【正文】 和服務(wù)程序,如操作指導(dǎo)、統(tǒng)計(jì)分析等、實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)或即時(shí)打印或通信[9]。過程對(duì)象需檢測(cè)的參數(shù)經(jīng)轉(zhuǎn)換元件轉(zhuǎn)換成可測(cè)數(shù)字信號(hào)，再經(jīng)轉(zhuǎn)換器變換成單片機(jī)、計(jì)算機(jī)能處理的信號(hào)，再送入系統(tǒng)的I/O模塊，I/O模塊也可設(shè)計(jì)成直接接收現(xiàn)場(chǎng)來的電壓、電流、電阻或脈沖信號(hào)，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)由中央處理器處理。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DataAcquisitionSysteln)簡稱DAS系統(tǒng),是對(duì)工業(yè)過程數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算、顯示、儲(chǔ)存及各種控制的裝置?？刹杉}沖或電壓、電流、溫度等信號(hào),即采集現(xiàn)場(chǎng)各種儀表數(shù)據(jù)信號(hào)，送給單片機(jī)的處理。 論文的目標(biāo)是設(shè)計(jì)一個(gè)當(dāng)前在國內(nèi)的實(shí)際狀況下通用、開放的系統(tǒng)，因此采用了通用的標(biāo)準(zhǔn)去設(shè)計(jì)方案。遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集技術(shù)在國內(nèi)外應(yīng)用普遍,研究成果很多,數(shù)據(jù)采集形式和技術(shù)各異，所達(dá)到的目標(biāo)和要求也不同[6]。目前國內(nèi)外采用的數(shù)據(jù)采集方案和運(yùn)行方式多種多樣，其所達(dá)到的目的和要求也不同。它結(jié)合了計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信和自動(dòng)化管理等現(xiàn)代化技術(shù)，并不斷融合更多更新的通信技術(shù)[3，4]。而隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)越來越趨向數(shù)字化、智能化、遠(yuǎn)距離方向發(fā)展。由此可見，對(duì)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的采集和控制方面的研究是非常有必要的。在這些環(huán)境中，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)有著其巨大優(yōu)勢(shì)。與此同時(shí)，將計(jì)算得到的數(shù)據(jù)按要求進(jìn)行顯示并判斷作出決定，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)某些物理量的監(jiān)視控制。 data acquisition and controlii目 錄1 緒 論 1 研究的背景與意義 1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2 本文主要工作內(nèi)容 3 系統(tǒng)分析 4 4 設(shè)計(jì)方案論證 4 總體設(shè)計(jì) 6 本文章節(jié)安排 7 RS232/422/485 標(biāo)準(zhǔn) 8 RS232 標(biāo)準(zhǔn) 9 RS422/485 標(biāo)準(zhǔn) 9 RS485 通訊協(xié)議 12 ModBus 協(xié)議(RTU 模式) 12 多功能電能表通訊規(guī)約(DL/T6451997) 15 RS485 應(yīng)用要點(diǎn) 16 本章小結(jié) 163 基于RS485通信遠(yuǎn)程采集與控制器的硬件設(shè)計(jì) 17 硬件系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 17 單片機(jī)應(yīng)用電路 18 電源模塊電路 20 主從機(jī)RS485接口電路設(shè)計(jì) 21 繼電器控制電路 24 2路DA轉(zhuǎn)換電路 25 TLC5615簡介 25 TLC5615功能框圖 25 TLC5615引腳功能 26 TLC5615推薦工作條件 26 TLC5615的時(shí)序 27 TLC5615的兩種工作方式 27 DA電路 28 3路AD轉(zhuǎn)換電路 28 本章小結(jié) 294 基于RS485通信遠(yuǎn)程采集與控制器的軟件設(shè)計(jì) 30 通信協(xié)議的設(shè)計(jì) 30 主程序流程 32 主機(jī)主程序流程 32 從機(jī)主程序流程 36 41 主機(jī)系統(tǒng)初始化 41 從機(jī)系統(tǒng)初始化 43 RS485總線的程序設(shè)計(jì) 45 繼電器控制程序的設(shè)計(jì) 46 2路DA輸出控制程序設(shè)計(jì) 46 3路AD采集程序設(shè)計(jì) 47 本章小結(jié) 505 總結(jié)與展望 51 總結(jié) 51 展望 51謝 辭 53參考文獻(xiàn) 54附件一 電路原理圖 56附件二 PCB圖 59iv1 緒 論 研究的背景與意義數(shù)據(jù)采集與控制技術(shù)是信息科學(xué)的重要分支之一，它研究數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、處理以及控制等問題。design. Collection module of this design is not limited, and not just for a single use, it can plete many collection, for example, temperature, humidity, pressure, flow, displacement, analog quantities voltage, and current .The system interface is simple and reliable, and its uses is various and flexible.Keywords: RS485。acquisitionthecontrolDArelayRS485systemandoverallschemewilldesignpracticals activities, it39。系統(tǒng)接口簡單可靠，用途多樣，具有一定靈活性。最后給出切實(shí)可行的軟件設(shè)計(jì)方案，在這個(gè)方案中會(huì)給出通信協(xié)議、整體設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、系統(tǒng)的初始化、RS485總線程序、繼電器控制程序、DA輸出控制程序、AD采集程序的設(shè)計(jì)。本文設(shè)計(jì)的目的是實(shí)現(xiàn)3路數(shù)據(jù)采集處理，2路數(shù)據(jù)反饋裝置，2路繼電器控制遠(yuǎn)程控制。還有一些管理分散，數(shù)據(jù)采集量大的工作條件下，人到現(xiàn)場(chǎng)去采集數(shù)據(jù)就變得非常繁瑣了，這時(shí)，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集就是一種非常簡單而且有效的方法。五、 進(jìn)行設(shè)計(jì)（論文）所需條件：六、 指導(dǎo)教師意見：簽名：年月日南華大學(xué)船山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于RS485通信的遠(yuǎn)程采集與控制器設(shè)計(jì)摘 要：在一些環(huán)境條件惡劣、異常危險(xiǎn)的環(huán)境中，如深井、對(duì)人體危害極大強(qiáng)輻射空間、人體活動(dòng)不便的空間，要做到現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)綜合分析并做出現(xiàn)場(chǎng)決策，幾乎是不可能做到的。 第17周 正式交論文及答辯準(zhǔn)備。 第15周 撰寫論文。 第13周 整個(gè)系統(tǒng)初步調(diào)試與分析。 第11周 數(shù)據(jù)采集的串口通信協(xié)議設(shè)計(jì)。 第9周 通信控制系統(tǒng)主電路設(shè)計(jì)。 第7周 學(xué)習(xí)RS485總線技術(shù)。 第5周 RS485通信接口的學(xué)習(xí)。 第3周 閱讀和翻譯3000 字以上本課題英文資料。四、 設(shè)計(jì)（論文）研究方法及步驟（進(jìn)度安排）： 第1周 明確課題要求，結(jié)合課題調(diào)研，收集資料。AD/DA采集電路的設(shè)計(jì)以及如何實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信，是整個(gè)系統(tǒng)能否結(jié)合成為一體工作的關(guān)鍵。三、設(shè)計(jì)（論文）的研究重點(diǎn)及難點(diǎn)：數(shù)據(jù)采集是指將溫度、濕度、壓力、流量、位移、電壓、電流等模擬量采集、經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，再由計(jì)算機(jī)進(jìn)行存儲(chǔ)、處理、顯示的過程。本設(shè)計(jì)硬件電路的設(shè)計(jì)，主要包括處理器最小系統(tǒng)、3路AD/DA采集電路、2組繼電器控制電路、RS485通信電路、電源穩(wěn)壓電路等；軟件程序設(shè)計(jì)，主要包括系統(tǒng)初始化、AD/DA驅(qū)動(dòng)、485通信協(xié)議等。這些在程序設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)，軟件采用Keil編譯器編程。二、 設(shè)計(jì)（論文）主要研究的內(nèi)容、預(yù)期目標(biāo)：（技術(shù)方案、路線）為實(shí)現(xiàn)基于RS485總線的數(shù)據(jù)通信與遠(yuǎn)程控制，首先得設(shè)計(jì)好RS485的通信模塊；由于是實(shí)現(xiàn)單片機(jī)主從機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信，為達(dá)到主機(jī)對(duì)從機(jī)的控制，所以需要設(shè)計(jì)好繼電器控制模塊電路；接著，設(shè)計(jì)出各從機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與控制的模塊，單片機(jī)都按自己的任務(wù)進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)采集或者控制。本設(shè)計(jì)接口簡單、使用方便、可靠性好，在溫度檢測(cè)中有較廣泛的應(yīng)用前景，具有較強(qiáng)的使用價(jià)值。 本文設(shè)計(jì)的目的是實(shí)現(xiàn)基于RS485總線上的數(shù)據(jù)通信與遠(yuǎn)程控制的系統(tǒng)，利用單片機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行控制，并且通過RS485總線做遠(yuǎn)程傳送將采集到的數(shù)據(jù)通過RS485接口送入單片機(jī)主機(jī)機(jī)測(cè)。在上述的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，近距離通信可以采用RS232通信標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)，通信距離視負(fù)載而定，但最多不超過十幾米，為了進(jìn)一步擴(kuò)大通信距離可以采用RS485標(biāo)準(zhǔn)通信，其通信有效距離可達(dá)1200米。RS232是最早的串行接口標(biāo)準(zhǔn)，在短距離、較低波特率串行通信中得到了廣泛應(yīng)用。串行通信是計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的重要渠道，并且由于其成本低、性能穩(wěn)定、遵循統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，因而在工程中被廣泛應(yīng)用。計(jì)算機(jī)技術(shù)已成為當(dāng)代數(shù)據(jù)采集和自動(dòng)控制的核心技術(shù)。 ⑥ 2013年6月9日—2013年6月12日 畢業(yè)論文答辯。南華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題 目 基于RS485的遠(yuǎn)程采 集與控制器設(shè)計(jì) 專業(yè)名稱 通 信 工 程 指導(dǎo)教師 指導(dǎo)教師職稱 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名 年 月 日南華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書專 業(yè)： 題 目： 起 止 時(shí) 間： 月 日至 年月 日學(xué) 生 姓 名： 班 級(jí)： 指 導(dǎo) 老 師： 系/室 主 任： 年 月 日論文 (設(shè)計(jì)) 內(nèi)容及要求：一、 論文內(nèi)容，主要包括處理器最小系統(tǒng)、3路AD/DA采集電路、組繼電器控制電路、RS485通信電路等；2. 完成軟件程序的編寫，主要包括系統(tǒng)初始化、AD/DA驅(qū)動(dòng)、485通信協(xié)議等；，并能反饋2路模擬控制量。二、 論文基本要求 ； ，例：RS23RS48CANBUS等，及各自優(yōu)缺點(diǎn)； ；，以及控制電路的設(shè)計(jì)方法；；；三、 寫作要求 字以上本課題英文資料； ，做出實(shí)物并上交論文，論文格式參照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和南華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)要求，并提供對(duì)應(yīng)的電子文檔；，A4紙打?。╓ORD2003排版）四、 時(shí)間要求 ① 2012年12月24日—2013年1月10日 理解設(shè)計(jì)要求，查閱相關(guān)資料；② 2013年2月12日—2013年4月10日 根據(jù)所查閱的資料，完成部分論文初稿；③ 2013年4月11日—2013年5月10日 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)初稿；④ 2013年5月11日—2013年5月30日 完成完整的畢業(yè)設(shè)計(jì)論文；⑤ 2013年5月31日—2013年6月8日 準(zhǔn)備畢業(yè)論文答辯。指導(dǎo)老師： 年 月 日南華大學(xué)船山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告設(shè)計(jì)（論文）題目基于RS485通信的遠(yuǎn)程采集與控制器設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)（論文）題目來源自選課題設(shè)計(jì)（論文）題目類型　起止時(shí)間~一、 設(shè)計(jì)（論文）依據(jù)及研究意義： 近年來，大規(guī)模集成電路的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷地推廣應(yīng)用，傳統(tǒng)的儀器儀表、數(shù)字測(cè)量技術(shù)在數(shù)據(jù)采集方面升華到一個(gè)全新的階段。而隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)越來越趨向數(shù)字化、智能化、遠(yuǎn)距離方向發(fā)展。目前，有多種接口標(biāo)準(zhǔn)可用于串行通信，包括RS23RS42RS423和RS485。其后發(fā)展起來的RS42RS485是平衡傳送的電氣標(biāo)準(zhǔn)，采用差動(dòng)的兩線發(fā)送、兩線接收的雙向數(shù)據(jù)總線兩線制方式，比起RS232非平衡的傳送方式在電氣指標(biāo)上有了大幅度的提高。如加中繼器可更大幅度地增大有效通信距離。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用了模塊化的思想，主要有硬件設(shè)計(jì)與軟件程序設(shè)計(jì)兩部分。就其采樣頻率和分辨率來說屬于中速類型，適合對(duì)數(shù)據(jù)采樣頻率要求不是特別高的應(yīng)用場(chǎng)合。在硬件都設(shè)計(jì)好后，調(diào)試通過，這時(shí)要跟據(jù)整個(gè)系統(tǒng)編制出一定的通信協(xié)議，選擇最優(yōu)方案，實(shí)現(xiàn)主從機(jī)數(shù)據(jù)通信。主從機(jī)機(jī)在實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信后，按照擬定的通信協(xié)議，提取有用數(shù)據(jù)信息，從而按照這個(gè)信息，進(jìn)行相關(guān)操作，以達(dá)到基于RS485總線上的數(shù)據(jù)通信與遠(yuǎn)程控制的目的。通過以上軟件硬件的設(shè)計(jì)，期望所設(shè)計(jì)的采集與控制器能夠達(dá)到通過RS485遠(yuǎn)程通信采集3路節(jié)點(diǎn)信號(hào)，并能反饋2路模擬控制量的預(yù)期目標(biāo)。采集到的數(shù)據(jù)一般都是連續(xù)變化的電壓或電流信號(hào)，需要再通過相應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后送入單片機(jī)。本設(shè)計(jì)擬采用C語言編制RS485通信協(xié)議下的從機(jī)通信與控制程序；硬件上，擬采用RS485進(jìn)行長距離、高速的串行異步通信；數(shù)據(jù)采集部分?jǐn)M采用AD/DA轉(zhuǎn)換電路將集到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能處理的數(shù)字信號(hào)；從而達(dá)到數(shù)據(jù)通信與遠(yuǎn)程控制的目的。 第2周 結(jié)合課題調(diào)研，收集資料。 第4周 確定初步技術(shù)方案，提交開題報(bào)告，開題報(bào)告審查。 第6周 AD/DA電路設(shè)計(jì)。 第8周 單片機(jī)接口電路設(shè)計(jì)。 第10周 編程軟件學(xué)習(xí)。 第12周 單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集模塊的程序設(shè)計(jì)。 第14周 整個(gè)系統(tǒng)調(diào)試與分析。 第16周 交初稿，修改論文。 第18周 答辯。在這些環(huán)境中，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)有著其巨大優(yōu)勢(shì)。所以本文便提出一種基于RS485通信的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集與控制的方法。本文首先對(duì)涉及的RS485協(xié)議進(jìn)行介紹，其次會(huì)給出遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)方案，硬件設(shè)計(jì)中包括單片機(jī)應(yīng)用電路、電源穩(wěn)壓電路、AD采集電路、DA電路、RS485接口電路、繼電器控制電路幾個(gè)部分的硬件電路設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)的的采集模塊不局限某一單一用途，可以完成溫度、濕度、壓力、流量、位移、電壓、電流等模擬量的采集。關(guān)鍵詞：RS485；遠(yuǎn)程通信；數(shù)據(jù)采集；遠(yuǎn)程控制iDesign of the Remote Acquisition and Controller based on RS485 CommunicationAbstract: In some poor and very dangerous conditions, such as deep well, strong radiation space which do harm to human beings and the space which is in