基于Modbus协议的现场总线技术在物品温湿度测控系统设计

  • 天文科普
  • 2025年01月26日
  • 目前,大型基地(比如仓库)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协议的现场总线技术在物品温湿度测控系统设计

目前,大型基地(比如仓库)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一种RS-485总线。这类总线一般可有一个主站(Master)及多个从站(Slave),每个从站分配唯一地址。在工作时,它们采用命令——应答方式通信,每一种命令帧都对应着一种应答帧,主站在向要访问的一个或多个从站发出命令帧后,由匹配地址的一台或多台从站在响应,再向主站发回与命令帧相匹配的一条应答帧;未匹配地址但接收了命令帧的一切从站均不作任何反应,以避免误操作。此种问答模式极大提高了正确性。

标准MODBUS定义了许多功能代码,不同代码要求不同响应。而MODBUS又分为ASC码模式及RTU模式。大多数应用倾向于尽可能扩展数据量,而希望较短时间内完成任务,因此普遍选择RTU方式。

无论是命令还是回答,都必须至少有3.5字符时间长暂停作为标志。除了这个开始结束标志外,还包括来自某个具体地址处接收信息,以及明确告诉它应该做什么类型行动等内容。此外还需包含寄存器起始位置指示哪些寄存器将被读取多少次,以及校验值用以保证所传输信息准确性。

系统硬件实现

该系统硬件主要由一台上位机构成通信网络,从而完成数据获取与存储任务。

系统软件设计

本系统中的监视软件可以通过Visual Basic语言开发,并且基于Access数据库管理。本软件特点就是图形界面简单易用,其主要功能包括:用户管理、设置项配置、历史记录查询分析、报警设置输出报告显示等。

5 结束语

本文讨论如何利用基于Modbus protocol 485网络来执行实际项目中具体方法。在考虑项目需求时,为那些负责此类开发的人士提供了一系列参考步骤,使他们能更好地理解整个过程如何运行。

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