基于Modbus协议的空间分布式温湿度测控系统设计适用于汽车CAN总线网络下的物品监测应用

  • 科研进展
  • 2025年01月26日
  • 目前,大型仓库对其内部的温度和湿度参数非常关注,因为这直接关系到其中储存的设备是否能够无腐蚀、完好的被保存。因此,能够自动测量空间内的温湿度并在需要的时候开启风机以控制温湿度是很有必要的。本文提出用分布式系统结合Modbus协议来高稳定、高可靠地收集数据,同时在PC机上利用ACCESS强大功能分析和处理数据并发出风机指令,从而实现温湿度的自动测控。 系统构成

基于Modbus协议的空间分布式温湿度测控系统设计适用于汽车CAN总线网络下的物品监测应用

目前,大型仓库对其内部的温度和湿度参数非常关注,因为这直接关系到其中储存的设备是否能够无腐蚀、完好的被保存。因此,能够自动测量空间内的温湿度并在需要的时候开启风机以控制温湿度是很有必要的。本文提出用分布式系统结合Modbus协议来高稳定、高可靠地收集数据,同时在PC机上利用ACCESS强大功能分析和处理数据并发出风机指令,从而实现温湿度的自动测控。

系统构成

该温湿度测量控制系统属于传感器空间立体分布式测控系统,采用PC主机和一台上位机、一台下位机来实现主从式通信,同时使用RS485通信方式并采用Modbus协议组成工业级485网络,然后再加上风机、打印机等。从而构成一套完整的系统来实现对基地的温度湿度参数进行监测和控制。下位机采用一线总线(12wireinter2face)温度传感器来和shtll湿度传感器精确地采集温湿度信号,并应用PIC16单片机会把处理的信号通过RS-485总线发送给上位机。上位机是采用AT89S52中央控制单元,可进行数据处理和数据储存,并可与PC机会实现数据交互,进而通过该网络驱动风機控制开關通断。

Modbus协议

Modbus协议适用于半双工的RS-485总线,该总线上一般可有一个主机会话多个从机关,每个从机关分配唯一地址。工作时采用命令——应答通讯方式,每一种命令帧都对应着一种应答帧,主机会话要访问到的从机关发出命令帧,然后由地址匹配的情況响应,再向主机会话发出与命令帧相應的一个应答帧;地址不匹配的情況不响应命令帧。这種一问一答通讯方式可以大大提高數據傳輸中的正確性。

系統硬件實現

該系統硬件採用了一台上位機與若干台下位機構成了通信網絡,以此來完成數據收集與儲存。

上位機主要由AT89S52單片機、通訊模組、儲存模組、狀態指示模組組成,其結構如圖2所示。

下位機主要由PIC16單片機、溫濕儀表(即溫濕傳感器)、風力調節單元(即風機)、狀態指示模組及通訊模組组成,其結構如圖3所示。

圖4顯示了基於Modbus協議之485通訊網絡之間接連接情況圖例。

系統軟體設計

本系統中的溫濕監測系統軟體,可以採用VB語言開發,並且基於Access資料庫進行管理。本軟體具有類似Windows界面操作方法,因此十分簡潔易於操作。

完成以下幾個主要功能:數據收集、系統設定、用戶管理、二進制編碼處理(BCD)轉換為十進制或十六進制格式對顯示,這樣更方便人們理解;歷史數據分析報警設置設備管理輸出報表與繪製曲線等。

結束語

本文主要討論通過基于Modbus協議之485網路來實現溫濕水質測量與調整具體方法。在文章中根據項目中特定的操作給出了各個環節具体實現方法,以供設計者在開發應用時作為參考。

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