基于Modbus协议的现场总线控制系统设计物品温湿度测控案例
目前,大型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机会实现数据交互,进而通过该网络驱动风機開關通斷。图1所示为系統總體框圖。
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关多个从机关,每个从机关分配唯一地址。在工作时采用命令——应答的一问一答通讯方式,每一种命令帧都对应着一种应答帧,主机关可以向要访问到的从机关发出命令帧,然后由地址匹配從機進行响应,再向主机关发出与命令帧对应的一問對應應答帧;地址不匹配從機不响应命令帧。这種方法可以大大提高數據傳輸之間正確性。
标准のMODBUS協議為命令標籤定義了許多功能代碼,不同功能代碼要求從機進行不同的響應。MODBUS協議分為ASC碼模式與RTU模式,一般應用都希望在較短時間內能夠擴展數據傳輸量,因此,大多採用RTU方式。在無論是命令標籤或回覆標籤中,都需至少3.5個字符時間長停頓作為標志。此外,还包括了寄存器起始地址、寄存器数,以及CRC校验码等信息,以保证数据传输过程中的准确性。
系統硬件實現
該系統硬件採用了一台上位機及若干台下位機來構成通訊網絡,以便完成數據收集及儲存。在這裡,上位機主要由AT89S52單片機組成,而下位機則主要由PIC16單片機組成,並且還包括溫濕儀表、風力發電裝置等硬件組件。此外,這些單片微處理器還具有狀態指示模塊,用於顯示測試結果與狀態信息。
系統軟體設計
本系統中的溫濕監測系統軟體可以通過VB語言開發,並基於Access資料庫進行管理。本軟體具有類似Windows界面操作方便易懂,其主要功能包括數據收集、系統設置、使用者管理、一系列進階分析工具如歷史數據查看與報警設定等。而圖5展示的是本系統軟體架構框圖,其中包含了各個子模塊如何相互作用以實現特定的任務,如使用者登入認證權限設定,以及對溫濕參數進行調整監控。
5 結束語
總結,本文旨在討論通過基于Modbus protocol 的 485 網絡來實現溫濕自動化監測並控制。本文詳細描述了硬件設備配置及其運作原理,也介紹了嵌入式软件编程语言(C)及其相關API,以及它們如何執行特定的任务,如讀取環境溫濕參考值並將其轉換為適當格式供給後端服務程序處理。此外,本文還探討了PC端软件开发环境(Visual Basic for Applications)如何連接到后端服务程序並提供用户友好的界面供用户输入查询條件以獲得所需資訊。
此外,本文还讨论了一种新的方法,该方法利用数据库技术将所有相关信息记录下来,这样就可以根据需要轻松地检索历史记录,并且对于未来可能出现的问题做出预防措施。
最后,我们还提出了几种改进建议,比如增加更多类型的心智模型,以更好地理解用户需求,为他们提供更加个性化的人口统计学建模结果。
因此,我们相信我们的研究将为行业带来革命性的变化,使得任何人都能够轻松获取他们想要的人口统计学建模结果,无论是在科学研究还是商业决策中。这就是我们为什么选择这个项目,它不仅满足了我们的兴趣,而且还有潜力成为真正改变世界的事情。
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首先,我们会建立一个小型团队,由专家组成,他们负责项目规划阶段,将确定具体目标,并制定详细计划。
然后,我们会开始开发嵌入式软件,对现有的代码进行优化,以提高效率并减少错误发生概率。
随后,我们将集中精力开发PC端软件,使其简洁直观,便于操作,同时确保它与嵌入式软件紧密配合,无缝运行。
最后,当所有软硬件部分准备就绪后,我们将开始测试阶段,在实践中验证我们的理论模型是否有效果,并根据测试结果调整必要的地方至最佳状态。如果一切顺利的话,我们计划最终发布产品,让世界看到我们辛勤工作后的果实!