基于以太網的分布式溫濕度智能監(jiān)控系統(tǒng)

摘 要：對現(xiàn)有多種傳統(tǒng)溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)進行了研究，發(fā)現(xiàn)其多采用RS485傳輸方式，具有控制范圍小和布線繁瑣等局限性。為構建大規(guī)模跨地域的溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)，采用將以太網技術與傳統(tǒng)溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)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、基于以太網的分布式智能溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)。實踐證明，該系統(tǒng)控制范圍大且利用現(xiàn)有發(fā)達的網絡，不必重新布線，可有效實現(xiàn)遠程溫濕度監(jiān)控。文中對系統(tǒng)的整體結構和各部分的工作原理進行了詳細的說明。

關鍵詞：溫濕度監(jiān)控;遠程控制;以太網;分布式

1 引言

現(xiàn)在有很多大型企業(yè)單位擁有多個庫房分散在不同的地點，不利于統(tǒng)一管理;如何利用已得到廣泛應用的以太網改造傳統(tǒng)的基于RS485總線的溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)，以組建大范圍遠程分布式[1]溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)成為一個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、基于現(xiàn)有以太網的遠程分布式溫濕度智能監(jiān)控系統(tǒng)，文中詳細介紹了系統(tǒng)的整體組成結構和工作原理。該系統(tǒng)采用了模塊化設計，可以稍加裁剪改造為適于多種不同場合的多庫點分布式遠程溫濕度智能監(jiān)控系統(tǒng)。

2 硬件系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)整體組成

每個溫濕度監(jiān)控儀由單片機、溫度傳感器、濕度傳感器、DS1302、LED數(shù)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個具有獨立地址的溫濕度監(jiān)控儀通過RS485總線并聯(lián)在一起，再通過一個RS485轉TCP/IP協(xié)議轉換器可直接與微機之間進行網絡通訊從而組成一個單元溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)(單元溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)結構圖見圖1)。

可根據(jù)實際情況由若干單元溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)通過集線器組成一個完整的遠程分布式溫濕度智能監(jiān)控系統(tǒng)(系統(tǒng)整體結構圖見圖2)。

2.2 具體溫濕度監(jiān)控儀的組成與實現(xiàn)

由AT89C52外加時鐘模塊、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、除濕機驅動模塊等組成一個具體的溫濕度監(jiān)控儀。

2.2.1 MCU模塊

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

2.2.2 時鐘模塊

DS1302增加了主電源/后備電源雙電源引腳，同時提供了對后備電源進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(xù)保存時間信息以及數(shù)據(jù)。DS1302與CPU的連接僅需要三條線，即SCLK、I/O、RST;在控制指令字輸入后的下一個SCLK時鐘的上升沿時數(shù)據(jù)被寫入DS1302，數(shù)據(jù)輸入從低位即位0開始。同樣，在緊跟8位的控制指令字后的下一個SCLK脈沖的下降沿讀出DS1302的數(shù)據(jù)[2]。

2.2.3 測溫度模塊

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