基于Modbus协议的空间分布式温湿度测控系统设计适用于物品场景中的十种现场总线技术应用探究
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 humidistat 精确地采集温湿度信号,并应用PIC16单片机会把处理后的信号通过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机会实现数据交互,进而通过该网络驱动风扇控制开关通断。
Modbus协议
Modbus协议适用于半双工的一条RS-485总线。在这个总线上传输消息时,一般会有一个主设备(Master)与多个从设备(Slave)相连,每个从设备都分配一个唯一地址。当主设备向要访问的一个或多个从设备发起请求时,它们将根据它们接收到的命令执行特定的操作,然后返回结果给主设备。
系统硬件实现
本系统硬件主要由两部分组成:一种是集中管理部分,即由AT89S52微控制器作为核心,其负责管理整个监控网络;另一种是远程传感部分,由PIC16F877A微控制器作为核心,其负责读取环境中的各种物理参数,如温度、压力等,并将这些信息通过485串口发送到集中管理部分。此外,本监控网络还包括了几个其他关键部件,比如LED显示屏,以便于用户实时查看当前环境状态,以及重置按钮,可以用来手动重置所有检测值为0。
系统软件设计
为了使得用户可以更方便地操作本监控系统,我们设计了一套图形界面程序,这套程序可以运行在任何具有Windows操作系统的大型计算机会间接连接至我们的监控网路。这意味着,无论你身处何处,只要你拥有一个电脑,你就能轻松地访问并操纵本监控网路。你可以设置警报阈值,当环境条件超出设定范围时,将会产生声音或光明提示;你也能查看历史记录,以了解过去几天/周/月/年的平均环境条件变化情况;此外,还有详细统计功能,可以帮助管理员更好地理解他们所工作的地方。
结束语
最后,本文讨论了如何使用基于MODBUS标准的一种通讯方法—MODBUS RTU—及与之相关联的一些工具技术,这些技术允许不同类型的小型电子装置之间有效沟通。本文希望它能激励那些想要开发类似项目的人士,他们可能需要参考一些现有的解决方案,但同时也愿意尝试新的想法。