【正文】 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 語音報(bào)警模塊 16 ISD1420語音芯片錄放音電路設(shè)計(jì) 17 錄音、放音簡介 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、顯示電路和語音報(bào)警等模塊。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。 temperature and humidity testing?，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)備通過總線與管理層交換信息。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、過程監(jiān)控層的綜合體現(xiàn)，被稱為工廠底層網(wǎng)絡(luò)。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)?，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)。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。CAN總線是德國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。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。但總體來講，我國溫室產(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。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，而引進(jìn)國外具有多功能的大型連棟溫室控制系統(tǒng)價(jià)格昂貴，不適合國情。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。國內(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)?，F(xiàn)代自動(dòng)控制越來越朝著智能化發(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。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)來說，配置一個(gè)如此高速的處理機(jī)沒有任何必要，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，而又不是很復(fù)雜，不需要大量復(fù)雜運(yùn)算的系統(tǒng)是非常適合的。不同廠家提供了基于不同架構(gòu)平臺(tái)，具備不同功能特點(diǎn)的單片機(jī)，這就使得我們根據(jù)具體設(shè)計(jì)的要求，挑選一款最合適的芯片進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)，在滿足功能要求的同時(shí)最大限度地降低成本。另外，本系統(tǒng)中還應(yīng)用了CAN總線通信協(xié)議，使得通信距離比以前的溫濕度控制系統(tǒng)更遠(yuǎn)、更實(shí)用。，將語音芯片與其它儀表配接，便可制成“會(huì)說話”的智能型儀器儀表。， ISD作為語音輸出， 不但可以給出系統(tǒng)狀態(tài)的故障信息，還可以給出故障部位及性質(zhì)，比原來的數(shù)碼管顯示更加迅速、準(zhǔn)確、豐富，使操縱人員易于緊急處理。所以，ISD系列單片語音器件具有廣泛的應(yīng)用前景。例如在“司機(jī)模擬駕駛器”及“微機(jī)輔助教學(xué)培訓(xùn)裝置”的開發(fā)研制中都是應(yīng)用了ISD語音芯片來作為提示語音，并由于其輸入與輸出信息的高保真特點(diǎn)，還被用來模擬機(jī)車內(nèi)部各種機(jī)器運(yùn)行及故障時(shí)所發(fā)出的相應(yīng)聲音信號(hào)。它采用傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫室實(shí)行綜合自動(dòng)管理，具有各種安全保護(hù)、運(yùn)行監(jiān)控等管理功能，給植物提供舒適、安全的內(nèi)部環(huán)境。同時(shí)時(shí)由于溫濕度設(shè)定的橫糊性和個(gè)體差異性，需要有一種智能化的毆定方法，柬實(shí)現(xiàn)溫濕度沒定值的自動(dòng)匹配。 課題的主要任務(wù) 綜合以前所學(xué)知識(shí)，利用《電路》、《電子技術(shù)》、《單片機(jī)的原理與應(yīng)用》等知識(shí)，然后查閱國內(nèi)外關(guān)于檢測(cè)與傳感技術(shù)以及語音報(bào)警等方面的發(fā)展動(dòng)態(tài)和已有的技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)基于CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的溫室溫濕控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，因此達(dá)到如下要求：，可以使我們了解檢測(cè)與傳感技術(shù)的基本原理和語音報(bào)警系統(tǒng)的使用方法。通過本課題軟件編程能提升我們對(duì)單片機(jī)的編程水平，能夠具有一定的編程技能。、使用，能使我從實(shí)踐層面了解了通信協(xié)議理論知識(shí)的應(yīng)用及作用，為以后更好的學(xué)習(xí)、應(yīng)用單片機(jī)編程打下了基礎(chǔ)。然后根據(jù)課題任務(wù)書的要求設(shè)計(jì)出實(shí)現(xiàn)控制任務(wù)的硬件原理圖和軟件，并進(jìn)行仿真調(diào)試。 應(yīng)用場(chǎng)合：系統(tǒng)可應(yīng)用于溫室、糧食倉儲(chǔ)、紡紗車間、圖書館等環(huán)境監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)和報(bào)警監(jiān)控等。 方案選擇 單片機(jī)選型由要求可知，系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主控制器為單片機(jī)，而單片機(jī)分為很多種，選擇有以下兩種方案。方案二：主控制器選擇51系列單片機(jī)AT89S52，該單片機(jī)有8K字節(jié)Flash ROM，256字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時(shí)器，2個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。 溫濕度傳感器選型方案一：選用DHT11作為溫濕度檢測(cè)模塊。方案二：選用LM35溫度傳感器和HS1101濕度傳感器。1/4℃的準(zhǔn)確率，輸出可為電壓或者電流信號(hào)。HS1101是電容式濕度傳感器，可測(cè)相對(duì)濕度范圍在0%~100%RH，誤差為\+2%RH，可以與555定時(shí)器構(gòu)振