基于Modbus协议的自然环境温湿度监测系统设计，含Can接口详细接线图

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，以便驱动风机关节制通断。

Modbus协议

Modbus协议适用于半双工RS-485总线，该总线通常包含一个主站多个从站，每个从站分配唯一地址。在工作中，通过命令——应答通讯方式，每种命令帧都对应一种应答帧，当主站在要访问某个具体从站时，它会发放一个命令帧，由匹配地址得知该命令为哪个从站响应，再向主站发出与命令相应的一份回答；不匹配则忽略不理。这样的问答模式提高了正确性。

标准Modbus定义了许多功能代码，不同功能码要求不同的响应形式。它分为ASC码模式及RTU模式，在实际应用中往往希望在较短时间内尽可能扩展信息量，因此普遍选用RTU方式。一致性也是一致性的标志，即使是在开始或结束消息框架时，都必须停留至少3.5字符时间作为标志符识别。此外，还包括了“起始地址”、“寄存器数”、“字节数”，以及CRC校验值等内容，以保证信息准确无误。

系统硬件实施

本体系硬件主要由一台以上位置调试装置（AT89S52）及其相关模块组合而成，其结构示意图见图2。而每台下置调试装置，则由微软公司生产的小型化嵌入式计算芯片（PIC16）、温度/潮气传感器、一系列状态提示灯以及各种通信模块组成，如图3所示。

此外，还有一个基础框架展示着基于MODBUS标准所建立之485通讯网络连接流程（见图4）。

系统软件设计

本项目中的微电脑软件可以运用VB语言编写，并且依赖于Microsoft Access数据库管理工具进行管理。这使得整个操作界面具有Windows操作习惯简单易懂特点，使用户更加方便快捷地执行各项任务。这部分软件完成了一系列关键功能：包括数据收集、设置配置管理、历史记录分析报告生成，以及实时显示报警设定等。在这里，我们提供了程序结构框图（见图5），以供参考。

5 结束语

综述文章旨在探讨如何通过基于MODBUS标准建造的一个RS-485网络有效率、高效率地采集自然环境中的温度及潮气信息。此文根据实际项目需求给出了具体操作步骤，为那些参与开发的人士提供参考指导。在这个过程中涉及到了硬件选择、嵌入式软件编写以及个人电脑上的应用程序开发，这些都是为了让用户能轻松自如地使用这些技术解决方案去追踪他们的大型仓库或其他设施室内环境状况。