關(guān)于東營(yíng)工廠倉(cāng)儲(chǔ)濕度的研究分析

1系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 

本系統(tǒng)采用先進(jìn)的溫、濕度傳感器（傳感器常用術(shù)語(yǔ)）采集煙草垛心溫、濕度及環(huán)境溫、濕度信號(hào)，采集的數(shù)據(jù)通過(guò)ELARS-485傳輸標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸。PC機(jī)為系統(tǒng)主機(jī)，對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、監(jiān)測(cè)并提供友好的人機(jī)界面，PC機(jī)通過(guò)RS-232電纜向上位機(jī)發(fā)送監(jiān)測(cè)點(diǎn)代碼，上位機(jī)將接收到的代碼轉(zhuǎn)換為符合8031單片機(jī)主從通訊要求的信號(hào)，再發(fā)送給下位機(jī)，相應(yīng)的下位機(jī)響應(yīng)中斷，進(jìn)入數(shù)據(jù)采集中斷服務(wù)程序采集數(shù)據(jù)，然后再將采集的數(shù)據(jù)傳回到上位機(jī)和PC機(jī)。倉(cāng)儲(chǔ)中的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)點(diǎn)經(jīng)過(guò)溫度傳感器、濕度傳感器檢測(cè)后得到的信號(hào)經(jīng)運(yùn)算放大器放大后，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。 

2硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 

上位機(jī)和下位機(jī)不須存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)，而且也沒有復(fù)雜的運(yùn)算，完全可以采用無(wú)擴(kuò)展的單片機(jī)，AT89CX系列單片機(jī)是美國(guó)ATMET公司推出的一種高性能價(jià)格比單片機(jī)。器件采用80C31內(nèi)核，指令系統(tǒng)和引腳與MCS-51完全兼容。片內(nèi)集成有閃爍存儲(chǔ)器，采用電擦除，可重復(fù)編程。AT89C2051單片機(jī)是AT89CX系列中結(jié)構(gòu)最緊湊、體積最小的單片機(jī)，片內(nèi)有2K字節(jié)閃爍存儲(chǔ)器，除不能擴(kuò)展外，它具有80C31單片機(jī)所有功能結(jié)構(gòu)，非常適合本文上位機(jī)和下位機(jī)的控制要求。 

A/D轉(zhuǎn)換是本測(cè)試系統(tǒng)中重要的環(huán)節(jié)，A/D轉(zhuǎn)換芯片的選擇在本應(yīng)用中主要有：合適的輸入通道數(shù)、轉(zhuǎn)換精度、接口方式以及價(jià)格因素等。我們選用美國(guó)TI公司生產(chǎn)的TLC542.TLC542是8位開關(guān)電容型逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器。它具有三個(gè)控制輸入端，其簡(jiǎn)單的3線SPI串行接口可以非常容易地與微處理器進(jìn)行聯(lián)接，是一種較好的低成本解決方案，其主要特性有：11個(gè)模擬輸入通道，最大轉(zhuǎn)換時(shí)間10s，自帶片內(nèi)系統(tǒng)時(shí)鐘。在選擇輸入通道運(yùn)算放大器時(shí)，應(yīng)注意選用低溫漂，低失真的運(yùn)算放大器（如ICL7650）。 

3通訊接口設(shè)計(jì) 

在本文研究的煙草倉(cāng)儲(chǔ)垛心溫、濕度測(cè)試系統(tǒng)中，溫、濕度的變化相對(duì)比較緩慢，所以PC管理機(jī)與上位機(jī)之間的通訊速度要求不高，采用簡(jiǎn)單、容易控制的串行異步通訊方式。 

微機(jī)的串行通訊接口采用的是RS-232C標(biāo)準(zhǔn)，采用負(fù)邏輯，單片機(jī)的串行通訊接口用的是TTL電平，因此采用MAX3232進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。由于各檢測(cè)點(diǎn)之間距離較遠(yuǎn)，普通的TTL電平和RS-485通訊標(biāo)準(zhǔn)使用雙絞線平衡傳輸，使可靠傳輸距離達(dá)到1km以上，單片機(jī)TTL電平到RS-485電平轉(zhuǎn)換采用SN75176芯片，該芯片采用半雙工通訊方式，能帶32個(gè)節(jié)點(diǎn)，因此最多可掛接31個(gè)下位機(jī)，而每個(gè)下位機(jī)能檢測(cè)11路數(shù)據(jù)，這樣最多能監(jiān)測(cè)341路監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，完全能滿足煙草倉(cāng)儲(chǔ)垛參數(shù)的檢測(cè)。 

本測(cè)試系統(tǒng)利用單片機(jī)的串行口外配合適的通訊接口構(gòu)成半雙工異步串行通訊網(wǎng)絡(luò)。上位單片機(jī)與下位單片機(jī)之間的通訊連接通過(guò)各自的接口進(jìn)行，所有下位機(jī)的信號(hào)接收線與上位單片機(jī)的信號(hào)接收線通過(guò)接口電路相接。上位機(jī)和下位機(jī)的多機(jī)通訊功能主要是控制串行口控制寄存器SCON中的SM2位實(shí)現(xiàn)的。多機(jī)通訊時(shí)，選擇串口方式2或方式3，利用SCON中的SM2各RB8配合。PC機(jī)的發(fā)送和接收信號(hào)線經(jīng)過(guò)接口電路分別接在上位單片機(jī)的接收和發(fā)送線上。 

上位單片機(jī)與PC機(jī)，上位單片機(jī)與下位單片機(jī)通過(guò)緩沖器74LS125構(gòu)成通訊接口，上位單片機(jī)必須控制74LS125的選通，確保同一時(shí)刻在通訊線路上PC機(jī)或下位單片機(jī)只有一路接通，才不會(huì)造成通訊線路沖突。 

4軟件設(shè)計(jì) 

上位機(jī)工作于中斷方式，主程序完成初始化后就轉(zhuǎn)入休眠狀態(tài)等待PC機(jī)的命令，上位機(jī)的主要工作都放在中斷服務(wù)程序中，因而上位機(jī)工作的時(shí)間非常短，大部分時(shí)間都處于休眠狀態(tài)，這樣可以大大提高上位機(jī)的抗干擾能力，中斷服務(wù)程序執(zhí)行通信通道轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)程序框圖。 

設(shè)計(jì)的測(cè)試系統(tǒng)管理軟件，要能方便地進(jìn)行倉(cāng)儲(chǔ)垛心各測(cè)點(diǎn)的管理，選擇進(jìn)行連續(xù)或定時(shí)測(cè)試，形成的數(shù)據(jù)文件可以進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，得出垛心溫、濕度與外界環(huán)境的關(guān)系曲線，隨時(shí)打印出要求的測(cè)試數(shù)據(jù)，對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行存盤保存。對(duì)超過(guò)危險(xiǎn)溫度、濕度時(shí)可以進(jìn)行報(bào)警。幫助系統(tǒng)可以使操作者很容易掌握本測(cè)試系統(tǒng)。