【正文】 基于CAN 現(xiàn)場(chǎng)總線的溫室溫濕度測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))題 目： 基于CAN 現(xiàn)場(chǎng)總線的溫室 溫濕度測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 向 哲 奇 學(xué) 號(hào)： 20081602023 專業(yè)班級(jí)： 通信08102班 指導(dǎo)教師： 張 曉 虎 完成時(shí)間： 2012年5月10日 33目 錄摘 要 IABSTRACT II第1章 緒論 1 引言 1 CAN總線特點(diǎn)及國(guó)內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀 2 4 4第2章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 6 概述 6 方案選擇 6 單片機(jī)選型 6 溫濕度傳感器選型 6 總線控制器選型 7 系統(tǒng)組成總體結(jié)構(gòu) 7第3章 硬件設(shè)計(jì) 9 單片機(jī)最小系統(tǒng) 9 溫度檢測(cè)電路 9 A/D轉(zhuǎn)換電路 10 濕度傳感器電路 11 鍵盤電路 12 顯示電路 12 CAN接口電路 13 總線控制器 13 光電耦合器 14 CAN收發(fā)器 15 電源電路 16 語(yǔ)音報(bào)警模塊 16 ISD1420語(yǔ)音芯片錄放音電路設(shè)計(jì) 17 錄音、放音簡(jiǎn)介 20 ISD1420與AT89S52接口電路設(shè)計(jì) 20 溫、濕度升降控制模塊 20 SSR固態(tài)繼電器的工作原理及應(yīng)用 20 SSR固態(tài)繼電器特性 21第4章 軟件設(shè)計(jì) 22 CAN總線主分機(jī)通信協(xié)議 22 總線通信協(xié)議 22 下位機(jī)通信模式 23 主程序流程圖 23 SJA1000初始化程序流程圖 24 發(fā)送程序流程 25 接收程序流程 26結(jié) 論 28參考文獻(xiàn) 29致 謝 31摘 要針對(duì)以往溫室內(nèi)變量檢測(cè)勞動(dòng)強(qiáng)度大、精度低、范圍小的現(xiàn)象，本文應(yīng)用溫度和濕度傳感器，提出了基于CAN總線的溫濕度測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。本設(shè)計(jì)詳細(xì)分析了基于CAN總線的溫濕度檢測(cè)和系統(tǒng)的通信原理，設(shè)計(jì)了單片機(jī)最小系統(tǒng)、CAN通信接口電路、溫度傳感器電路、濕度傳感器電路、鍵盤電路、顯示電路和語(yǔ)音報(bào)警等模塊。基于CAN總線的溫濕度測(cè)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了溫濕度的檢測(cè)和實(shí)時(shí)顯示，并可以與其它節(jié)點(diǎn)通信以便于溫室內(nèi)大范圍的溫濕度監(jiān)測(cè)和控制，節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于拓展，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和可靠性。關(guān)鍵詞：CAN總線；單片機(jī)；溫濕度檢測(cè)；通信接口AbstractFor the variable detection of labor within the past greenhouse intensity, low accuracy, a small range of phenomena, this paper, temperature and humidity sensors, temperature and humidity monitoring and control system design based on the CAN bus. This design, a detailed analysis of the temperature and humidity testing and systems based on CAN bus munication theory, the smallest singlechip system, CAN munications interface circuits, the temperature sensor circuit, the humidity sensor circuit, the keyboard circuit, display circuit, and voice alarm module. Detection and realtime display of temperature and humidity, temperature and humidity monitoring and control system based on CAN bus and can municate with other nodes in the greenhouse so that a wide range of temperature and humidity monitoring and control, the node structure is simple, easy to expand, reduce labor intensity and improve the realtime and reliability of the system.Keywords: CAN bus。 microcontroller。 temperature and humidity testing。 munication interface基于CAN 現(xiàn)場(chǎng)總線的溫室溫濕度測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)第1章 緒論 引言20世紀(jì)80年代末、90年代初興起的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)引發(fā)了工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的重大變革，它代表著工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展方向?，F(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)(FCS)將集散式控制系統(tǒng)中集中與分散相結(jié)合的模式變成了新型的全分布式控制模式，控制功能徹底下放到現(xiàn)場(chǎng)，現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備通過(guò)總線與管理層交換信息。在企業(yè)信息系統(tǒng)的層次上，整個(gè)企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)可以分為現(xiàn)場(chǎng)控制層、過(guò)程監(jiān)控層、生產(chǎn)管理層、市場(chǎng)經(jīng)營(yíng)層等多個(gè)層次。工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)是控制技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)在企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制層、過(guò)程監(jiān)控層的綜合體現(xiàn)，被稱為工廠底層網(wǎng)絡(luò)。目前，工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)推廣到過(guò)程控制自動(dòng)化、制造自動(dòng)化、樓宇自動(dòng)化以及交通運(yùn)輸?shù)榷鄠€(gè)領(lǐng)域。目前一般把現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)稱為第五代控制系統(tǒng)，也稱作現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)(FCS)。人們一般把50年代前的氣動(dòng)信號(hào)控制系統(tǒng)PCS稱作第一代，把4～20mA等電動(dòng)模擬信號(hào)控制系統(tǒng)稱為第二代，把數(shù)字計(jì)算機(jī)集中式控制系統(tǒng)稱為第三代，而把70年代中期以來(lái)的集散式分布控制系統(tǒng)DCS稱為第四代?，F(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)FCS作為新一代控制系統(tǒng)，一方面，它突破了DCS系統(tǒng)采用通信專用網(wǎng)絡(luò)的局限，采用了基于公開化、標(biāo)準(zhǔn)化的解決方案，克服了封閉系統(tǒng)所造成的缺陷；另一方面把DCS的集中與分散相結(jié)合的集散系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，變成了新型全分布式結(jié)構(gòu)，把控制功能徹底下放到現(xiàn)場(chǎng)。可以說(shuō)，開放性、分散性與數(shù)字通訊是現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的最顯著的特征。目前的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)有較強(qiáng)實(shí)力和影響的有：基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線FF(Foudation Fieldbus)、局部操作網(wǎng)絡(luò)LonWorks(Local Operating Network)、過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)總線Profibus(Process Field Bus)、HART協(xié)議、控制局域網(wǎng)絡(luò)CAN(Controller AreaNetwork)和Dupline等。它們各具特色，在不同的應(yīng)用領(lǐng)域形成了自己獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。CAN總線是德國(guó)Bosch公司在20世紀(jì)80年代初為解決汽車中大量的控制與測(cè)試儀器之間的數(shù)據(jù)交換而開發(fā)的一種串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議。CAN能靈活有效地支持具有較高安全等級(jí)的分布式控制．其數(shù)據(jù)傳輸速度可達(dá)1Mbps，在汽車、煤礦安全檢測(cè)、自動(dòng)化儀表、智能樓宇、機(jī)械制造等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。本文介紹了一種基于CAN總線的智能溫、濕度檢測(cè)系統(tǒng)，可應(yīng)用于不同的工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域。近些年來(lái)，溫室大棚種植為提高人們的生活水平帶來(lái)極大的便利，得到了迅速的推廣和應(yīng)用．國(guó)家科技部提出的工廠化高效農(nóng)業(yè)示范工程，推動(dòng)了溫室監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展。但總體來(lái)講，我國(guó)溫室產(chǎn)業(yè)環(huán)境控制能力弱，自動(dòng)化程度低，抵御自然條件能力差。這在很大程度上限制了溫室總體效益的進(jìn)一步提高。種植環(huán)境中的溫度、濕度、光照度等環(huán)境因子，對(duì)作物的生產(chǎn)有很大的影響．傳統(tǒng)的人工控制方式難以達(dá)到科學(xué)合理種植的要求，國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)上述環(huán)境因子自動(dòng)監(jiān)控的系統(tǒng)還不多見(jiàn)，而引進(jìn)國(guó)外具有多功能的大型連棟溫室控制系統(tǒng)價(jià)格昂貴，不適合國(guó)情。對(duì)溫濕度的精確檢測(cè)和遠(yuǎn)距離傳輸越來(lái)越受到人們的重視，針對(duì)這一情況，研制一種高精度、高穩(wěn)定性、低成本且實(shí)用的分布式環(huán)境溫濕度檢測(cè)控制系統(tǒng)顯得非常重要。而利用CAN總線實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離節(jié)點(diǎn)間和PC機(jī)的實(shí)時(shí)通信，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、成本低、實(shí)時(shí)性好、安裝維護(hù)方便且便于功能擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)，提高了管理水平和工作效率，所以將CAN總線應(yīng)用于溫室控制具有較好的前景。 CAN總線特點(diǎn)及國(guó)內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀目的現(xiàn)場(chǎng)總線在美國(guó)和歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)發(fā)展迅速，并已有較多的應(yīng)用范例。國(guó)內(nèi)的大學(xué)和一些公司也正致力于基于CAN總線的系統(tǒng)開發(fā)。在汽車信號(hào)傳輸，電力監(jiān)控，樓宇智能化，工業(yè)測(cè)控，安防等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)場(chǎng)總線的主要優(yōu)點(diǎn)：(1)增強(qiáng)了現(xiàn)場(chǎng)級(jí)信息集成能力；(2)開放式、互操作性、互換性，可集成性；(3)系統(tǒng)可靠性高、可維護(hù)性好；(4)降低了系統(tǒng)及工程成本?，F(xiàn)代自動(dòng)控制越來(lái)越朝著智能化發(fā)展，在很多自動(dòng)控制系統(tǒng)中都用到了工控機(jī)，小型機(jī)、甚至是巨型機(jī)處理機(jī)等，當(dāng)然這些處理機(jī)有一個(gè)很大的特點(diǎn)，那就是很高的運(yùn)行速度，很大的內(nèi)存，大量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。但隨之而來(lái)的是巨額的成本。在很多的小型系統(tǒng)中，處理機(jī)的成本占系統(tǒng)成本的比例高達(dá)20%，而對(duì)于這些小型的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，配置一個(gè)如此高速的處理機(jī)沒(méi)有任何必要，因?yàn)檫@些小系統(tǒng)追求經(jīng)濟(jì)效益，而不是最在乎系統(tǒng)的快速性，所以用成本低廉的單片機(jī)控制小型的，