【正文】 者于康復(fù)過程中可能會頭昏眼花、喪失記憶或引起視覺及神經(jīng)上的障礙，嚴重者會導(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)概述在社會信息化進程日益發(fā)展的今天，信息技術(shù)應(yīng)用己滲透到人類生存、活動的各個領(lǐng)域。與計算機集中控制系統(tǒng)比較，它具有操作監(jiān)督方便、危險分散、功能分散等優(yōu)點。集散控制系統(tǒng)因其一些優(yōu)良特性而被廣泛應(yīng)用，成為過程控制的主流。采用局部網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和國際標準化組織（ISO）的開放系統(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)用過程中因難于互聯(lián)多種不同標準而形成的“自動化孤島”。同第一代相比，一個顯著變化是：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Φ仁娇偩€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)分散過程控制裝置工業(yè)生產(chǎn)過程 集散測控系統(tǒng)組成集散控制系統(tǒng)大體可分為三個發(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)以實現(xiàn)分散控制為主。通信系統(tǒng)常采用總線型、環(huán)型等計算機網(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，級與級或?qū)优c層進行數(shù)據(jù)交換，這都靠計算機通信網(wǎng)絡(luò)（即通信系統(tǒng)）來完成。（2）操作站：操作站由操作管理裝置，如由操作臺、管理機和外部設(shè)備（如打印機、拷貝機）等組成，是操作人員與集散控制系統(tǒng)之間的界面，相當于車間操作管理級和全廠優(yōu)化及調(diào)度管理級，實現(xiàn)人機接口。集散控制系統(tǒng)由過程控制站、操作站和通信系統(tǒng)三部分組成。隨著計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，系統(tǒng)的開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，越來越多的儀表和控制工程師已經(jīng)認識到集散控制系統(tǒng)必將成為過程工業(yè)自動控制的主流?；谝陨媳尘?，本課題主要以煤氣泄漏監(jiān)控系統(tǒng)為例研究了PC機與多臺單片機所構(gòu)成的小型集散控制系統(tǒng)是如何進行通信的。同時，windows環(huán)境下后臺計算機在數(shù)據(jù)庫管理上具有明顯的優(yōu)勢。蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設(shè)計（論文）煤氣泄漏報警系統(tǒng)監(jiān)控軟件設(shè)計畢業(yè)設(shè)計目 錄摘要 IABSTRACT II目錄 I1 緒論 1 課題背景 1 集散測控系統(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)計與實現(xiàn) 5 串行通信簡介 5 串行通信的基本概念 5 串行通信的方式 6 串行通信總線標準選擇 8 RS232和RS485總線標準接口簡介 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)控信息存儲數(shù)據(jù)庫的設(shè)計 21 數(shù)據(jù)庫的建立 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 34 軟件操作流程圖 34 歡迎界面設(shè)計 34 用戶操作界面設(shè)計 35 權(quán)限界面設(shè)計 38 管理界面設(shè)計 39 實時監(jiān)控界面設(shè)計 395 監(jiān)控系統(tǒng)的通信模擬實驗 44致謝 47參考文獻 48附錄1附錄2II1 緒論 課題背景隨著單片機和計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在測控領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，由PC機和多臺單片機構(gòu)成的多機網(wǎng)絡(luò)測控系統(tǒng)已成為單片機技術(shù)發(fā)展的一個方向。它不僅體現(xiàn)了單片機現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)采集時的快速性和靈活性，而且充分利用了PC機豐富的軟硬件資源來實現(xiàn)友好的人機界面。二者結(jié)合，使得單片機的應(yīng)用已不僅僅局限于傳統(tǒng)意義上的自動監(jiān)測或控制，而形成了向以網(wǎng)絡(luò)為核心的分布式多點系統(tǒng)發(fā)展的趨勢。 集散控制系統(tǒng)集散控制系統(tǒng)又稱多級計算機分布控制系統(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)分級設(shè)計的基本思想，實現(xiàn)功能上分離，位置上分散，以達到“分散控制為主，集中管理為輔”的控制目的。在計算機集成制造系CIMS（Computer Integrated Manufacturing System）或計算機集成作業(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。目前，我國已引進不同型號集散控制系統(tǒng)的數(shù)量多達幾百套，同時也有自行研發(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）過程控制站：過程控制站由分散過程控制裝置組成，是集散控制系統(tǒng)與生產(chǎn)過程之間的界面，它的主要功能是分散的過程控制，生產(chǎn)過程的各種過程變量通過分散過程控制裝置轉(zhuǎn)化為操作監(jiān)視的數(shù)據(jù)，而操作的各種信息也通過分散過程控制裝置送到執(zhí)行機構(gòu)。它的主要功能是集中各分散過程控制裝置送來的信息，通過監(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）：開放系統(tǒng)的發(fā)展使集散控制系統(tǒng)進入了第三代。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)存儲量大等優(yōu)點。它始終圍繞著功能結(jié)構(gòu)靈活的分散性和安全運行維護的可靠性，緊跟時代的發(fā)展成為前沿技術(shù)[1]。人們對生活環(huán)境、工作場所的要求不僅僅是一個遮風避雨的地方，而是要達到舒適健康、安全可靠、高效便利。氣體燃料的應(yīng)用和普及，隨之而來的是由于使用不當和設(shè)備老化等問題所導(dǎo)致的燃氣泄漏爆炸或中毒事故時有發(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，因此當它進入人體血液循環(huán)系統(tǒng)后，就會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警部分組成。如果將煤氣報警器通過RS485總線與PC機連接起來，借助本課題所設(shè)計的室內(nèi)煤氣泄漏監(jiān)控系統(tǒng)就可以實現(xiàn)實時報警監(jiān)控，及時提醒用戶，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警器。上位機多采用PC機，用于過程控制、計算或數(shù)據(jù)處理；下位機多采用單片機，用來完成實時控制及現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集等。本課題中，通信軟件程序編寫，實現(xiàn)與多個以單片機為核心處理器的一氧化碳報警器的串行通信，以便達到室內(nèi)煤氣泄漏的實時監(jiān)控。（2）了解小型測控系統(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)議開始設(shè)計串行通信軟件，編寫通信流程圖，根據(jù)流程圖，編寫主程序、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)計相關(guān)的英文資料翻譯。2 串行通信系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)隨著計算機網(wǎng)絡(luò)化和微機分級分布式應(yīng)用系統(tǒng)的發(fā)展，通信的功能也越來越重要。 串行通信簡介 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)信號的控制下，一次將8位或16位或32位數(shù)據(jù)同時傳送完畢。但是當要傳輸?shù)木嚯x比較遠時，一般不能使用并行通信，其原因基于以下兩點：一是通信線路費用昂貴；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，使整個系統(tǒng)的可靠性變得十分脆弱。最簡單的信息傳送方式，應(yīng)該就是用一條信號線路來傳送電壓的變化而達到傳送信息的目的。 串行通信的方式由于信息在一個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，因為此為區(qū)分這根線傳送的信息流中，哪一部分是聯(lián)絡(luò)信號，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），又稱起止式異步通信，是計算機通信中最常用的數(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開始標志 地址位 控制位 數(shù)據(jù)位（0n位）16位CBC校驗碼 結(jié)束標志 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)字符和校驗字符（CRC）組成。數(shù)據(jù)字符在同步字符之后，個數(shù)沒有限制，由所需傳輸?shù)臄?shù)據(jù)塊長度來決定；校驗字符有1到2個，用于接收端對接收到的字符序列進行正確性的校驗。 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)送時鐘對于收、發(fā)雙方之間的數(shù)據(jù)傳送達到同步是至關(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：交替地進行雙向數(shù)據(jù)傳送，但兩個設(shè)備之間只有一根傳輸線，因此兩個方向的數(shù)據(jù)傳送不能同時進行。 發(fā)送器接收器發(fā)送器接收器 串行通信總線標準選擇EIA23EIA422與EIA485標準等串行通信技術(shù)應(yīng)用很廣，如錄像機、計算機以及許多工業(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)用最廣的標準總線，它包括了按位傳輸?shù)碾娖骱蜋C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各種類型的連接器，其引腳的定義也各不相同。 DB9串口在 AT 機及以后，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 兩個串行接口的連接器。9針RS232串口（DB9）引腳簡寫功能說明1CD載波偵測（Carrier Detect）2RXD接收數(shù)據(jù)（Receive）3TXD發(fā)送數(shù)據(jù)（Transmit）4DTR數(shù)據(jù)終端準備（Data Terminal Ready）5GND地線（Ground）6DSR數(shù)據(jù)準備好（Data Set Ready）7RTS請求發(fā)送（Request To Send）8CTS清除發(fā)送（Clear To Send）9RI振鈴指示（Ring Indicator）RS232C標準（協(xié)議）的全稱是EIARS232C標準，其中EIA(Electronic Industry Association)代表美國電子工業(yè)協(xié)會，RS（Remended Standard）代表推薦標準，232是標識號，C代表RS232的最新一次修改（1969），在這之前，有RS232B、RS232A。RS232C對電器特性、邏輯電平和各種信號線功能都作了規(guī)定。（2）在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制線上：信號有效（接通，ON狀態(tài)，正電壓）＝+3V～+15V，信號無效（斷開，OFF狀態(tài)，負電壓)=3V～15V。因此，為了能夠同計算機接口或終端的TTL器件連接，必須在RS232C與TTL電路之間進行電平和邏輯關(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可實現(xiàn)EIA電平到TTL電平的轉(zhuǎn)換。電子工業(yè)協(xié)會（EIA）于1983 年制訂并發(fā)布RS485 標準，并經(jīng)通訊工業(yè)協(xié)會（TIA），修訂后命名為TIA/EIA485A，習慣地稱之為RS485標準。這種通信接口允許在簡單的一對雙絞線上進行多點雙向通信，它所具有的噪聲抑制能力、數(shù)據(jù)傳輸速率、電纜長度及可靠性是其他標準無法比擬的。例如：汽車電子、電信設(shè)備局域網(wǎng)、智能樓宇等都經(jīng)?？梢砸姷骄哂蠷S485 接口電路的設(shè)備。但是基于在RS485 總線上任一時刻只能存在一個主機的特點，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