的是它的波动性较大，所以不利于扩大再生产规模。

 

　　本文提出为了使咖啡生产集数据和控制于一身，在对咖啡生产的发酵工序进行监控时
采用以单片机为控制系统核心对其进行计算机监控技术，从而顺应当前现代化生产的需要
提高咖啡的生产质量和企业的自动化程度，同时节省人力物力，极大地提高生产效率，降
低社会必要劳动时间，节约生产成本，提高咖啡发酵温度以及其它参数控制精度，简化咖
啡控制过程。

 

　　

1 咖啡豆发酵机的硬件设计 

　　

1.1 工作原理 

　　舱门控制电机反转达到最大行程（门开启最大），读出原来设置过的值，如果是断电
数值则在原来数值上继续程序运转。然后系统记住温度表、速度、时间等数值，并开始等待启
动命令。

 

　　舱门开启后，咖啡豆从进料口进入罐体内，主轴通过右端三相异步电机和带轮传动来
驱动旋转，于搅拌轴上的搅拌叶片带动咖啡豆翻动，搅拌，疏松，混合。系统的自动检测模
块会检测到咖啡豆发酵罐体各部位的温度，以及罐体内物料的

PH 值；执行机构会根据工

作前设置的相关参数进行适当调整。该卧式发酵罐设置进料口，进液口，废料排出口，废液
排出口，通气口等必备的功能部位（如图

1 所示）。 

　　图

1 咖啡豆发酵机外观图 

　　

1.2 设计要求 

　　

1）系统要抗干扰能力强、稳定可靠。不能死机，程序紊乱，断电后上电后可继续工作参

数不丢，并可按实际时间累加。

 

　　

2）各个参数可分别调整，键盘和菜单要尽量简洁便于操作。 

　　

3）参数设置完成后，具体参数才进入程序生效。 

　　

4）工作过程中可随时调整时间、温度等参数。 

　　

5）发酵结束后可不用重新设置参数而继续下一班工作。 

　　

6）上位机可按照地址监控多台发酵机，并可区分机位。 

　　

7）发酵过程可以人为终止，面板有暂停和启动按键，按停止按键时总时间清零。 

　　

8）出料时变频电机人工操作，单方向运转，速度可增加减少，面板设置启动、停止按

键，电加热可人工操作，面板设置启动、停止按键，舱门可人工操作，面板设置开启、关闭
按键。