變電站溫濕度采集單元的設(shè)計與實現(xiàn)(編輯修改稿)
2024-07-26 22:28 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 動A/D轉(zhuǎn)換，即執(zhí)行一條MOVX A，@DPTR指令產(chǎn)生寫信號，使ALE，START有效，鎖存通道號后并啟動A\D轉(zhuǎn)換。A\D轉(zhuǎn)換完畢，EOC端發(fā)出一正脈沖，申請中斷。在中斷服務(wù)程序中，執(zhí)行MOVX @DPTR，A，產(chǎn)生讀信號，使OE端有效，打開輸出緩存器三態(tài)門，8位數(shù)據(jù)變讀入CPU中。ADC0809的時鐘取自AT89S52的ALE經(jīng)74LS74雙D觸發(fā)器后的信號接CLK端。當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換完畢，AT89S52讀取轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量時，需執(zhí)行MOVX @DPTR，A。總體原理圖和PCB圖見附錄3．串口通信軟件的設(shè)計與實現(xiàn)隨著計算機技術(shù)的發(fā)展及工業(yè)自動化水平的提高,在許多場合采用單機控制已不能滿足現(xiàn)場要求,因而必須采用多機控制的形式。串行通信作為計算機之間常用的通信方法之一,由于其通信編程靈活、硬件簡潔并遵循統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),而在工業(yè)控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。溫濕度采集單元RS485MAX232工控機圖31 通信結(jié)構(gòu)串行通信只用一位數(shù)據(jù)線，即使加上幾條通信聯(lián)絡(luò)信號線，也用不了很多電纜線。因此串行通信適合遠距離數(shù)據(jù)傳輸，如大型主機與其遠程終端之間、處于兩地之間的計算機之間采用串行通信就非常經(jīng)濟。串行通信是指一位一位按順序傳送的通信方式，他的突出優(yōu)點是只需一對傳輸線（利用電話線可作為傳輸線），這樣就大大降低了傳送成本，特別適用于遠距離通信；缺點是傳送速度較低。通信在變電站在線監(jiān)測系統(tǒng)中占有非常重要的地位。其內(nèi)容包括變電站現(xiàn)場智能化監(jiān)測裝置與變電站監(jiān)控管理層之間的通信，變電站當(dāng)?shù)嘏c遠方信息管理中心之間的通信。通信模塊和現(xiàn)場智能化監(jiān)測裝置采用模塊化設(shè)計，都是能獨立運行的設(shè)備，彼此間通過現(xiàn)場總線通信線聯(lián)系。這樣一個設(shè)備故障后不會影響其他設(shè)備，系統(tǒng)具有較好的可靠性和可擴展性[7]。Windows現(xiàn)已成為當(dāng)今計算機操作系統(tǒng)的主流,在其平臺下利用Microsoft公司推出的功能強大的C++編程語言,開發(fā)出界面友好、操作簡便的多機串行通信軟件顯得尤為重要。本設(shè)計采用VS2003開發(fā)平臺下的vc++語言作為上位機的通信設(shè)計語言。引入了重疊機制和多線程技術(shù)，提高了通信的效率。溫濕度采集單元數(shù)據(jù)庫軟件遠程計算機中心工控機RS485接口（串口線）SOCKET技術(shù)（網(wǎng)絡(luò)）數(shù)據(jù)庫技術(shù)（ODBC API）圖32 數(shù)據(jù)傳輸鏈路各環(huán)節(jié)通信協(xié)議是對數(shù)據(jù)傳送方式的約定，包括數(shù)據(jù)格式定義和數(shù)據(jù)位定義等。通信雙方必須遵守統(tǒng)一的通信協(xié)議。 波特率選擇和數(shù)據(jù)位定義在變電站中，對溫度、濕度信號的及時性要求并不是很高，數(shù)據(jù)的采集時間間隔一般都是在幾分鐘以上，只要選取適當(dāng)?shù)牟ㄌ芈示湍軌驖M足要求，波特率一旦規(guī)定后，很少去修改波特率。[7]由于協(xié)議中已經(jīng)采用了同余校驗法已經(jīng)對數(shù)據(jù)進行了校驗，所以對于數(shù)據(jù)位中的校驗位可以不要求。本通信軟件采用的波特率是9600bit/s和數(shù)據(jù)位規(guī)定如下：表31 數(shù)據(jù)位格式起始位數(shù)據(jù)位奇偶校驗位停止位08位不要求1．5位但是對于那些對實時性要求比較高的領(lǐng)域，就希望能夠動態(tài)修改波特率。要動態(tài)修改波特率也必須規(guī)定一套協(xié)議，可以這么約定。見表32：表32 下行數(shù)據(jù)位格式（針對修改波特率）起始位B（2字節(jié)）地址位A（1字節(jié)）命令位（2字節(jié)）波特率大?。?字節(jié)）校驗位C（1字節(jié)）當(dāng)下位機收到上行數(shù)據(jù)時，就去判斷命令位，如果命令位代表的是修改波特率命令，則設(shè)置下位機的波特率為后面字段所指定的值。 發(fā)送位規(guī)約上行數(shù)據(jù)（下位機發(fā)給上位機的數(shù)據(jù)）規(guī)定見表33：表33 上行數(shù)據(jù)位格式起始位B（2字節(jié)）地址位A（1字節(jié)）溫度值T（2字節(jié)）濕度值H（2字節(jié)）校驗位C（1字節(jié)）說明如下：起始位：是一固定值，在變電站中通常取0xEB、0x90 。地址位：根據(jù)地址位可以確定對應(yīng)的設(shè)備號。溫度值、濕度值：采用2個字節(jié)，精度可以達到16位。校驗位：用來校驗上行數(shù)據(jù)的正確性。校驗算法（同余法）：C =（A+T+B）MOD 256。校驗過程（同余法）分為以下三個步驟：第一步：先判斷起始位,若不是0xEB、0x90，不接受。 第二步：若是0xEB、0x90，則對接收的數(shù)據(jù)進行同余計算，若計算的值等于校驗位C的值，則接受。第三步：若不等于校驗位C的值，則不接受。 接收位規(guī)約下行數(shù)據(jù)（上位機發(fā)給下位機的數(shù)據(jù)）：表34 下行數(shù)據(jù)位格式起始位B（2字節(jié)）地址位A（1字節(jié)）說明如下：起始位：是一固定值，在變電站中通常取0xD0x09 。地址位：根據(jù)地址位可以確定對應(yīng)的設(shè)備號。工作原理：下位機先判斷起始位，若滿足條件，再根據(jù)地址位啟動相應(yīng)的設(shè)備，進行數(shù)據(jù)采集。 單片機通信軟件設(shè)計國外某公司在宣傳自己的產(chǎn)品時提出“軟件就是儀器”（The Software is the Instrument）。這種說法雖然有些偏頗，但是充分說明了軟件在智能儀器中的地位是非常重要的。系統(tǒng)軟件是系統(tǒng)得一個重要組成部分，沒有系統(tǒng)軟件的支持，系統(tǒng)將癱瘓。本系統(tǒng)軟件的功能主要包括系統(tǒng)的初始化，主程序、A/D轉(zhuǎn)換子程序、串口通信子程序等[8]。系統(tǒng)流程圖:如圖33和圖34。開始串行口初始化置初值開中斷等待中斷串口中斷子程序接收下行數(shù)據(jù)接收3個字節(jié)？取出第1個字節(jié)0XD7？7？后兩個字節(jié)前移恢復(fù)字節(jié)數(shù)取出2第個字節(jié)取出第3個字節(jié)0X09？7？0X43？7？恢復(fù)首地址字節(jié)數(shù)清0中斷返回AD轉(zhuǎn)換子程序圖33 單片機模擬發(fā)送端子程序流程圖開始開INT1中斷送通道數(shù)送地址啟動轉(zhuǎn)換等待中斷INT1中斷子程序保存數(shù)據(jù)通道號加1地址加1啟動轉(zhuǎn)換發(fā)送下行數(shù)據(jù)通道全部打開?中斷返回圖34 A/D轉(zhuǎn)換流程圖 PC機通信軟件設(shè)計采用vs2003平臺下的vc++開發(fā)應(yīng)用程序，可以開發(fā)出高質(zhì)量的串口通信程序，且操作靈活。在VS2003中，串口資源都被虛擬成文件，所有的操作虛擬成對文件的讀寫。這樣給開發(fā)者一個統(tǒng)一的編程界面，簡化了編程接口[9]。 VS2003模擬溫濕度采集單元軟件該軟件用rand()函數(shù)產(chǎn)生隨機數(shù)據(jù)，發(fā)送到上位機中。 上位機軟件與模擬采集單元軟件的串口通信大多數(shù)計算機都只帶有一個可用串口，而串口是不允許共享的。而要實
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