基于以太網(wǎng)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(jìn)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(gòu)建大規(guī)?？绲赜虻?a class="contentlabel" href="http://butianyuan.cn/news/listbylabel/label/溫濕度">溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)，采用將以太網(wǎng)技術(shù)與傳統(tǒng)溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)相結(jié)合的方法及軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)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(jiān)控系統(tǒng)。實(shí)踐證明，該系統(tǒng)控制范圍大且利用現(xiàn)有發(fā)達(dá)的網(wǎng)絡(luò)，不必重新布線，可有效實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程溫濕度監(jiān)控。文中對系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)和各部分的工作原理進(jìn)行了詳細(xì)的說明。

關(guān)鍵詞：溫濕度監(jiān)控;遠(yuǎn)程控制;以太網(wǎng);分布式

1 引言

現(xiàn)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(tǒng)一管理;如何利用已得到廣泛應(yīng)用的以太網(wǎng)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(yuǎn)程分布式[1]溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)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、基于現(xiàn)有以太網(wǎng)的遠(yuǎn)程分布式溫濕度智能監(jiān)控系統(tǒng)，文中詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的整體組成結(jié)構(gòu)和工作原理。該系統(tǒng)采用了模塊化設(shè)計(jì)，可以稍加裁剪改造為適于多種不同場合的多庫點(diǎn)分布式遠(yuǎn)程溫濕度智能監(jiān)控系統(tǒng)。

2 硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)整體組成

每個(gè)溫濕度監(jiān)控儀由單片機(jī)、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(chǔ)器、蜂鳴器、空調(diào)機(jī)、除濕機(jī)、加濕機(jī)等組成。128個(gè)具有獨(dú)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(gè)RS485轉(zhuǎn)TCP/IP協(xié)議轉(zhuǎn)換器可直接與微機(jī)之間進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通訊從而組成一個(gè)單元溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)(單元溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖見圖1)。

可根據(jù)實(shí)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(gè)完整的遠(yuǎn)程分布式溫濕度智能監(jiān)控系統(tǒng)(系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖見圖2)。

2.2 具體溫濕度監(jiān)控儀的組成與實(shí)現(xiàn)

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(chǔ)模塊、地址模塊、空調(diào)機(jī)、加濕機(jī)、除濕機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊等組成一個(gè)具體的溫濕度監(jiān)控儀。

2.2.1 MCU模塊

每個(gè)溫濕度監(jiān)控儀采用了美國ATMEL公司的8位單片機(jī)AT89C52;片內(nèi)含8K Bytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器和256 Bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(xì)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(shí)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(gè)SCLK時(shí)鐘的上升沿時(shí)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(gè)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(hào)直接轉(zhuǎn)換成串行數(shù)字信號(hào)供微機(jī)處理;在本系統(tǒng)中DS18B20的分辨率設(shè)定為12位;故實(shí)際溫度=溫度整數(shù)部分+溫度小數(shù)部分*0.0625。