【正文】 自己制定的簡單通訊協(xié)議，或是直接取自 ModBus 協(xié)議 (AscII/RTU 模式 )中的一部分功能；在電力通訊領(lǐng)域，當前國家現(xiàn)在執(zhí)行的行業(yè)標準中，頒布有按設(shè)備分類的各種通訊規(guī)約，如CDT、 SC180 u4F、 規(guī)約和 1995 年的 IEC608705101 傳輸規(guī)約、 1997 年的國際 101 規(guī)約的國內(nèi)版本 DL/T6341997規(guī)約；在電表應用中，國內(nèi)大多數(shù)地區(qū)的廠商采用多功能電能表通訊規(guī)約 (DL/T6451997)。同時， RS485 電路具有控制方便、成本低廉等優(yōu)點。只有在很短的距離下才能獲得最高速率傳輸。參見圖 所示。 RS485 標準與 RS232 不一樣，數(shù)據(jù)信號采用差分傳輸方式（ Differential Driver Mode），也稱作平衡傳輸，它使用一對雙絞線，將其中一線定義為 A，另一線定義為 B，如圖 。 RS232 的電氣標準 電平為邏輯 ―0‖時： +3V～ +15V； 電平為邏輯 ―1‖時： 3V～ 15V； 未定義區(qū)：－ 3V～＋ 3V。 發(fā)送器輸出信號電平 (空載最大值 ) 空載 +/25V 177。為擴展應用范圍， EIA 又于 1983 年在 RS422 基礎(chǔ)上制定了 RS485 標準，增加了多點、雙向通信能力，即允許多個發(fā)送器連接到同一條總線上，同時增加了發(fā)送器的驅(qū)動能力和沖突保護特性，擴展了總線共模范圍，后命名為 TIA/EIA485A 標準。但 是，在工業(yè)控制等環(huán)境中，常會有電氣噪聲干擾傳輸線路，使用 RS232 通訊時經(jīng)常因外界的電氣干擾而導致信號傳輸錯誤；另外， RS232 通訊的最大傳輸距離在不增加緩沖器的情況下只可以達到15 米。 本文章節(jié)安排 根據(jù)研究目標 ,將本文分為五章，內(nèi)容作如下安排 : 第一章：介紹遠程數(shù)據(jù)采集與控制技術(shù)研究的額背景與意義， 國內(nèi)外數(shù)據(jù)采集研究現(xiàn)狀，本文主要工作內(nèi)容。 總體設(shè)計 本系統(tǒng)選擇 RS485 為系統(tǒng)的通信總線，以 52 單片機為控制核心， 設(shè)計的目的是實現(xiàn)基于 RS485 總線上的數(shù)據(jù)通信與遠程控制。 方案（一）：采用 RS232 標準，優(yōu)點實現(xiàn)簡單，模塊設(shè)計相當成熟，且成本也較低。 1 主機部分方案論證 根據(jù)系統(tǒng)的要求，主機需要完成的功能是讀取從機采集回來信息，并且對從機的外設(shè)進行控制，設(shè)計了以下三個方案。軟件設(shè)計部分則根據(jù)硬件模塊用 C 語言編寫進行面向數(shù)據(jù)采集與控制過程的配套程序。一些采用新技術(shù)的方案也僅僅限于理論探討，實際的市場實用性并不大。 現(xiàn)階段并行總線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)向高速、模塊化和即插即用方向發(fā)展。過程對象需檢測的參數(shù)經(jīng)轉(zhuǎn)換元件轉(zhuǎn)換成可測數(shù)字信號，再經(jīng)轉(zhuǎn)換器變換成單片機、計算機能處理的信號，再送入系統(tǒng)的 I/O 模塊， I/O 模塊也可設(shè)計成直接接收現(xiàn)場來的電壓、電流、電阻或脈 沖信號，經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號由中央處理器處理。遠程數(shù)據(jù)采集技術(shù)在國內(nèi)外應用普遍 ,研究成果很多 ,數(shù)據(jù)采集形式和技術(shù)各異，所達到的目標和要求也不同 [6]。由此可見，對遠程數(shù)據(jù)的采集和控制方面的研究是非常有必要的。s almost impossible to make onthespot prehensive data analysis and decisions. In these conditions, remote data acquisition and control system has its great advantage. In some other conditions whose management is decentralized and data collection is large, to make onthespot data acquisition bees very plicated, so remote data acquisition is a good and convenient way. This article will put forward a remote data acquisition and control method that is based on RS485 munication. Its purpose of the design is to realize threechannel data acquisition processing, twochannel data feedback device, twochannel way relay control remote control. First, this article will introduce the RS485 protocol. Then, this article will give the hardware design scheme of remote data acquisition and control system. The hardware design includes microcontroller application circuit, power supply voltage regulator circuit, AD sampling circuit and DA circuit, RS485 interface circuit and relay control circuit part of the hardware circuit design. Finally, practical software design scheme will be design scheme includes the overall design and implementation, system initialization, RS485 bus, relay control, DA output control program, the AD acquisition program design. Collection module of this design is not limited, and not just for a single use, it can plete many collection, for example, temperature, humidity, pressure, flow, displacement, analog quantities voltage, and current .The system interface is simple and reliable, and its uses is various and flexible. Keywords: RS485。所以本文便提出一種基于 RS485 通信的遠程數(shù)據(jù)采集與控制的方法。 第 14 周 整個系統(tǒng)調(diào)試與分析。 第 6 周 AD/DA 電路設(shè)計。采集到的數(shù)據(jù)一般都是連續(xù)變化的電壓或電流信號，需要再通過相應的 A/D 轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn) 換成數(shù)字信號后送入單片機。就其采樣頻率和分辨率來說屬于中速類型，適合對數(shù)據(jù)采樣頻率要求不是特別高的應用場合。目前，有多種接口標準可用于串行通信，包括 RS23 RS42 RS423 和 RS485。 南華大學 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 題 目 基于 RS485 的遠程采 集與控制器設(shè)計 專業(yè)名稱 通 信 工 程 論文 (設(shè)計 ) 內(nèi)容及要求： 一、 論文內(nèi)容 ，主要包括處理器最小系統(tǒng)、 3 路 AD/DA 采集電路、組繼電器控制電路、 RS485 通信電路等； 2. 完成軟件程序的編寫，主要包括系統(tǒng)初始化、 AD/DA 驅(qū)動、 485 通信協(xié)議等； 能夠通過 RS485 遠程通信采集 3 路節(jié)點信號，并能反饋 2 路模擬控制量。 RS232 是最早的串行接口標準，在短距離、較低波特率串行通信中得到了廣泛應用。 二、 設(shè)計（論文）主要研究的內(nèi)容、預期目標：（技術(shù)方案、路線） 為實現(xiàn)基于 RS485 總線的數(shù)據(jù)通信與遠程控制，首先得設(shè)計好 RS485 的通信模塊；由于是實現(xiàn)單片機主從機之間的數(shù)據(jù)通信，為達到主 機對從機的控制，所以需要設(shè)計好繼電器控制模塊電路；接著，設(shè)計出各從機進行數(shù)據(jù)采集與控制的模塊，單片機都按自己的任務進行相關(guān)數(shù)據(jù)采集或者控制。AD/DA 采集電路的設(shè)計以及 如何實現(xiàn)單片機與計算機之間的數(shù)據(jù)通信，是整個系統(tǒng)能否結(jié)合成為一體工作的關(guān)鍵。 第 7 周 學習 RS485 總線技術(shù)。 第 15 周 撰寫論文。 本文設(shè)計的目的是實現(xiàn) 3 路數(shù)據(jù)采集處理， 2 路數(shù)據(jù)反饋裝置， 2 路繼電器控制遠程控制。 remote munications。 近年來，大規(guī)模集成電路的飛速發(fā)展，計算機技術(shù)不斷地推廣應用，傳統(tǒng)的儀器 儀表、數(shù)字測量技術(shù)在數(shù)據(jù)采集方面升華到一個全新的階段 [2]。由于形式復雜和多樣，問題和實用性也比較多，許多技術(shù)目的單一，并不成系統(tǒng)。 DAS 系統(tǒng)在硬件配置上的獨特要求 ,在進行具體結(jié)構(gòu)設(shè)計時應綜合考慮各種因素以滿足用戶的需求 [7， 8]。串行總線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)向分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和智能化方向發(fā)展。 國內(nèi)自九十年代初開始研制遠程數(shù)據(jù)系統(tǒng)，由于中國的實際國情，長期一直沒有相應的行業(yè)標準。程序設(shè)計為硬件服務，說明時畫出流程圖，以增強程序可讀性。 方案（一）： 以 ARM 處理器為控制核心，優(yōu)點是系統(tǒng)外設(shè)豐富，可以節(jié)省大量的外圍設(shè)備及布線面積。非常適合點對點的通訊。整個系統(tǒng)分為兩個部分：主機部分與從機部分。然后根據(jù)本文任務要求對系統(tǒng)方案進行論證。為了解決上述問題， RS485/422 通訊方式就應運而生了。由于EIA 提出的建議標準都是以 ―RS‖作為前綴，所以在通訊工業(yè)領(lǐng)域，仍然習慣將上述標準以 RS 作前綴稱謂。6V 177。在此區(qū)域內(nèi)的信號處理將由通訊接口的 RS232 收發(fā)器決定。 圖 RS485 發(fā)送器的示意圖 圖 RS485 接收器的示意圖 通常情況下，發(fā)送發(fā)送器 A、 B 之間的正電平在 +2～ +6V，是一個邏輯狀態(tài)；負電平在 2～ 6V，是另一個邏輯狀態(tài)。 定義邏輯 1（正邏輯電平）為 B＞ A 的狀態(tài)，邏輯 0為 A＞ B 的狀態(tài)， A、 B 之間的壓差不小于 200mV。一般來說， 15 米長雙絞線最大傳輸速率僅為 1Mbps。 在過去的 20 年時間里，建議性標準 RS485 作為一種多點差分數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾姎庖?guī)范，被應用在許多不同的領(lǐng)域 ，作為數(shù)據(jù)傳輸鏈路。 下面將 分別 對 ModBus 協(xié)議 (RTU 模式 ) 、多 功能 電能 表通訊 規(guī)約(DL/T6451997)進行簡單介紹。錯誤檢測域為從設(shè)備提供了一種驗證消息內(nèi)容是否正確的方法。在網(wǎng)絡(luò)波特率下多樣的字符時間，這是最容易實現(xiàn)的 (如圖 124 的 T1T2T3T4 所示 )。如果在幀完成之前有超過 個字符時間的停頓，接收設(shè)備將刷新不完整的消息并假定下一字節(jié)是一個新消息的地址域。 例如：從一個主設(shè)備發(fā)往從設(shè)備的消息要求讀一組保持寄存器，將產(chǎn)生如下功能代碼： 0 0 0 0 0 0 1 1 （十六進制 03H） 對正常響應，從設(shè)備僅響應同樣的功能代碼。 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 P 1 起始位 0 8位數(shù)據(jù) D0～ D7 偶校驗位 停止位 1 傳送方向從低到高位，一個起始位、一個停止位、一個偶校驗位、 8 位數(shù)據(jù)位，總共 11位。終端匹配電阻的大小由傳輸電纜的特性阻抗所決定。 在該系統(tǒng)中，單片機是整個系統(tǒng)的核心，整個系統(tǒng)運行的控制由單片機進行處理。 2．工作電壓： ~（ 5V 單片機） /~（ 3V 單片機）。 10．內(nèi)部集成 MAX810 專用復位電路（外部晶振 20M 以下時，可省外部復位電路）。 南華大學船山學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 19 頁 共 59 頁 ： PDIP28， SOP28， PDIP20， SOP20， PLCC32,TSSOP20(超 小封狀 ，定貨 )本系統(tǒng)采用的是 POSP28 封裝單片機。如 7805 的輸出電壓是 5V，但實際電壓可能是 到 ，用戶需要精度要求比較高的話，可在出廠時將實際測出的工作電壓值記錄在單片機內(nèi)部的 EEPROM 里面，以供計算。雖然是固定穩(wěn)壓電路，但使用外接元件，可獲得不同的電壓和電流。 圖 RS485 接口電路 本系統(tǒng)采用的 MAX485 接口芯片是 Maxim 公司的一種 RS485 芯片。它完成將南華大學船山學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 22 頁 共 59 頁 TTL 電平轉(zhuǎn)換 為 RS485 電平的功能。 C9 為電解電容，以減少穩(wěn)壓電源輸出端由輸入電源引入的低頻干擾。 圖 為 STC12C5410AD 單片機的最小系統(tǒng)： 南華