测控网络技术课程设计(同名)

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1、潍坊学院测控网络技术课程设计说明书设计题目：远程温度测控网络系统系部：信息与控制工程学院专业：测控技术与仪器班级：09级1班学生姓名:张玉凯学号:090312401142012年05月20日目录1课题背景及意义12方案选择与论证13系统结构及功能23.1系统结构23.2系统功能34系统实施方案34.1测温探头34.1.1传感器选择33.1.2DS18B20工作原理44.1.3多传感器连接64.2前置监测单元74.2.1前置检测单元结构74.2.2前置检测单元工作流程94.2.3温度数据读取104.3通信网络设计124.3.1电平转换电路124.3.2通信模式134.3.3

2、通信协议154.4主控单元设计165总结与体会17参考文献17391课题背景及意义社会已进入信息化时代，如何把电子信息技术应用到人们的生产和生活中去，成为目前人们研究的热点。为了解决以上问题，本课题采用智能控制算法实现了对多点温度数据的采集、处理、实时显示以及对温度报表的管理。测量的温度数据由以单片机为核心的前置监测单元进行实时采集、处理、显示；然后通过数据通信系统记录在主机数据库中，在主机服务器中运行温度管理软件，实现对每个温度数据的实时显示和对温度报表的管理、打印等[1-4]。整个系统操作方便、容错能力强、效率高且容易扩展，具有较好的通用性和适用性，具有较高的学术价值

3、和良好的市场应用前景。2方案选择与论证(1)无线传输模式该部分采用基于RF芯片nRF401的无线数据传输模块PTR2000模块。nRF401是NORDIC公司推出的单片无线收发一体化的芯片，包括高频发射、高频接收、FSK调制、FSK解调及多频道切换等部件，具有体积小、功耗低、频率稳定、灵敏度高等特点，是目前集成度最高的无线数据传输芯片之一，但其成本较高。(2)RS485传输模式基于485总线的温度监控系统的设计与实现。系统采用上位机和下位机设计，下位机通过温度传感器监测温度，与预置温度比较后执行任务；上位机和下位机通过主从应答方式交换数据信息。(3)其他传输模式　RS-2

4、32-C标准规定，驱动器允许有2500pF的电容负载，通信距离将受此电容限制，例如，采用150pF/m的通信电缆时，最大通信距离为15m；若每米电缆的电容量减小，通信距离可以增加。传输距离短的另一原因是RS-232属单端信号传送，存在共地噪声和不能抑制共模干扰等问题，因此一般用于20m以内的rs232（9针）接口通信。比较以上几种传输模式的特点，说明选择RS485作为本次网络数据传输。393系统结构及功能为了适应对多个测控点的监控与管理，我们采用了分布式系统的组成方式，即在每个测控点配置能独立工作的从机，多个从机由1个主机进行统一管理，形成主从式监控管理模式[5-6]。其

5、结构如图1所示。图1系统主从式结构框图该结构可以保证从机能够独立运行，并且从属于一个主机统一管理。3.1系统结构系统由前置监测单元、主机以及传输网络三部分构成。前置监测单元就地安装在现场，每个检测单元可根据配备2-8个传感器，检测各点温度通过液晶显示器显示，并将分析结果送至主机；主机为普通电子计算机，接收来自各前置监测单元的数据，判断病房支路，协调、控制整个系统的工作并提供人机交互操作接口，通过客户软件可以对测量的数据进行存储，分析以及报表打印等；各个前置监测单元以及主机通过通信网络连接，交换数据。系统各部分组成如图2所示。39图2系统组成原理框图3.2系统功能系统的各个

6、部分功能和关系如下：（1）主机为管理机，完成参数设置、数据存储、处理及管理功能。主机主要完成对各个前置监测单元的工作状态监测和数据汇总，实时监视各支路的数据渐变状况，某温度异常时能显示的所在位置。可通过网络实现对各前置监测单元参数的设置及修改，并对获得的数据保存在数据库中。（2）前置监测单元为从机，将采集的温度数据进行分析处理，判断的温度状态，根据设定的阈值判定温度是否异常，并将温度数据显示，同时将检测结果送至主机。若采集的温度发生异常，前置监测单元会发出报警信号，便于及时采取相关措施。（3）通信接口实现一对多远程通信，主要是主机向从机发送控制参数，从机将现场采集数据传给

7、主机。（4）报警模块实现超限自动声光报警。（5）输入输出部分包括输入模块和输出模块，输入模块将采集的信号转换后输入到从机，输出模块将系统的控制信号输出到控制器及其设备部分。4系统实施方案4.1测温探头4.1.1传感器选择39集成温度传感器。常见的集成温度传感器有AD590、DS18B20等，AD590输出的是模拟信号，A/D转换将会增加系统的复杂性，并且精度和稳定性都会受到影响。而DS18B20是数字传感器，该器件是由美国DALLAS公司生产，它具有微型化、低功耗、高性能、易配微处理器等优点，特别适合于构成多点温度测控系统，可