基于Modbus协议的空间分布式温湿度测控系统设计与汽车CAN总线在自然环境中的应用

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控制開關通斷。

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,主机会向要访问的地址匹配从机关发出命令帧,然后由地址匹配的地址匹配从机关进行响应,再向主机会发回与命令帧对应的一个或多个寄存器值;地址不匹配的地址不响应任何命令。

系统硬件实现

本系统硬件采用一台上位機與若干台下位機之間通過RS-485總線來構成通信網絡,以便完成數據收集與儲存。此外,上位機主要由AT89S52單片機、通訊模組、儲存模組及狀態指示模組構成,而下位機則主要由PIC16單片機、一線溫濕傳感器、一個風力計調節單元及狀態指示模組構成。

系統軟體設計

本系統中溫濕監測系統軟體可以採用VB語言開發,並基於Access資料庫進行管理。本軟體具有Windows圖形界面且操作方便,其完成了數據收集、系統設置、用戶管理等多項功能,並能夠對歷史數據進行分析,以及輸出報表與圖形顯示等。

結束語

總結來說,本文探討了通過基于Modbus協議實現溫濕氣候自動化監測與控制的一般方法,並根據具體情況提供了硬件選擇方案及其嵌入式軟件實現方法以及PC端應用的設計思路,以供參考。

标签: 白家电