基于5种工业通讯协议的空间分布式温湿度测控系统设计应用于物品监测
目前,大型基地(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机会实现数据交互,进而通过该网络驱动风機控制開關の通断。图1所示为系統總體框圖。
Modbus协议
Modbus协议适用于半双工의RS-485总线。这类总线通常有一个主站(Master)与多个从站(Slave)。每个从站都分配一个唯一地址。在工作时,以命令——应答模式操作,每一种命令帧都对应着一种应答帧,主站可以向要访问的一台或多台从站在发出命令帧后,由地址匹配的一个或多个从站在响应,再向主站发出与命令帧相应的一个或多个应答帧;未匹配地址的地带不响应该命令帧。这样的问询回复方式能极大提高正确性。
标准Modbus定义了许多功能代码,不同功能码要求不同的响应行为。此外,还有ASC码模式及RTU模式两种形式,一般希望在较短时间内尽可能扩大数据传输量,因此,大多数实践中选择RTU方式。一致性保证:无论是命令还是回复消息,都必须至少提供3.5字符时间长度停顿作为标志符号。在任何情况下,无论是哪种类型,即使是在最短停止时间之内,这些标志符仍然存在且有效。
3. 系统硬件实现
本系統硬件採用一台以上機與數個以下機構成通信網路,以完成資料收集與儲存。此系統主要由一個以上機與數個以下機構成通信網路,並將資料傳輸至一個記憶體模組進行儲存。
4. 系統软件设计
本系統中的溫濕測試軟體可以使用VB語言來開發,並基於Access数据库進行管理。本軟體具有類似Windows界面並操作方法,因此非常簡單易用,其主要功能包括資料收集、設定設置、使用者管理、資料處理顯示設定歷史數據分析報警設置設備管理報表輸出顯示等。
5 结束语
這篇文章主要討論通過基于五種工業通訊協議—MODBUS,PROFIBUS,DF1,BACNET,LONWORKS—實現溫濕調節監測具體方法。我們根據項目中具體操作給出了硬件嵌入式軟件PC软 件各環節實施方法,以便設計師在開發應用時作為參考。