基于Modbus协议的空间分布式温湿度测控系统设计结合现场总线技术实现物品环境监测

  • 科研进展
  • 2025年01月26日
  • 目前,大型仓库对其空间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的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结合现场总线技术实现物品环境监测

目前,大型仓库对其空间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的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、以及若干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单片机来把处理的信号通过RS-485总线发送给上位机会。上位机会采用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机控制开关通断。

Modbus协议

Modbus协议适用于半双工RS-485总线。这条总线通常包含一个主站和多个从站,每个从站分配唯一地址。在工作时,它使用命令应答模式进行通讯。当每种命令帧都对应一种应答帧时,主站可以向要访问的一台或多台从站发射命令帧,这些匹配地址上的只会响应,而不响应匹配地址以外的一切信息。这使得通讯过程中的错误率降低至最小。

标准Modbus定义了许多功能代码,每种不同的功能代码要求相应不同类型回复。此外,还有ASC码模式与RTU模式两种通讯方式,但由于希望尽可能扩大数据传输量,所以更常用的是RTU方式。

系统硬件实现

本项目中硬件主要由两部分组成:一部分是由AT89S52单片微计算機、通訊模块、儲存模块及狀態顯示模組組成的人機界面單元(即「人」);另一部分則是由PIC16單片微計算機與溫濕度傳感器(如DHT11)、風扇調節單元及狀態顯示模組組成的地理位置部件(即「物」)。

系統软件设计

本系統軟體應用VB語言開發,並且基於Access資料庫進行管理,這樣就能夠提供一個簡潔易用的圖形界面操作方法,其完成的大致功能包括數據收集、系統設置、用戶管理等。此外還包括數據處理與展示,以及對歷史數據進行分析等功能,使得運行更加便捷有效。

5 结束语

本文主要讨论通过基于Modbus协议' s 485网络来实现在现场环境中实施真实世界场景下的物品环境监控技术方案。文章根据项目中的具体操作,为设计者提供了各个环节详细说明,以便于开发人员在实际应用中作为参考。

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