大型糧庫溫度監控系統

　　傳統的國內糧庫溫度監控系統采用熱敏電阻或PN結為溫度傳感器，采用通用的INTEL的單片機為控制芯片進(jìn)行分級控制。這種結構比較適合于房式倉，因為房式倉高度小，每根電纜上只需3～4個(gè)測溫點(diǎn)，廠(chǎng)家可通過(guò)每若干電纜（2～3根）組成一級分線(xiàn)器，再若干分線(xiàn)器組成一級分機，再若干分機組成總機的三級結構（每個(gè)分機，分線(xiàn)器所能容納的子結構取決于單片機的I/O口的數目）。

　　而對于倉高20～40米，一根電纜上將會(huì )有15～30個(gè)溫度點(diǎn)。倘若還采用以前的結構，采用熱敏電阻為溫度傳感器，勢必造成一根電纜一個(gè)分線(xiàn)器，同時(shí)在一根電纜中將要同時(shí)容納20～30根信號傳輸線(xiàn)。這樣帶來(lái)系統安裝，維護，可靠性以及成本的一系列問(wèn)題。

　　本系統采用主從式兩級結構，主機為PC上位機，從機為68HC08GP32為主控芯片的分機（下位機）。下位機采用DALLAS的數字式溫度傳感器芯片DS1820，可以在三根線(xiàn)（電源線(xiàn)、地線(xiàn)、信號線(xiàn)）上同時(shí)并聯(lián)多個(gè)溫度探測點(diǎn)。每個(gè)分機上可以連接10跟電纜，每根電纜上可并聯(lián)幾十個(gè)點(diǎn)。分機利用了68HC08GP32的片內FLASH功能，實(shí)現了DS1820的序列號在68HC08GP32中的動(dòng)態(tài)存取，從而節省了大量存儲器。溫度數據保存在68HC08GP32的片內RAM里并且利用了充分利用了68HC08GP32的片內的A/D實(shí)現了濕度數據的測量。



DS1820數字式溫度傳感器芯片

　　DS1820采用9個(gè)位來(lái)表示被測量點(diǎn)的溫度，通過(guò)單一根線(xiàn)和控制器進(jìn)行信息通訊。溫度讀取，溫度測量和溫度設置等所需的能源也都可以數據線(xiàn)上獲取而無(wú)須另加電源。由于每個(gè)DS1820內部都設有一個(gè)獨一的序列號，所以多個(gè)DS1820可以共存與同一條線(xiàn)上。每個(gè)DS1820內部可以分為4個(gè)部分：

　　1.>64位的序列號，是區別不同傳感器芯片的唯一編號；

　　2.>8字節的片內RAM，用于保存芯片檢測到的溫度數據以及臨時(shí)保存報警溫度限；

　　3.>2字節的EEPROM，用于永久性保存溫度報警上下限；

　　4.>溫度傳感器。

　　用戶(hù)對于DS1820的訪(fǎng)問(wèn)分為3個(gè)步驟：

　　1.初始化

　　2.序列號訪(fǎng)問(wèn)命令

　　接下來(lái)，用戶(hù)通過(guò)信號線(xiàn)，發(fā)送一個(gè)特定的64位序列號編碼。這時(shí)，信號線(xiàn)上所有相連DS1820都進(jìn)行編碼匹配，只有編碼一致的DS1820才被激活，可以接受下面的內存訪(fǎng)問(wèn)命令。

　　3.內存訪(fǎng)問(wèn)命令

　　在用戶(hù)發(fā)送序列號訪(fǎng)問(wèn)命令選定特定DS1820芯片后，被選中的芯片便可以接受內存訪(fǎng)問(wèn)命令。讀取溫度數據，設定溫度報警限。

單片機68HC08GP32主要特性

　　68HC08GP32為MOTOROLA公司新出品的帶片內FLASH的8位單片機。其主要特性為：

　　* 32K的片內FLASH，可以動(dòng)態(tài)修改其內容
　　* 512字節的RAM
　　* 具備SPI和SCI接口
　　* 具備2路16位雙通道的定時(shí)器，可分別作為輸入捕捉，輸出比較和PWM功能
　　* 具備8路8位A/D
　　* 具備內部PLL功能，最高總線(xiàn)8M
　　* 具備8個(gè)鍵盤(pán)中斷輸入

　　本系統（圖1）采用二級系統結構。上位機為PC機，通過(guò)一個(gè)自制的232-485轉換器直接和眾多的下位機（分機）相連。每個(gè)分機由一片MC68HC08GP32控制，可連接10根電纜，而每根電纜最多可以連接40個(gè)測溫點(diǎn)（DS1820），另外，每個(gè)分機可以接入2路模擬濕度傳感器輸入。分機自帶鍵盤(pán)和液晶模塊，通過(guò)鍵盤(pán)輸入可以實(shí)現分機的單機運行也可以實(shí)現與上位機連網(wǎng)運行。分機檢測范圍±64.0度，精度0.5度，其濕度的精度低于1%。系統整體上分為4個(gè)部分：

　　·上位機軟件；
　　·RS232-485轉換器；
　　·分機模塊；
　　·電纜連接。

上位機軟件

　　PC上位機提供了一個(gè)強大的數據庫支持軟件。用戶(hù)通過(guò)PC機的串口輕松實(shí)現與下位機的通訊。數據庫采用通用的ACCESS數據庫，軟件用Visual C++編制，具備速度快，效率高的特點(diǎn)。其主要功能為：

　　·可以上載，下載分機配置（每根電纜測溫點(diǎn)個(gè)數及其序列號）；
　　·對分機發(fā)送檢測溫度命令以及提取溫度數據；
　　·設置分機時(shí)間參數以及風(fēng)機控制命令；
　　·將溫度數據以各種圖形化方式（正視，俯視，三維）顯示及存入數據庫；
　　·進(jìn)行簡(jiǎn)單的糧情分析處理功能及打印功能。

RS232-485的轉換器

　　由于糧庫溫度測溫對可靠性，成本都要求較高，所以，我們采用RS485通訊方式來(lái)實(shí)現上下位機的通訊。
　　RS-485傳輸速度快，距離遠。因為它采用平衡式傳送方式，它的輸入，輸出均為差動(dòng)方式，這樣在受到干擾時(shí)，兩根信號線(xiàn)可能同時(shí)產(chǎn)生干擾電平，對差動(dòng)輸入，將不起作用。它最高速率可近兆，距離可達幾公里。

　　另外，在通用串行通訊方式主從結構的多機系統中，主機的串行輸出將同時(shí)接到多個(gè)從機的輸入上，多個(gè)從機的輸出（每一時(shí)刻最多只能一個(gè)有效）將連至主機的輸入上。這要求一個(gè)傳送器的輸出要驅動(dòng)多個(gè)接受器，多個(gè)傳輸器的輸出還能夠并聯(lián)在一起。RS485的接受器的輸入負載小，可以允許一個(gè)傳送器驅動(dòng)多個(gè)接受器；而且處于禁止狀態(tài)的輸出的漏電流較小，可以允許多個(gè)傳送器的輸出并聯(lián)。所以，采用RS485協(xié)議是較為理想的選擇。

分機結構

　　分機采用68HC08GP32為主控芯片，自帶鍵盤(pán)和液晶。既可以與PC機連網(wǎng)運行，又可以脫網(wǎng)單機運行。其主要功能為：
　　·自動(dòng)檢測分機中每根電纜連接的測溫點(diǎn)的個(gè)數及其序列號，并將其保存到68HC08GP32的內部FLASH中；
　　·檢測各點(diǎn)溫度，濕度以及本機編號，并將其保存到68HC08GP32的RAM中以便查閱；
　　·根據需要設定風(fēng)機開(kāi)關(guān)；
　　·接受鍵盤(pán)輸入，并根據用戶(hù)的輸入在液晶中顯示分機狀態(tài)及分機信息；
　　·根據用戶(hù)設定，定時(shí)對分機進(jìn)行溫度測量，動(dòng)態(tài)刷新溫濕度數據；
　　·接受上位機（PC）機發(fā)來(lái)的指令和數據，并對此作出響應。

電纜

　　電纜采用3線(xiàn)制，一根信號線(xiàn)，一根電源線(xiàn)和一根地線(xiàn)。線(xiàn)上同時(shí)可以并聯(lián)40個(gè)DS1820溫度探測器，線(xiàn)長(cháng)最大可至40米。
系統功能擴展

　　雖然這是一個(gè)針對筒式倉結構特點(diǎn)的溫度控制系統。但是由于該系統具有溫度探測點(diǎn)并聯(lián)，濕度檢測以及相應的風(fēng)機控制等功能，所以系統將很容易移植到樓宇控制自動(dòng)化，賓館飯店中央空調系統的溫濕度控制等。具有廣泛的應用市場(chǎng)