基于以太網(wǎng)的分布式溫濕度智能監控系統

摘 要：對現有多種傳統溫濕度監控系統進(jìn)行了研究，發(fā)現其多采用RS485傳輸方式，具有控制范圍小和布線(xiàn)繁瑣等局限性。為構建大規?？绲赜虻?a class="contentlabel" href="http://dyxdggzs.com/news/listbylabel/label/溫濕度">溫濕度監控系統，采用將以太網(wǎng)技術(shù)與傳統溫濕度監控系統相結合的方法及軟硬件協(xié)同設計的思想，研制出了一種模塊化可裁減、基于以太網(wǎng)的分布式智能溫濕度監控系統。實(shí)踐證明，該系統控制范圍大且利用現有發(fā)達的網(wǎng)絡(luò )，不必重新布線(xiàn)，可有效實(shí)現遠程溫濕度監控。文中對系統的整體結構和各部分的工作原理進(jìn)行了詳細的說(shuō)明。

關(guān)鍵詞：溫濕度監控;遠程控制;以太網(wǎng);分布式

1 引言

現在有很多大型企業(yè)單位擁有多個(gè)庫房分散在不同的地點(diǎn)，不利于統一管理;如何利用已得到廣泛應用的以太網(wǎng)改造傳統的基于RS485總線(xiàn)的溫濕度監控系統，以組建大范圍遠程分布式[1]溫濕度監控系統成為一個(gè)迫切需要解決的課題。在此，本文提出了一種便于安裝、不必重新布線(xiàn)、基于現有以太網(wǎng)的遠程分布式溫濕度智能監控系統，文中詳細介紹了系統的整體組成結構和工作原理。該系統采用了模塊化設計，可以稍加裁剪改造為適于多種不同場(chǎng)合的多庫點(diǎn)分布式遠程溫濕度智能監控系統。

2 硬件系統的設計與實(shí)現

2.1 系統整體組成

每個(gè)溫濕度監控儀由單片機、溫度傳感器、濕度傳感器、DS1302、LED數碼管顯示模塊、地址撥碼模塊、外部存儲器、蜂鳴器、空調機、除濕機、加濕機等組成。128個(gè)具有獨立地址的溫濕度監控儀通過(guò)RS485總線(xiàn)并聯(lián)在一起，再通過(guò)一個(gè)RS485轉TCP/IP協(xié)議轉換器可直接與微機之間進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )通訊從而組成一個(gè)單元溫濕度監控系統(單元溫濕度監控系統結構圖見(jiàn)圖1)。

可根據實(shí)際情況由若干單元溫濕度監控系統通過(guò)集線(xiàn)器組成一個(gè)完整的遠程分布式溫濕度智能監控系統(系統整體結構圖見(jiàn)圖2)。

2.2 具體溫濕度監控儀的組成與實(shí)現

由AT89C52外加時(shí)鐘模塊、測溫度模塊、測濕度模塊、LED顯示模塊、外部存儲模塊、地址模塊、空調機、加濕機、除濕機驅動(dòng)模塊等組成一個(gè)具體的溫濕度監控儀。

2.2.1 MCU模塊

每個(gè)溫濕度監控儀采用了美國ATMEL公司的8位單片機AT89C52;片內含8K Bytes的可反復擦寫(xiě)的只讀程序存儲器和256 Bytes 的隨機存取數據存儲器。

2.2.2 時(shí)鐘模塊

DS1302增加了主電源/后備電源雙電源引腳，同時(shí)提供了對后備電源進(jìn)行涓細電流充電的能力，以便在主電源掉電的情況下由蓄電池工作能繼續保存時(shí)間信息以及數據。DS1302與CPU的連接僅需要三條線(xiàn)，即SCLK、I/O、RST;在控制指令字輸入后的下一個(gè)SCLK時(shí)鐘的上升沿時(shí)數據被寫(xiě)入DS1302，數據輸入從低位即位0開(kāi)始。同樣，在緊跟8位的控制指令字后的下一個(gè)SCLK脈沖的下降沿讀出DS1302的數據[2]。

2.2.3 測溫度模塊

DS18B20[3]是DALLAS公司的最新單線(xiàn)數字溫度傳感器，可把溫度信號直接轉換成串行數字信號供微機處理;在本系統中DS18B20的分辨率設定為12位;故實(shí)際溫度=溫度整數部分+溫度小數部分*0.0625。