基于Modbus协议和CAN总线通信的空间分布式温湿度测控系统设计适用于物品存储场景

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  • 2025年01月26日
  • 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

基于Modbus协议和CAN总线通信的空间分布式温湿度测控系统设计适用于物品存储场景

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。上位机是采用AT89S52的中央控制单元,可进行数据处理和数据储存,并可与PC机实现数据交互,进而通过该网络驱动风機控制开關的通斷。

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与多个从设备,每个从设备分配唯一地址。在工作过程中,采用命令——应答的一种通讯方式,每一种命令帧都对应着一种应答帧,当主设备向要访问到的从设备发出命令帧后,由地址匹配相符的地点进行响应,再向发起者返回与命令帧对应的是哪一种应答帧;地址不匹配时,不会响应该命令。这样的问答交流模式可以大大提高了数据传输准确性。

系统硬件实现

本系统硬件结构主要由两部分组成:第一部分是由AT89S52单片微处理器作为核心,上面搭载了通讯模块、存储模块、状态指示模块等,以此形成一个独立于外界环境之下的信息收集中心(图2);第二部分则是由PIC16微处理器为核心,上面装备有温度/湿度传感器、一系列输入输出接口及其他必要部件,如风力调节装置等,以此构建出能够在复杂环境中稳定运行并提供实时反馈信息的一个智能子节点(图3)。

系统软件设计

本项目中的软件开发语言选择VB作为主要编程工具,并且结合Access数据库技术以满足管理需求。本软件具有Windows操作类似的直观界面,使得操作简单易懂,其功能包括但不限于用户管理、系统设置、历史记录分析报警设定等(图5)。用户管理涉及到用户添加删除密码修改权限调整;系统设置则集中在配置温湿度检测参数,如设定各类型传感器所需连接顺序或ID标识码;数据交互使得软件能够读取来自硬件上的最新温度/湿度值;数据处理涉及备份保存这些数值并根据预设条件决定是否启动风力调节装置以维持理想环境条件;最后,在展示方面,该程序能将获取到的信息按照不同要求展现出来,还能查看历史记录,对某些时间段内平均值或特定瞬间的温度/湿度进行查询。

结束语

文章旨在探讨如何利用基于Modbus标准化通信规则建立一个高效且稳定的温室气候监控体系。在实际工程实施过程中,本文提出的方法可以被用作参考,这样做有助于提高整个监控任务完成效率同时保证其安全性。此外,加强对于CAN总线沟通技术应用也将提升整体解决方案质量,为物品库房中的自动化运营带去更大的便利。