基于A(yíng)Tmega128的安全工器具監控系統設計

眾所周知，安全是電力企業(yè)一個(gè)永恒的主題，而安全工器具的好壞，將直接影響著(zhù)電力企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中的人身和設備安全。筆者提出了一種基于AVR單片機的安全工器具監控系統的設計方案，主要是對安全工器具的離就位狀態(tài)信息、有效使用期限和安全工器具柜內的溫濕度狀況等進(jìn)行監控，可以根據實(shí)現安全工器具柜內溫濕度的自動(dòng)調節，能夠自動(dòng)記錄安全工器具的相關(guān)信息。本文首先闡述了系統的總體結構，然后詳細論述了系統的硬件設計和軟件設計。

1 安全工器具監控系統的總體結構

1.1 系統結構

本文所設計的安全工器具監控系統主要分為下位機數據采集和上位機數據管理兩個(gè)部分，兩者之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行通信。

系統首先通過(guò)數據采集板對安全工器具柜的相關(guān)量進(jìn)行采集，然后將采集得到的數據進(jìn)行相應處理后經(jīng)串口服務(wù)器傳遞給上位機管理系統，上位機獲得數據后進(jìn)行相應處理。

每個(gè)安全工器具柜都需要40個(gè)數據采集端口來(lái)采集安全工器具的離就位狀態(tài)信息。當安全工器具的離就位狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，數據采集板就將采集到這一信息，然后傳遞給上位機管理系統進(jìn)行處理。當柜內的溫濕度沒(méi)有到達設定標準時(shí)，系統便控制加熱除濕裝置工作，從而調節柜內的溫濕度狀況。當上位機管理系統接收到下位機傳遞過(guò)來(lái)的數據后，便開(kāi)始作相應的處理：將安全工器具的離就位狀態(tài)信息進(jìn)行備份，以便于進(jìn)行歷史查詢(xún);將安全工器具的使用狀況、有效使用期限和柜內溫濕度狀況等信息實(shí)時(shí)顯示在用戶(hù)界面，以便于工作人員對系統進(jìn)行監控。

1.2 系統功能

系統所實(shí)現的主要功能有：

1)實(shí)時(shí)監控安全工器具的離就位狀態(tài)。

2)實(shí)時(shí)監控安全工器具柜內的溫濕度狀況。

3)實(shí)時(shí)監控安全工器具的有效使用期限。

2 安全工器具監控系統的硬件設計

系統硬件部分的主要功能就是實(shí)現對安全工器具的離就位狀態(tài)、柜內溫濕度的檢測，以及實(shí)現對加熱和除濕裝置的自動(dòng)控制，并且將相關(guān)信息實(shí)時(shí)顯示在液晶顯示器上。系統硬件結構圖如圖1所示。

系統選用AVR系列單片機的ATmega128-16AC作為主控制器、ATmega8-16AC作為數據采集控制器。AVR單片機是一種增強型內置Flash的RISC精簡(jiǎn)指令集高速8位單片機，它內部采用哈佛結構，時(shí)鐘速度可達到16 MHz。

主控板需要控制4個(gè)數據采集板，作用于同一個(gè)安全工器具柜。采用紅外線(xiàn)反射式檢測方法來(lái)對安全工器具離就位狀態(tài)的進(jìn)行檢測，當安全工器具被借出或歸還時(shí)，紅外反射裝置所反饋的電平就會(huì )發(fā)生變換，我們就通過(guò)檢測該電平來(lái)判斷安全工器具的就位與離位。主控板通過(guò)RS-485接口以輪詢(xún)的方式來(lái)獲取數據采集板獲得的數據。

主控板接收到采集數據后便作相應的處理：將安全工器具離就位的具體信息顯示在液晶顯示器上，以便于工作人員實(shí)時(shí)了解安全工器具的使用狀況;將安全工器具的離就位狀態(tài)信息傳遞給上位機管理系統進(jìn)行相應處理。

3 安全工器具監控系統的軟件設計

安全工器具監控系統的軟件設計主要包括下位機與上位機之間的通信協(xié)議設計、下位機程序設計和上位機程序設計等3個(gè)部分。