【正文】 者于康復(fù)過(guò)程中可能會(huì)頭昏眼花、喪失記憶或引起視覺(jué)及神經(jīng)上的障礙，嚴(yán)重者會(huì)導(dǎo)致腦部受損甚至發(fā)生死亡。其中由于一氧化碳泄漏中毒死亡尤為嚴(yán)重。目前家用煤氣，液化器、天然氣作為氣體燃料，已深入人民的生活之中。 室內(nèi)煤氣泄漏監(jiān)控系統(tǒng)概述在社會(huì)信息化進(jìn)程日益發(fā)展的今天，信息技術(shù)應(yīng)用己滲透到人類(lèi)生存、活動(dòng)的各個(gè)領(lǐng)域。與計(jì)算機(jī)集中控制系統(tǒng)比較，它具有操作監(jiān)督方便、危險(xiǎn)分散、功能分散等優(yōu)點(diǎn)。集散控制系統(tǒng)因其一些優(yōu)良特性而被廣泛應(yīng)用，成為過(guò)程控制的主流。采用局部網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）的開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)（OSI）參考模型，克服了第二代集散控制系統(tǒng)在應(yīng)用過(guò)程中因難于互聯(lián)多種不同標(biāo)準(zhǔn)而形成的“自動(dòng)化孤島”。同第一代相比，一個(gè)顯著變化是：數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)由主從式的星型網(wǎng)絡(luò)通信轉(zhuǎn)變?yōu)樾矢叩膶?duì)等式總線網(wǎng)絡(luò)通信或環(huán)型網(wǎng)絡(luò)通信。操作人員、管理人員集中操作和管理裝置通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分散過(guò)程控制裝置工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程 集散測(cè)控系統(tǒng)組成集散控制系統(tǒng)大體可分為三個(gè)發(fā)展階段：（1）第一階段（1975年1980年）：微處理器的發(fā)展導(dǎo)致第一代集散控制系統(tǒng)的產(chǎn)生，系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)分散控制為主。通信系統(tǒng)常采用總線型、環(huán)型等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，不同的裝置有不同的要求。（3）通信系統(tǒng)：集散控制系統(tǒng)要達(dá)到分散控制和集中操作管理的目的，就需要使下一層信息向上一層集中，上一層指令向下一層傳送，級(jí)與級(jí)或?qū)优c層進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，這都靠計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)（即通信系統(tǒng)）來(lái)完成。（2）操作站：操作站由操作管理裝置，如由操作臺(tái)、管理機(jī)和外部設(shè)備（如打印機(jī)、拷貝機(jī)）等組成，是操作人員與集散控制系統(tǒng)之間的界面，相當(dāng)于車(chē)間操作管理級(jí)和全廠優(yōu)化及調(diào)度管理級(jí)，實(shí)現(xiàn)人機(jī)接口。集散控制系統(tǒng)由過(guò)程控制站、操作站和通信系統(tǒng)三部分組成。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，系統(tǒng)的開(kāi)放性不僅能使不同制造廠商的集散控制系統(tǒng)產(chǎn)品互聯(lián)，方便地進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，而且也使得第三方的軟件可以方便地在現(xiàn)有的集散控制系統(tǒng)上應(yīng)用。目前，集散控制系統(tǒng)已在工業(yè)控制領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，越來(lái)越多的儀表和控制工程師已經(jīng)認(rèn)識(shí)到集散控制系統(tǒng)必將成為過(guò)程工業(yè)自動(dòng)控制的主流?；谝陨媳尘埃菊n題主要以煤氣泄漏監(jiān)控系統(tǒng)為例研究了PC機(jī)與多臺(tái)單片機(jī)所構(gòu)成的小型集散控制系統(tǒng)是如何進(jìn)行通信的。同時(shí)，windows環(huán)境下后臺(tái)計(jì)算機(jī)在數(shù)據(jù)庫(kù)管理上具有明顯的優(yōu)勢(shì)。蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）煤氣泄漏報(bào)警系統(tǒng)監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)目 錄摘要 IABSTRACT II目錄 I1 緒論 1 課題背景 1 集散測(cè)控系統(tǒng) 1 室內(nèi)煤氣泄漏監(jiān)控系統(tǒng) 3 課題主要任務(wù) 42 串行通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 5 串行通信簡(jiǎn)介 5 串行通信的基本概念 5 串行通信的方式 6 串行通信總線標(biāo)準(zhǔn)選擇 8 RS232和RS485總線標(biāo)準(zhǔn)接口簡(jiǎn)介 8 11 串行通信協(xié)議的制定 13 通信協(xié)議的概念 13 通信協(xié)議的內(nèi)容 13 通信協(xié)議的制定 14 14 MSComm控件 15 MSComm控件處理通信的方式 15 MSComm控件的引用 16 MSComm控件常用屬性 17 MSComm控件通信步驟 19 Timer控件 203 監(jiān)控信息存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì) 21 數(shù)據(jù)庫(kù)的建立 21 21 MSFlexGrid控件 22 DataGrid控件 24 Data控件 25 ADO控件 28 MSFlexGrid控件和Data控件的綁定 30 DataGrid控件和ADO控件的綁定 324 可視化界面設(shè)計(jì) 34 軟件操作流程圖 34 歡迎界面設(shè)計(jì) 34 用戶操作界面設(shè)計(jì) 35 權(quán)限界面設(shè)計(jì) 38 管理界面設(shè)計(jì) 39 實(shí)時(shí)監(jiān)控界面設(shè)計(jì) 395 監(jiān)控系統(tǒng)的通信模擬實(shí)驗(yàn) 44致謝 47參考文獻(xiàn) 48附錄1附錄2II1 緒論 課題背景隨著單片機(jī)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在測(cè)控領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，由PC機(jī)和多臺(tái)單片機(jī)構(gòu)成的多機(jī)網(wǎng)絡(luò)測(cè)控系統(tǒng)已成為單片機(jī)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)方向。它不僅體現(xiàn)了單片機(jī)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集時(shí)的快速性和靈活性，而且充分利用了PC機(jī)豐富的軟硬件資源來(lái)實(shí)現(xiàn)友好的人機(jī)界面。二者結(jié)合，使得單片機(jī)的應(yīng)用已不僅僅局限于傳統(tǒng)意義上的自動(dòng)監(jiān)測(cè)或控制，而形成了向以網(wǎng)絡(luò)為核心的分布式多點(diǎn)系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)。 集散控制系統(tǒng)集散控制系統(tǒng)又稱(chēng)多級(jí)計(jì)算機(jī)分布控制系統(tǒng)和分布式控制系統(tǒng)，它是以微處理器為基礎(chǔ)的集中分散型控制系統(tǒng)，根據(jù)分級(jí)設(shè)計(jì)的基本思想，實(shí)現(xiàn)功能上分離，位置上分散，以達(dá)到“分散控制為主，集中管理為輔”的控制目的。在計(jì)算機(jī)集成制造系CIMS（Computer Integrated Manufacturing System）或計(jì)算機(jī)集成作業(yè)系統(tǒng)CIPS（Computer Integrated Production System）中，集散控制系統(tǒng)將成為主角，發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。目前，我國(guó)已引進(jìn)不同型號(hào)集散控制系統(tǒng)的數(shù)量多達(dá)幾百套，同時(shí)也有自行研發(fā)的DCS系統(tǒng)，應(yīng)用領(lǐng)域遍及石化、輕化、冶金、建材、紡織、制藥等各行各業(yè)[1]。（1）過(guò)程控制站：過(guò)程控制站由分散過(guò)程控制裝置組成，是集散控制系統(tǒng)與生產(chǎn)過(guò)程之間的界面，它的主要功能是分散的過(guò)程控制，生產(chǎn)過(guò)程的各種過(guò)程變量通過(guò)分散過(guò)程控制裝置轉(zhuǎn)化為操作監(jiān)視的數(shù)據(jù)，而操作的各種信息也通過(guò)分散過(guò)程控制裝置送到執(zhí)行機(jī)構(gòu)。它的主要功能是集中各分散過(guò)程控制裝置送來(lái)的信息，通過(guò)監(jiān)視和操作，把操作和命令下送給各分散控制裝置。通信系統(tǒng)是過(guò)程控制站與操作站之間完成數(shù)據(jù)傳遞和交換的橋梁，是集散控制系統(tǒng)的中樞。（2）第二階段（1980年1985年）：局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展導(dǎo)致以全系統(tǒng)信息管理為主的第二代集散控制系統(tǒng)的產(chǎn)生。（3）第三階段（1985年以后）：開(kāi)放系統(tǒng)的發(fā)展使集散控制系統(tǒng)進(jìn)入了第三代。通信管理和控制軟件變得更加豐富和完善。與常規(guī)模擬儀表相比，它具有連接方便，采用軟連接方法進(jìn)行連接，容易改變；顯示方式靈活，顯示內(nèi)容多樣；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量大等優(yōu)點(diǎn)。它始終圍繞著功能結(jié)構(gòu)靈活的分散性和安全運(yùn)行維護(hù)的可靠性，緊跟時(shí)代的發(fā)展成為前沿技術(shù)[1]。人們對(duì)生活環(huán)境、工作場(chǎng)所的要求不僅僅是一個(gè)遮風(fēng)避雨的地方，而是要達(dá)到舒適健康、安全可靠、高效便利。氣體燃料的應(yīng)用和普及，隨之而來(lái)的是由于使用不當(dāng)和設(shè)備老化等問(wèn)題所導(dǎo)致的燃?xì)庑孤┍ɑ蛑卸臼鹿蕰r(shí)有發(fā)生。眾所周知，由于CO與血液中的血紅素的結(jié)合能力是氧的240倍，因此當(dāng)它進(jìn)入人體血液循環(huán)系統(tǒng)后，就會(huì)大量取代氧而與血紅素結(jié)合，抑制血液中氧氣的釋放，從而導(dǎo)致發(fā)生頭痛、耳鳴、嘔吐、血壓降低等不同程度的癥狀發(fā)生。為了預(yù)防一氧化碳的泄漏，人們采用了各種措施。一般都是應(yīng)用高靈敏度的氣敏元件作為氣電轉(zhuǎn)換元件，并配以電路和聲光報(bào)警部分組成。如果將煤氣報(bào)警器通過(guò)RS485總線與PC機(jī)連接起來(lái)，借助本課題所設(shè)計(jì)的室內(nèi)煤氣泄漏監(jiān)控系統(tǒng)就可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)報(bào)警監(jiān)控，及時(shí)提醒用戶，防止煤氣中毒或爆炸。以下是本人了解到的一些一氧化碳報(bào)警器。上位機(jī)多采用PC機(jī)，用于過(guò)程控制、計(jì)算或數(shù)據(jù)處理；下位機(jī)多采用單片機(jī)，用來(lái)完成實(shí)時(shí)控制及現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集等。本課題中，通信軟件程序編寫(xiě)，實(shí)現(xiàn)與多個(gè)以單片機(jī)為核心處理器的一氧化碳報(bào)警器的串行通信，以便達(dá)到室內(nèi)煤氣泄漏的實(shí)時(shí)監(jiān)控。（2）了解小型測(cè)控系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。（4）根據(jù)制定好的串行通信協(xié)議開(kāi)始設(shè)計(jì)串行通信軟件，編寫(xiě)通信流程圖，根據(jù)流程圖，編寫(xiě)主程序、發(fā)送子程序和接收子程序及其它子程序。（6）完成5000字符與畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)的英文資料翻譯。2 串行通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化和微機(jī)分級(jí)分布式應(yīng)用系統(tǒng)的發(fā)展，通信的功能也越來(lái)越重要。 串行通信簡(jiǎn)介 串行通信的基本概念在通信領(lǐng)域內(nèi)，有兩種數(shù)據(jù)通信方式：并行通信和串行通信。 并行通信與串行通信示意圖接收端發(fā)送端接收端（b）串行通信發(fā)送端（a）并行通信數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) （b）串行通信所謂并行通信，是在一些聯(lián)絡(luò)信號(hào)的控制下，一次將8位或16位或32位數(shù)據(jù)同時(shí)傳送完畢。但是當(dāng)要傳輸?shù)木嚯x比較遠(yuǎn)時(shí)，一般不能使用并行通信，其原因基于以下兩點(diǎn)：一是通信線路費(fèi)用昂貴；二是由于眾多的連線間極易引入干擾，又容易發(fā)生線路故障，使整個(gè)系統(tǒng)的可靠性變得十分脆弱。最簡(jiǎn)單的信息傳送方式，應(yīng)該就是用一條信號(hào)線路來(lái)傳送電壓的變化而達(dá)到傳送信息的目的。 串行通信的方式由于信息在一個(gè)方向上傳輸只占用一根傳輸線，而這根線上既傳送數(shù)據(jù)，又傳送聯(lián)絡(luò)信號(hào)，因?yàn)榇藶閰^(qū)分這根線傳送的信息流中，哪一部分是聯(lián)絡(luò)信號(hào)，哪一部分是數(shù)據(jù)，就必須引出串行通信的一系列約定。（1）異步通信 異步方式通信ASYNC（Asynchronous Data Communication），又稱(chēng)起止式異步通信，是計(jì)算機(jī)通信中最常用的數(shù)據(jù)信息傳輸方式。收、發(fā)雙方取得同步的方法是采用在字符格式中設(shè)置的起始位和停止位。b）數(shù)據(jù)位為58位，它緊跟在起始位之后，是被傳送字符的有效數(shù)據(jù)位。數(shù)據(jù)位究竟是幾位，可由硬件或軟件來(lái)設(shè)定。d）停止位：停止位為1位、可由軟件設(shè)定。e）空閑位：空閑位表示線路處于空閑狀態(tài)，此時(shí)線路上為邏輯“1”電平。（2）同步通信 一幀信息01111110 A C I FC 01111110開(kāi)始標(biāo)志 地址位 控制位 數(shù)據(jù)位（0n位）16位CBC校驗(yàn)碼 結(jié)束標(biāo)志 同步通信一幀數(shù)據(jù)格式同步通信是一種連續(xù)串行傳送數(shù)據(jù)的通信方式，一次通信只傳送一幀信息。它們均由同步字符、數(shù)據(jù)字符和校驗(yàn)字符（CRC）組成。數(shù)據(jù)字符在同步字符之后，個(gè)數(shù)沒(méi)有限制，由所需傳輸?shù)臄?shù)據(jù)塊長(zhǎng)度來(lái)決定；校驗(yàn)字符有1到2個(gè)，用于接收端對(duì)接收到的字符序列進(jìn)行正確性的校驗(yàn)。 面向字符型的數(shù)據(jù)格式又有單同步、雙同步、外同步之分。同步傳送，接收和發(fā)送時(shí)鐘對(duì)于收、發(fā)雙方之間的數(shù)據(jù)傳送達(dá)到同步是至關(guān)重要的。 （3）串行通信的傳送方向 串行通信在兩個(gè)站（或設(shè)備）之間傳送，有單工、半雙工、全雙工三種形式。AB 單工形式b）半雙工：交替地進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳送，但兩個(gè)設(shè)備之間只有一根傳輸線，因此兩個(gè)方向的數(shù)據(jù)傳送不能同時(shí)進(jìn)行。 發(fā)送器接收器發(fā)送器接收器 串行通信總線標(biāo)準(zhǔn)選擇EIA23EIA422與EIA485標(biāo)準(zhǔn)等串行通信技術(shù)應(yīng)用很廣，如錄像機(jī)、計(jì)算機(jī)以及許多工業(yè)控制設(shè)備上都配備有EIA232串行通信接口。在異步串行通信中應(yīng)用最廣的標(biāo)準(zhǔn)總線，它包括了按位傳輸?shù)碾娖骱蜋C(jī)械方面的規(guī)定，適合于短距離或帶調(diào)制解調(diào)器的通信場(chǎng)合，最大的傳輸速率為20Kb/s，最大傳輸距離為15m[3]。由于 RS232C 并未定義連接器的物理特性，因此，出現(xiàn)了 DB2DB15 和 DB9各種類(lèi)型的連接器，其引腳的定義也各不相同。 DB9串口在 AT 機(jī)及以后，不支持 20mA 電流環(huán)接口，使用 DB9 連接器，作為提供多功能 I/O 卡或主板上 COM1 和 COM2 兩個(gè)串行接口的連接器。9針RS232串口（DB9）引腳簡(jiǎn)寫(xiě)功能說(shuō)明1CD載波偵測(cè)（Carrier Detect）2RXD接收數(shù)據(jù)（Receive）3TXD發(fā)送數(shù)據(jù)（Transmit）4DTR數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備（Data Terminal Ready）5GND地線（Ground）6DSR數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好（Data Set Ready）7RTS請(qǐng)求發(fā)送（Request To Send）8CTS清除發(fā)送（Clear To Send）9RI振鈴指示（Ring Indicator）RS232C標(biāo)準(zhǔn)（協(xié)議）的全稱(chēng)是EIARS232C標(biāo)準(zhǔn)，其中EIA(Electronic Industry Association)代表美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)，RS（Remended Standard）代表推薦標(biāo)準(zhǔn)，232是標(biāo)識(shí)號(hào)，C代表RS232的最新一次修改（1969），在這之前，有RS232B、RS232A。RS232C對(duì)電器特性、邏輯電平和各種信號(hào)線功能都作了規(guī)定。（2）在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制線上：信號(hào)有效（接通，ON狀態(tài)，正電壓）＝+3V～+15V，信號(hào)無(wú)效（斷開(kāi)，OFF狀態(tài)，負(fù)電壓)=3V～15V。因此，為了能夠同計(jì)算機(jī)接口或終端的TTL器件連接，必須在RS232C與TTL電路之間進(jìn)行電平和邏輯關(guān)系的變換。目前較為廣泛地使用集成電路轉(zhuǎn)換器件，如MC148SN75150芯片可完成TTL電平到EIA電平的轉(zhuǎn)換，而MC148SN75154可實(shí)現(xiàn)EIA電平到TTL電平的轉(zhuǎn)換。電子工業(yè)協(xié)會(huì)（EIA）于1983 年制訂并發(fā)布RS485 標(biāo)準(zhǔn)，并經(jīng)通訊工業(yè)協(xié)會(huì)（TIA），修訂后命名為T(mén)IA/EIA485A，習(xí)慣地稱(chēng)之為RS485標(biāo)準(zhǔn)。這種通信接口允許在簡(jiǎn)單的一對(duì)雙絞線上進(jìn)行多點(diǎn)雙向通信，它所具有的噪聲抑制能力、數(shù)據(jù)傳輸速率、電纜長(zhǎng)度及可靠性是其他標(biāo)準(zhǔn)無(wú)法比擬的。例如：汽車(chē)電子、電信設(shè)備局域網(wǎng)、智能樓宇等都經(jīng)?？梢砸?jiàn)到具有RS485 接口電路的設(shè)備。但是基于在RS485 總線上任一時(shí)刻只能存在一個(gè)主機(jī)的特點(diǎn)，它往往應(yīng)用在集中控制樞紐與分散控制單元之間。最大驅(qū)動(dòng)輸出電壓范圍177。200mV接收器最小輸入阻抗12k接收器輸入電壓范圍7V～+12V接收器輸出邏輯高200mV接收器輸出邏輯低200mV目前最通用