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以太网温湿度智能监控分布式以太网

时间:2017-02-20 14:58?? 编辑:济南仁硕电子科技有限企业 点击:

  对现有多种传统温湿度控制器监控系统进行了研讨,发现其多选用RS485传输方法,具有控制计划小和布线繁琐等局限性。为构建大计划跨地域的温湿度监控系统,选用将以太网技能与传统温湿度监控系统相结合的方法及软硬件协同计划的思维,研发出了一种模块化可减少、根据以太网的分布式智能温湿度监控系统。实习证明,该系统控制计划大且运用现有兴隆的网络,不必从头布线,可有用完毕远程温湿度监控。文中对系统的整体结构和各有些的工作原理进行了详细的说明。

  1 导语

  现在有许多大型企业单位具有多个库房松懈在不一样的地址,不利于一起处理;如何运用已得到广泛应用的以太网改造传统的根据RS485总线的温湿度监控系统,以构成大计划远程分布式[1]温湿度监控系统变成一个火燎需求处理的课题。在此,这篇文章提出了一种便于设备、不必从头布线、根据现有以太网的远程分布式温湿度智能监控系统,文中详细先容了系统的整体构成结构和工作原理。该系统选用了模块化计划,可以稍加裁剪改造为适于多种不一样场合的多库点分布式远程温湿度智能监控系统。

  2 硬件系统的计划与完毕

  2.1 系统整体构成

  每个温湿度监控仪由单片机、温度传感器、湿度传感器、DS1302、LED数码管闪现模块、地址拨码模块、外部存储器、蜂鸣器、空调机、除湿机、加湿机等构成。128个具有独立地址的温湿度监控仪通过RS485总线并联在一起,再通过一个RS485转TCP/IP协议改换器可直接与微机之间进行网络通讯然后构成一个单元温湿度监控系统(单元温湿度监控系统结构图见图1以太网温湿度)。

  可根据实习情况由若干单元温湿度监控系统通过集线器构成一个无缺的远程分布式温湿度智能监控系统(系统整体结构图见图2)。

  2.2 详细温湿度监控仪的构成与完毕

  由AT89C52外加时钟模块、测温度模块、测湿度模块、LED闪现模块、外部存储模块、地址模块、空调机、加湿机、除湿机驱动模块等构成一个详细的温湿度记录仪。

  2.2.1 MCU模块

  每个温湿度监控仪选用了美国ATMEL企业的8位单片机AT89C52;片内含8K Bytes的可重复擦写的只读程序存储器和256 Bytes 的随机存取数据存储器。

  2.2.2 时钟模块

  DS1302增加了主电源/后备电源双电源引脚,一起供应了对后备电源进行涓细电流充电的才干,以便在主电源掉电的情况下由蓄电池工作能继续保存时间信息以及数据。DS1302与CPU的联接仅需求三条线,即SCLK、I/O、RST;在控制指令字输入后的下一个SCLK时钟的上升沿时数据被写入DS1302,数据输入从低位即位0开始。一样,在紧跟8位的控制指令字后的下一个SCLK脉冲的下降沿读出DS1302的数据[2]。

  2.2.3 测温度模块

  DS18B20[3]是DALLAS企业的最新单线数字温度传感器,可把温度信号直接改换成串行数字信号供微机处理;在本系统中DS18B20的分辨率设定为12位;故实习温度=温度整数有些+温度小数有些*0.0625。

  2.2.4 测湿度模块

  HS1101在电路中等效于一个电容器,其电容随所测空气的相对湿度增大而增大;具有极好的线性输出,在相对湿度为(0-100)%RH的计划内,其过失不大于±2%RH;年漂移量0.5%RH/年,照料时间小于5S[4]。

  将该湿敏电容置于555振荡电路中,将电容值的改动转为与之呈反比的电压频率信号,可直接被计算机所搜集[5]。

  2.2.5 LED闪现模块

  由一片SN74LS145N芯片驱动10个LED数码关构成闪现模块来同步闪现温度值、湿度值与其时时间。

  2.2.6 外部存储模块

  外部存储模块选用ATMEL企业的容量为64K字节的24C512芯片,运用I2C总线进行读写操作,可存储6520条前史数据纪录。

  2.2.7 地址模块

  由8位拨码管构成地址拨码模块,运用8421编码的方法来断定每个温湿度仪的地址。

  2.3 单元温湿度监控系统通讯模块

  RS485转TCP/IP协议改换器首要担任串口数据帧和以太网数据帧之间的互相改换和发送。处理器接收到以太网数据包后,先按某种排队规矩对数据包排队,数据按一定次第放在缓冲区中,当到达一定极限时,内部的数据处理芯片开始处理数据帧,然后以串口数据帧的方法发送出去。反之,当有串口数据到达时,改换器把串口数据帧转化为以太网数据帧,其处理进程是相似的,两个处理进程互为逆进程[6]。

  3 温湿度监控仪工作原理

  上电初始化,根据板子的拨码开关的情况读取并保存温湿度仪地址;读取存在外存中的前次已设置好的温湿度上下限的前史值和保存的采样间隔前史值。然后,进入主循环中,根据采样间隔时间,将温度、湿度、等数据存入外存,点亮LED数码管闪现其时时间、温度、湿度,并根据已设置好的温湿度上下限值来断定是不是驱动蜂鸣器报警且控制空调机、加湿机、除湿机工作进行温湿度控制调度[7](温湿度上下限控制示意图见图3)。系统有超卓的交互功用,运用接连可在线随时设置时间校正值、温湿度上下限值、采样间隔时间值、温湿度校正值并将这些数据存到外存中;可在线获取其时温湿度数据和温湿度仪情况等数据;可由相应指令获取根据采样间隔已存在外存中的前史温湿度数据。

  微机发送的指令格式为:FF+从机地址+指令码+数据,而温湿度控制仪在接连程序中可根据播送的从机地址是不是与自己的地址匹配来接收指令,并根据指令做相应的动作设置时间校正值、温湿度上下限值、采样间隔时间值、温湿度校正值并将这些数据存到外存中以防断电丢掉。

  4 PC机App计划

  本温湿度监控系统App有些包含以下五大有些功用模块:

  一、系统设置:

  (1)设置温湿度上下限、日期、采样间隔、接口改换器参数等;

  (2)用户暗码批改、系统用户信息处理;

  (3)库房单位处理、温湿度仪处理。

  二、获取数据:

  (1)系统用户随时获取温度、湿度的前史数据并存入系统数据库;

  (2)系统用户随时获取温度、湿度的其时数据和温湿度其时工作情况。

  二、数据搜集与分析:

  (1)对温度、湿度数据的搜集;

  (2)对其时数据的分析。

  四、数据查询与分析:按年、按月、按日对已有数据查询,并对查询作用进行分析,以表格或许曲线的方法闪现。

  五、数据备份与恢复:完毕对数据库中的前史数据进行备份及恢复操作。

  5 完毕语

  本系统灵活性、交互性较强,可在线根据需求随时设置温湿度上下限值、采样间隔、校正值等参数;系统计划开发进程中充分运用了软硬件协同计划的思维,各有些尽量选用模块化计划,可以稍加裁剪改造为适于多种不一样场合的多库房分布式远程温湿度智能监控系统。系统已投入实习工作,安稳牢靠、实时性强且充分运用现有网络,利于传统的根据RS485温湿度监控系统敏捷改造为大计划分布式远程温湿度智能监控系统,取得了较好的社会经济效益。

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