基于Modbus协议和CAN总线协议的自然环境空间分布式温湿度测控系统设计涉及PGN参数传输

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单片机会把处理后的信号通过RS-485总线发送给上位机。上位机会采用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机控制开关通断。

Modbus协议

Modbus协议适用于半双工的RS-485总线。这类总线通常由一个主站(Master)与多个从站(Slave)组成,每个从站分配唯一地址。在工作过程中,它采用命令——应答的一种通讯方式,每一种命令帧都对应着一种应答帧。如果地址匹配,则相应的地图会响应;如果不匹配,不会响应。这样的问答模式可以提高正确性。

标准Modbus定义了许多功能代码,这些代码要求各个从站作出不同的响应。根据需要,可以选择ASC码或RTU模式。大多数情况下,我们希望尽可能快速地扩展数据量,因此更常用RTU方式。

无论是命令帧还是应答帧,都必须有至少3.5个字符时间长停顿作为标志。当接收到命令时,从站在指定地址接收后,就知道如何回复。此外,还包括寄存器起始地址告诉哪些寄存器要读取多少个寄存器值,以及CRC校验,以确保准确性。在回复时,一切含义相同,只是字节数表示发送给主站多少字节内容,而不是实际值本身。

系统硬件实现

该系统硬件主要由一台上位机构成了通信网络,用以完成信息收集与存储任务,上位结构包含AT89S52微控制单元、通讯模块、存储模块及状态指示模块。而下位结构则由PIC16微控制单元搭载温度/湿度传感器、风力转换装置及其相关状态指示模块及通讯模块构成。

系统软件设计

本项目中的软件可以使用VB语言开发,并依赖于Access数据库管理操作简便且易于操作,其核心功能包括:用户管理、一系列设置项,如历史记录分析报警设定等功能,使得用户能轻松获取所需信息。

5 结束语

文章详细介绍了基于MODBUS规范技术将来自不同位置环境中采集到的气候因素整合起来,以保证实时监视天气条件变化,为有效预防潜在风险提供基础支持。本文旨为解决大型仓库内维持恒定的室内环境难题提供参考,对于未来智能化升级具有重要意义。此外,由于篇幅限制,本文未能深入探讨所有细节,但提供了一个基本框架供进一步研究者参考。

标签: 数码电器测评