基于Modbus协议的空间分布式温湿度测控系统设计与现场总线技术心得体会物品场景应用实践

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  • 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协议的空间分布式温湿度测控系统设计与现场总线技术心得体会物品场景应用实践

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中央控制单元,可进行数据处理和数据储存,并可与PC機實現數據交互,進而通過該網絡驅動風機開關通斷。

Modbus协议

Modbus协议适用于半双工的RS-485总线。这条总线通常可以有一个主站(master)及其多个从站(slave),每个从站分配唯一地址。在工作时,它采用命令——应答模式,每一种命令帧都对应着一种应答帧。当主站向要访问的一个或多个从站发出命令帧后,由匹配地址的一些从站在响应,以发回与命令帧相匹配的一个或多个应答帧;不匹配地址的一些从站则不会响应该命令帧。这种问询回答方式能显著提高正确性。

标准化了MODBUS规定了许多功能代码,不同代码要求不同的反应。MODBUS按照ASC码模式或者RTU模式分为两种,一般希望尽快扩大信息量,所以普遍使用RTU方式。一致性验证必须在至少3.5字符时间长度停顿标志开始及结束消息框架中执行。在任何情况下,无论是发送还是接收,都必须包含一个起始标识符,以及一个结束标识符。如果没有这些标识符,在高速环境中可能会导致误解。

系统硬件实现

本系統硬件採用了一個具有中央處理單元與通訊模組之間進行資料交換能力的小型計算機,並將這種設計應用於溫濕測試系統中,這樣就可以讓溫濕測試結果隨時傳送給監控中心。此外,這種系統還包括了一個溫濕傳感器來監視環境中的溫濕水平,並且這個傳感器會根據環境中的變化自動調整自身設定。

系統软件设计

本システム软件通过VB语言开发,并基于Access数据库进行管理。本软件特点类似于Windows图形界面操作方法,因而十分简单易操作,其完成主要功能包括:数据收集、系统设置、用户管理、数据处理显示等。此外,还有历史记录查询统计报表输出等功能,使得用户可以轻松获取所需信息,对于提高工作效率提供了极大的便利。

5 结束语

本文详细讨论了如何通过基于Modbus协议485网络来实现温湿性的采集与控制具体方法,文章根据项目具体操作,为设计者提供了各环节具体实施方法,以便在开发应用时作为参考。