【正文】 ，硬件開銷少，成本低廉，便于總線擴展和 維護等優(yōu)點。這些總線至少需要兩條或兩條以上的信號線。 哈爾濱理工大學遠東學院學士學位論文 9 正 在 進 行 鍵 處 理 ？一 次 啟 動 所 有 測 溫 點 的 溫 度 轉(zhuǎn) 換程 序 開 始初 始 化延 時 2 秒讀 溫 度存 儲 該 溫 度 值是 否 所 有 點 都 讀 完 ？返 回 程 序 入 口是否是 圖 22 主程序流程圖 哈爾濱理工大學遠東學院學士學位論文 10 單總線 目前常用的微機與外設之間進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇锌偩€主要有 I2C總線、SPI 總線和 SCI 總線。下面對分機的各組成部分進行簡單分析。 哈爾濱理工大學遠東學院學士學位論文 8 第 2章 單片機測溫原理 分機的整體設計 溫度測量任務主要由各個分機來完成，分機是整個監(jiān)控系統(tǒng)中功能最復雜的部分，分機的結(jié)構(gòu)框圖如圖 21 表示 無 線 接 收電 路無 線 發(fā) 射電 路4 8 5 通 信 電路 （ 預留 ）看 門 狗電 路通 信 單片 機8 9 C 2 05 1主 單 片 機8 9 C 5 1鍵 盤 電路D S 1 8 B 2 0登 記 端口輸 出 控制 電 路測 溫 擴 展通 道 插 口測 溫 選 擇通 道E 2 P R O M數(shù) 碼 管 顯示 器數(shù)據(jù)選位 圖 21 分機結(jié)構(gòu)框圖 分機主要完成多點溫度的采集、測量線路及測量點的選 擇和數(shù)據(jù)整理等，并 將 測得的數(shù)據(jù) 按 順序存放在分機 SRAM 中。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展和測量技術(shù)的提高。系統(tǒng)的命令和數(shù)據(jù)完整的走向圖見圖 13。分機則利用通信的間隙不斷讀取糧庫中溫度傳感器測量的最新溫度值，從而更新分機 SRAM 中的數(shù)據(jù)，以備主控機讀取 ； 所有的命令和數(shù)據(jù)都經(jīng)過 CRC16 校驗，如果接收方對接收的命令 (數(shù)據(jù) )校驗出錯，則會舍棄此幀數(shù)據(jù)，然后等待下一次接收。第一臺分機的將收到的信號送到分機的通信單片機進行譯碼，譯碼后的命令送給分機 CUP，分機 CUP 解釋命令后，將存儲在分機 SRAM 中的數(shù)據(jù)通過分機通信單片機的編碼依次上傳給主控機。主控機收到命令后，先是將存儲在 RAM 中的最近測量的數(shù)據(jù)依次上傳給 PC 機。其中 n 為分機臺數(shù)， n 取值范圍為 (1～ 64)。整個系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)上可分為三層 :由微型計算機系統(tǒng)構(gòu)成上位機用戶監(jiān)控層， 8031 單片機系統(tǒng)構(gòu)成主控機控制層和分機測量層。隨著糧庫的現(xiàn)代化建設，作為糧庫儲糧自動監(jiān)控系統(tǒng)，將具有很好的應用前景。 綜上所述，糧庫監(jiān)控系統(tǒng)的設計方法雖然不盡相同，但最終目的是安全可靠的運行，這在計算機技術(shù)飛速發(fā)展的今天己經(jīng)變得很容易。用戶軟件功能一般包括數(shù)據(jù)讀取及顯示，報警參數(shù)設置，歷史曲線打印等。系統(tǒng)上位機監(jiān)控軟件也可以采用工控組態(tài)軟件來實現(xiàn)，接口美觀，運行可靠。對于中小型糧庫監(jiān)控系統(tǒng) ， 大都由系統(tǒng)的設計者來完成用戶軟件的設計任務。由于微電子技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在的無線數(shù)傳的發(fā)射電路與接收電路都已實現(xiàn)模塊化，簡化了電路設計，提高了系統(tǒng)的可靠性。好的編碼方式將帶來強的抗干擾性。但是由于無線信號是向空間開放的，因此也很容易受到干擾。無線數(shù)據(jù)傳輸對于在那些布線困難、環(huán) 境惡劣的工業(yè)控制場所，不失是一種行之有效的數(shù)據(jù)傳輸方法。但是 485 總線仍然只 是一種常 規(guī)的通信總線， 它不能夠做總線的自動仲裁，也就是不能夠同時發(fā)送數(shù)據(jù)以避免總線競爭，所以整個系統(tǒng)的通信效率必然較低，數(shù)據(jù)的冗余量較大，對于速度要求高的應用場所不適宜用 485 總線 。 RS485 通信具有帶載能力強，傳輸距離遠 (可達 1200 m)，功耗小，傳輸速率高 (最高達 1Mbps)等特點。監(jiān)控系統(tǒng)要求有一臺 CP 機作為上位機，管理多臺分機和進行數(shù)據(jù)集中顯示與處理，而 RS232 通訊協(xié)議只允許點對點通訊，最大通訊距離 15 米，而且驅(qū)動器只允許有 2500pF 電容負載，通信距離也將受此電容限制。由庫房采集的數(shù)據(jù)在上傳過程中往往易受干擾，干擾源主要有三個方面 :一是現(xiàn)場用電設備產(chǎn)生的電磁干擾 。這之間的數(shù)據(jù)的可靠傳送是糧庫監(jiān)控系統(tǒng)中另一個要解決 的關鍵問題。其它顆粒狀糧食和粉末狀糧食制品均有類似的曲線。通過檢測由糧食阻抗 Z x 決定的油脂導通電流，就可以間接測量出糧食的水分食量。 最近，又出現(xiàn)了一種新的糧食水分含量的測量方式，稱為導電浴盆效應。常見的濕度傳感器，分為電阻式和電容式兩種，產(chǎn)品的基本形式都為在基片涂覆感濕材料形成感濕膜，空氣中的水蒸汽吸附于感濕材料后，組件的阻抗、介質(zhì)常數(shù)發(fā)生很大的變化，從而制成濕敏組件。由于價格、使用環(huán)境等原因，被廣泛使用的是吸附型傳感器。其主要原因是，由于空氣中所含的水蒸氣相對空氣來說是微量的，而且水蒸氣對各種物質(zhì)的影響也是錯綜復雜的。而且由于芯片送出的溫度信號是數(shù)字信號，因此簡化了 A/D 轉(zhuǎn)換，提高了測量效率和精度。每個熱敏電 阻用一對引線引出，引線集中送到糧庫分機的 A/D輸入端，進行集中處理。 一般將多條鋼繩按 2m左右的間距均勻分布于庫內(nèi)，具體數(shù)目和每條鋼繩的長度視糧庫的大小而定。 T 式中 I 為 AD590 輸出電流信號，單位為 μA； T 為絕對溫度，單位為 K；Kt 為轉(zhuǎn)換系數(shù)。 另一種模擬溫度傳感器 AD590 是一種電壓輸入、電流輸出的新型兩端溫度傳感器組件，其 輸出電流與絕對溫度成正比。 PN 結(jié)和熱敏電阻都存在一些問題，需要選用高度模擬開關和 A/D 轉(zhuǎn)換器以提高精度，最后還要編制通道切換， A/D 轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)修正程序。正常工作時必須為恒流偏置，約在 200μA 電流左右。其電參數(shù)分散較大，除精心挑選外，還要在 測量過程中對每一路傳感器輸出信號進補償校正。在糧溫測量中常用的溫度傳感器有熱電偶、熱敏電阻、 PN 等。模擬溫度傳感器又有線性和非線性之分。 溫濕度測量 糧庫監(jiān)控系統(tǒng)中溫濕度測量是主要環(huán)節(jié)。 糧庫監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成大體上可以分為 3 部分 ： 一是溫度參數(shù)的測量轉(zhuǎn)換，二測量數(shù)據(jù)的傳輸，三是數(shù)據(jù)的集中顯示與處理。各糧庫的分機都受主控機控制，每一糧食儲備庫都配備一臺 PC 機，作為主控機，控制糧庫內(nèi)各糧庫的糧情測控。 哈爾濱理工大學遠東學院學士學位論文 2 糧庫控制系統(tǒng)的構(gòu)成 一般的來說，自動控制系統(tǒng)可以由兩種方式實現(xiàn)。采用現(xiàn)總線技術(shù)的糧庫自動化系統(tǒng)也己實現(xiàn)。 由于微處理器芯片和網(wǎng)絡通信技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)場總線技術(shù)成為自動化領域技發(fā)展的熱點之一，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng) 成為繼電 式氣動儀表控制系統(tǒng)、電動單組合式模擬儀表控制系統(tǒng)、集中式數(shù)字控制系統(tǒng)、集散控制系統(tǒng) DCS后的新控制系統(tǒng)。前一種方式多數(shù)采用由撥動手開關逐點查看糧溫的方法，有些也采用自動巡檢方式并配備小型打印機記錄糧數(shù)據(jù)。 糧庫控制技術(shù)的發(fā)展歷程 原來的糧庫糧食檢測采取對各 糧 庫糧食分區(qū)取樣的人工方法，工作量大 可靠差。 糧庫儲糧特性 對糧庫糧食安全儲藏的主要參數(shù)是糧庫的溫度和濕度，這兩者之間又是互相聯(lián)的。據(jù)有關資料統(tǒng)計，目前，我國各個地方及墾區(qū)的各種大型糧庫都還存在 不同 程 度的糧食儲存變質(zhì)問題。 根據(jù)國家糧食保護法規(guī)， 必須定期抽樣檢查糧庫各點的糧食溫度，以便及時采取相應的措施，防止糧食的變質(zhì)。 關鍵詞 單片機 ； 編譯碼 ； CRC 校驗 ； 單總線 哈爾濱理工大學遠東學院學士學位論文 II DS18B20 the grainbased temperature control system design Abstract What we are designing is a monitorandcontrol system for the gain depot. The task of the design is to monitor and control each store room. SO that we can ensure that the gain stocked. Dare in the safe condition. The monitorandcontrol system uses 51SCM as the core and forms temperature control system. A 51SCM is responsible for monitoring and controlling the temperature of a gain depot. There are two wayslineate munication and wireless munication to transfer the message between the extension and maincontrol engine. The lineate munication adopts the way of 485 Bus GSM and wireless broadcasting station are two ways for wireless munication， and the wireless munication can cheek and coding the sending message to advance the dependability of data sending. The line ate munication have the virtue of reliable and fast, but with the shorting of high cost. Wireless munication can avoid the defect of waste of distance laying line and high cost. The workcontrol engine read the managed data through 232 serial implement directly and show by mass graph. We have finished the design of software and hardware of the whole system， and bring forward a kind of temperature control system which can be used for pintsized and mediumsized gain depot. Keywords Singlechip microputer wireless data Transfer； Coding； CRC 哈爾濱理工大學遠東學院學士學位論文 III verify； Single bus. 哈爾濱理工大學遠東學院學士學位論文 IV 目錄 摘要 .......................................................................................................................I Abstract ............................................................................................................... II 第 1 章 緒論 ........................................................................................................ 1 糧庫儲糧特性 ........................................................................................... 1 糧庫控制技術(shù)的發(fā)展歷程 ....................................................................... 1 糧庫控制系統(tǒng)的構(gòu)成 ............................................................................... 2 溫濕度測量 ........................................................................................ 2 測 量數(shù)據(jù)的傳輸 ................................................................................ 4 數(shù)據(jù)的集中顯示與處理 .................................................................... 4 微機控制的糧庫監(jiān)控系統(tǒng)概況