基于Modbus协议和CAN总线的自然环境温湿度分布式测控系统设计
在大型基地（如仓库）中，空间内部的温度和湿度参数是非常关键的，因为它们直接影响到储存设备是否能够无腐蚀、完好地被保存。因此，自动测量空间内的温湿度并在需要时开启风机以控制温湿度是非常必要的。本文提出了一种结合Modbus协议和CAN总线的分布式系统，以实现高稳定、高可靠地数据收集，同时在PC机上利用ACCESS强大的功能分析和处理数据，并发出风机指令，从而实现温湿度自动测控。
该系统是一种传感器空间立体分布式测控系统，采用PC主机、一台上位机以及若干台下位机来实现主从式通信。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。这样构成了一个完整的系统，用来监测和控制基地温度湿度参数。
下位机采用一线总线(12wireinter2face)温度传感器与shtll湿度传感器精确采集温湿度信号，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。上位机采用AT89S52中央控制单元，可进行数据处理与数据储存，并可与PC实现数据交互，进而通过该网络驱动风机关节开关通断。
图1展示了整个系统框图。
Modbus协议适用于半双工RS-485总线，该协议定义了许多命令帧，每个帧对应一种应答帧。在命令——应答通讯方式中，每个命令帧都有唯一地址匹配响应，从而提高了正确性。此外，还有ASC码模式与RTU模式，但RTU更常用于扩展数据传输量。
无论是命令还是应答消息，都必须有至少3.5个字符时间停顿作为标志。在命令中，有从站地址、功能码、寄存器起始地址及寄存器数等信息。而CRC校验对所有字节进行校验，使得准确率可达94%以上。在应答中，与之相同，但含字节数及寄存器内容不同。
硬件部分采用一台上位机与若干下位机会构成通信网络完成数据收集与存储，上 位主要由AT89S52单片、通讯模块、存储模块及状态指示模块组成，而下位则由PIC16单片微处理器及其相关部件组成，其结构如图2至4所示。
软件部分利用VB语言开发，在Access数据库管理，为用户提供简单易操作界面。其主要功能包括用户管理、系统设置、新建记录删除修改查询历史分析报警设定输出报表显示等，如图5所示。这使得用户可以轻松查看历史曲线统计各类时间段平均值或特定点具体值，以及打印详细报告，对监控结果做出明智决策。
最后，本文讨论了基于Modbus协议485网络实施温湿度采集与控制方法，给出了具体硬件嵌入软件PC软件环节参考，以供实际应用设计者参考使用。
