【正文】 Basic 目錄 前言 基于 VB 的溫度采集與控制系統(tǒng)可以對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的溫度信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)、遠(yuǎn)距離采集 并保存，超出設(shè)定的溫度上、下限會(huì)有聲光報(bào)警，并控制相關(guān)設(shè)備 實(shí)現(xiàn) 升降溫 控制 。 本文對(duì)國(guó)內(nèi)外的溫度采集系統(tǒng)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀進(jìn)行了綜合闡述，對(duì)其發(fā)展方向進(jìn)行了分析和推測(cè) ， 結(jié)合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的需求特性 ，對(duì)溫度采集系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 本溫度采集系統(tǒng)下位機(jī)采用 ATmega16單片機(jī)為主控制器 ,采用單線式 DS18B20溫度傳感器采集溫度 ,通過串口 RS232 將其傳送到上位機(jī) ， 上位機(jī)使用 VB 編寫界面和后臺(tái)處理程序 ,可實(shí)現(xiàn) 溫度 實(shí)時(shí)顯示 ，并采用 SQL Sever 數(shù)據(jù)庫(kù) 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理 。 關(guān)鍵詞： 糧倉(cāng) 監(jiān)控 ；溫度采集；串行通信 ； Visual Basic II Abstract In view of the problem that when storage the grain acquisition parameter and recording of the granary are not in time, automation degree is low, precision is hard to guarantee, work efficiency is low, design the multichannel data acquisition and control system based on VB, including hardware circuit and software programming. The development history and current situation of the temperature acquisition system are explained, the direction of its development is analyzed and hypothesized, bined with the demand characteristics of industry field, design the temperature acquisition system. The submittedmachine of the temperature acquisition system use ATmega16 as the main controller and DS18B20 collecting temperature, through the serial port of the RS232 transmit the data to the mainmachine. Using VB write the interface and backend processing program, realize the realtime temperature displaying, at the same time use the SQL Sever database to manage the data. The final result of test show that the mainmachine has realized the real time data receiving, displaying and realtime database management based on SQL Sever. Introduced flow chart of the software, and gives the pleted design of the hardware circuit diagram and the display of the results of collected temperature. The temperature acquisition and control system based on VB can collect and save the temperature signal in realtime and remote of the industrial field, when the data beyond the set temperature the system will give an alarm, and control some equipment to achieve the temperature control. Key words: Granary monitoring。 1 1 緒論 5 溫度傳感器的介紹 5 不同輸出信號(hào)模式的溫度傳感器 7 DS18B20的功能特點(diǎn) 11 握手信號(hào) 14 串行通信接口電路標(biāo)準(zhǔn) 15 4 測(cè)溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 16 下位機(jī)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 30 軟件使用說明 37 軟件功能說明 37 5 系統(tǒng)軟硬件測(cè)試過程 48 附錄 A 外文文獻(xiàn)譯文 為了防備戰(zhàn)爭(zhēng)、饑荒、以及其它一些突發(fā)性事件，國(guó)家需要對(duì)糧食進(jìn)行戰(zhàn)略儲(chǔ)備。而且我國(guó)糧食儲(chǔ)藏多屬于地方糧庫(kù)行為，某些地方官員逃避職責(zé)而對(duì)糧食儲(chǔ)藏情況不上報(bào)或者虛報(bào)，也導(dǎo)致了糧食在儲(chǔ)藏過程中的損失。 伴隨著工業(yè)科技和檢測(cè)技術(shù)的日新月異，溫度檢測(cè)控制系統(tǒng)在近代工業(yè)、農(nóng)業(yè)及人們的日常生活中扮演著越來越重要的角色，它對(duì)人們的生活具有很大的影響，所以溫度檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究有十分重要的意義。 首先，我國(guó)是一個(gè)人口眾多的農(nóng)業(yè)大國(guó)，糧食生產(chǎn)、需求與儲(chǔ)備量很大。出于人工氣候室的安全、無污染等多方面的考慮，人員不能隨意進(jìn)入。 隨著生活質(zhì)量的不斷提高，人們對(duì)自己居住和辦公的環(huán)境有了更高的要求，首先就是要保持一個(gè)相對(duì)舒適的溫度，所以房間溫度檢測(cè)就成了一個(gè)最基本的問題。在計(jì)算機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)中，溫度是測(cè)量過程中的一個(gè)必測(cè)的物理量，較為突出的是對(duì)于糧庫(kù)的糧食檢測(cè)、日常寫字樓、無人職守的基站等地點(diǎn)，溫度的控制和測(cè)量則顯得尤為關(guān)鍵。多點(diǎn)問題也是其他溫度測(cè)量 中的關(guān)鍵問題。 本文提出的基于 VB 的溫度檢測(cè)系統(tǒng)不僅可以準(zhǔn)確顯示各個(gè)測(cè)溫點(diǎn)的地理位置、實(shí)時(shí)溫度以及整個(gè)區(qū)域的平均實(shí)時(shí)溫度，還能提供一些其它統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，為溫度控制提供依據(jù)。該公司是世界上最先進(jìn)的溫度檢測(cè)技術(shù)的代表。 我國(guó)對(duì)溫度檢測(cè)技術(shù)也進(jìn)行了一系列的研究與應(yīng)用。傳統(tǒng)的溫度檢測(cè)系統(tǒng)中，傳感器多用模擬溫度傳感器，相對(duì)與數(shù)字傳感器，由于模擬傳感器具有精確度不高，穩(wěn)定性較差等缺點(diǎn)，使得檢測(cè)系統(tǒng)測(cè)量溫度時(shí)不準(zhǔn)確； 二是數(shù)據(jù)處理不方便。通過 MAX232 進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，由 RS232 串行通訊線把數(shù)據(jù)直接傳送給 PC 機(jī)，讓 PC 機(jī) 對(duì)所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，并且應(yīng)用 VB 語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)溫度的顯示。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 2 傳感器的介紹及其選擇 進(jìn)行溫度測(cè)量的關(guān)鍵元件是溫度傳感器，因此設(shè)計(jì)本系統(tǒng)首先遇到的問題就是如何選取溫度傳感器以方便達(dá)到要求，這對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的性能、簡(jiǎn)繁程度以及施工成本等都有一定的影響。 2)模擬集成溫度傳感器 。 不同接觸方式的溫度傳感器 溫度傳感器按照是否 與 被測(cè)介質(zhì)進(jìn)行接觸可分為兩類：接觸式，非接觸式溫度傳感器。當(dāng)前普遍使用的為輻射熱交換原理。 1)模擬溫度傳感器 牟昊楠：基于 VB 的溫度數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 6 模擬 溫度 傳感器 — 將被測(cè)量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成能夠 模擬處理的電信號(hào)。 2)邏輯輸出型溫度傳感器 對(duì)于較為廣泛的邏輯輸出型溫度傳感器，使用者并不要求得出精確的測(cè)量溫度值，僅僅是關(guān)注測(cè)量的溫度能否在一個(gè)規(guī)定的范圍內(nèi)，如果溫度范圍位于規(guī)定范圍之外，就會(huì)造成觸動(dòng)報(bào)警信號(hào)，啟動(dòng)或關(guān)閉風(fēng)扇、空調(diào)、加熱器或其它控制設(shè)備，這個(gè)時(shí)候我們就可以應(yīng)用邏輯輸出式溫度傳感器。 兩種材料這樣聯(lián)接后會(huì)在未焊接的一端產(chǎn)生一個(gè)電壓，電壓數(shù)值是所有連 接端溫度的函數(shù)，熱電偶無需電壓或電流激勵(lì)。 3)熱敏電阻 — 溫度測(cè)量精度最高 如果高精度成為至高無上關(guān)注要點(diǎn)，則溫度傳感器應(yīng)選熱敏電阻類，它有兩個(gè)品種，一是負(fù)溫度系數(shù) NTC，二是正溫度系數(shù) PTC，前者是陶瓷制品，由過渡金屬元素 (如錳，遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 鈷，銅，鎳等 )的金屬氧化物為其成份，它需激勵(lì)電流，溫度系數(shù)是負(fù)的，有相當(dāng)好的線性，且重復(fù)度優(yōu)異，其工作范圍為 100 度至 450 度之間，經(jīng)封裝后，其電阻隨溫度連續(xù)可變，且隨溫度的變化程度極大高于熱電阻 RTD，即靈敏度高得多。 單總線數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 DS18B20 數(shù)字溫度計(jì)是 DALLAS 公司生產(chǎn)的 1－ Wire，即單總線器件，具有線路簡(jiǎn)單，體積小的特點(diǎn)。 牟昊楠：基于 VB 的溫度數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 8 DS18B20 的外形和引腳介紹 DS18B20 采用 3 腳 TO90 封裝或 8 腳 SOIC 封裝，其外形和管腳排列如圖 21 所示。 下面 我們將要介紹DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)，它主要由四部分組成： 64 位光刻 ROM、 溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器 TH 和 TL、配置寄存器 。DS18B20 完成一個(gè)周期的溫度測(cè)量后，將測(cè)得的溫度值和 TL、 TH 相比較，如果小于 TL，或大于 TH，則表示溫度超越了設(shè)置的范圍，將該器件內(nèi)的警告標(biāo)志位置位，并對(duì)主機(jī)發(fā)出的警告搜索命令作出回答。具體 內(nèi)部框 圖見圖 22 所示。 斜 率 累 加 器預(yù) 置減 法 計(jì) 數(shù) 器 1比 較低 溫 度 系數(shù) 晶 振設(shè) 置= 0 溫 度 寄 存 器高 溫 度 系數(shù) 晶 振減 法 計(jì) 數(shù) 器 2= 0 圖 23 DS18B20 測(cè)溫原理圖 DS18B20 Temperature Principle diagram 牟昊楠：基于 VB 的溫度數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 10 3 串行通信介紹 串行通信基礎(chǔ) 隨著計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，市場(chǎng)上許多電氣產(chǎn)品應(yīng) 用串口通信技術(shù)作為對(duì)外數(shù)據(jù)交換的橋梁，串口通信受到如此重視，主要 原因就是這個(gè)技術(shù)簡(jiǎn)單而且容易實(shí)現(xiàn)。在傳送數(shù)據(jù)的過程中，每發(fā)送完一個(gè)數(shù)據(jù)，緊接著發(fā)送第二個(gè)，直到發(fā)送完最后一位 為止。為了正確的解釋信號(hào)，接收方必須確切地知道信號(hào)應(yīng)當(dāng)何時(shí)接收和處理，因此定時(shí)是至關(guān)重要的。 在異步傳輸中，信息以字符為單位進(jìn)行傳輸 。 為了解決以上問題，串行傳輸可以采用以下兩種方法：異步傳輸和同步傳輸。按下一個(gè)字母鍵、數(shù)字鍵或特殊字符鍵，就發(fā)送一個(gè) 8 比特位的 ASCII 代碼。這就像有人出乎意料地從后面走上來跟你說話，而你沒來得及反應(yīng)過來，漏掉了最前面的幾個(gè)詞。例如在鍵盤上數(shù)字“ 1”，按照 8 比特位的擴(kuò)展 ASCII 編碼，將發(fā)送“ 00110001”，同時(shí)需要在 8 比特位的前面加一個(gè)起始位，后面一個(gè)停止位。數(shù)據(jù)幀的第一部分包含一組同步字符，它是一個(gè)獨(dú)特的比特組合，類似于前面提到的起始位，用于通知接收方一個(gè) 幀已經(jīng)到達(dá)，但它同時(shí)還能確保接收方的采樣速度和比特的到達(dá)速度保持一致，使收發(fā)雙方進(jìn)入同步。 2)異步傳輸?shù)膯挝皇亲址絺鬏數(shù)膯挝皇菐? 串行通信工作模式 通過單線傳輸信息是串行數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)。由于使用一根數(shù)據(jù)線，所以數(shù)據(jù)信息只能沿一個(gè)方向傳送。 2) 半雙工方式 在半雙工通信方式中，通信雙方使用同一根傳輸線，這個(gè)數(shù)據(jù)線具有發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)的功能，然而卻不能同步發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，也就是說在某一時(shí)刻，其中的一方只能發(fā)送數(shù)據(jù)，而另一方只能接收數(shù)據(jù)。比如說像應(yīng)用單方向傳輸?shù)拇蛴C(jī)而言，采用半雙工方式就可以達(dá)到要求了，從而可以節(jié)省資源。 在雙方數(shù)據(jù)的通訊中，握手信號(hào)起到通知雙方互相通信的作用，發(fā)送方 能夠告知接收方是否有數(shù)據(jù)要發(fā)送，接收方通過握手信號(hào)通 知發(fā)送方它是否已經(jīng)做好了接收信號(hào)的準(zhǔn)備。 通信參數(shù) 串行端口的通信方式是將字節(jié)拆分成一個(gè)接著一個(gè)的位 再 傳送出去，接到此電位信號(hào)的一方再將此一個(gè)一個(gè)的位組合成原來的字節(jié)，如此形成一個(gè)字節(jié)的完整傳送。 波特率是指串行通信中每秒內(nèi) 傳送二進(jìn)制數(shù)碼的位數(shù)，以 bit/s(位 /秒 )