基于Modbus协议的空间分布式温湿度测控系统设计结合CAN总线技术实现物品智能监测与管理

  • 学术交流
  • 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协议的空间分布式温湿度测控系统设计结合CAN总线技术实现物品智能监测与管理

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開關的通斷。

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机会话,每个从机会话分配唯一的地址。工作时采用命令——应答的通讯方式,每一种命令帧都对应着一种应答帧,主会話可以向要访问的從會話发出命令帧,然后由地址匹配的一個從會話進行响應,再向主会話发出与命令帧对应的一個應答帧;地址不匹配的一個從會話不响應命令帧。这種問一個回答一次(Query and Response)的通信方式可以大大提高數據傳輸中的正確性。

系統硬件實現

該系統硬件採用了一台上位機和若干台下位機來構成通信網絡,以便完成數據收集與儲存。

系統軟體設計

本系統中的溫濕度監測系統軟體可採用VB語言來開發,並基於Access資料庫來進行管理。本軟體具有類似Windows圖形界面的操作方法,因而十分簡單易操作。在本軟體中,有以下主要功能:數據收集、系統設定、用戶管理、數據處理、數據顯示、新歷史數據分析報警設置設備管理輸出報表圖形顯示等。

結束語

本文主要討論通過基於Modbus協議的大型基地溫濕度自動測控系統設計,並提出了結合CAN總線技術以實現物品智能監測與管理的一般方法。此外,本文還提供了各個環節(包括硬件選擇嵌入式程序設計PC端程式)具體實施細節,以供未來相關項目參考使用或作為開發指南。

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