简易监控系统设计 毕业设计(论文)

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1、引言监控系统起始于20世纪50年代，1956年美国首先研究了用在军事上的监控系统，目标是测试中不依靠相关的测试文件。可以满足众多传统方法不能完成的数据采集和测试任务，因而得到了初步的认可。大约在60年代后期，国外就有成套的监控采集设备产品进入市场，此阶段的监控设备和系统多属于专用的系统。20世纪70年代中后期，随着微型机的发展，诞生了采集器、仪表同计算机溶为一体的数据采集监控系统。由于这种监控系统的性能优良，超过了传统的自动检测仪表和专用监控系统，因此获得了惊人的发展。20世纪80年代后期，监控系

2、统发生了极大的变化，工业计算机。单片机和大规模集成电路的组合，用软件管理，使系统的成本降低，体积减小，功能成倍增加，数据处理能力大大加强。20世纪90年代至今，在国际上技术先进的国家，监控技术已经在军事、航空电子设备及宇航技术、工业等领域被广泛应用。监控技术已经成为一种专门的技术,在工业领域得到了广泛的应用。由于串行总线技术的方向发展,可靠性不断提高。监控系统的物理层通信由于采用RS485、双绞线、电力载波、无线和光纤，所以其技术得到了不断发展和完善。其在工业现场数据采集和控制等众多领域得到了广泛

3、的应用。由于目前局域网技术的发展，一个工厂管理层局域网，车间层的局域网和底层的设备网已经可以有效地连接在一起，可以有效地把多台数据采集设备联在一起，以实现生产环节的在线实时数据采集与监控。随着互联网技术和IT技术的发展,推出了工业控制领域的开放的TCP/IP以太网ModbusTCP/IP，该技术采用IT行业广泛应用的技术TCP/IP，底层协议采用开放的Modbus，将工业数据采集与控制网络和IT网络融合为一体，使用户彻底摆脱了各种行业的工业数据采集与控制网络的束缚和限制，进入了工业控制领域的新境界

4、。基于TCP/IP协议，可以把数据采集与工控方案变得“透明”使生产过程的数据采集与工厂的各种控制设备和计算机设备间实现透明传输数据。同时使用户真正可以享受最新IT技术带来的各种好处，使企业的生产系统、ERP系统、MES系统透明实现了无缝的连接，也为制造业用户未来的电子商务应用提供了生产控制系统的基础。随着国外微电子技术、计数机技术、测控技术和数字通信技术的发展，目前国外数据监控技术已经较初期有了很大的发展。从近来国外公司展示的新产品可以看出，主要的发展可以概括为功能多样，体积减小和使用方便等三个方

5、面。上世纪80年代末到90年代初，我国一些仪器厂已研制出了多种监控采集器，其中单通道的有SP201、SC247型,双通道的有EG3300、YE938型，超小型的有911、902和901型。具有采集静态信号的有SMC-9012型，所配套的软件包基本上包括了设备维修管理和基本频谱分析两大部分，能够适应机器设备的一般状况监测和故障诊断，基本已经达到了国外数据采集器的初期水平。1系统设计1.1任务要求本课题主要实现多种电量的采集，采集的数据经过RS232接口传输给后台监控系统；并可接收后台的命令等，执行相

6、应的操作。以单片机为核心实现前端数据采集，状态输入包括模拟量输入，后台监控系统基于PC机实现。要求：前端数据采集和控制执行单元。监测的数据：模拟量输入，电压范围：0v～5V，分辨率：大于等于8位；开发上位机软件，实时监控。1.2系统的总体设计本系统以单片机AT89S52为核心，外接A/D转换器AD7862和MAX232电平转换电路,完成对一路模拟信号的A/D转换、模拟量采集和与上位机(PC)的数据通讯，由上位机对数据进行显示或处理。单片机AT89S52内含8kB程序存储器FlashR0M,不必外部

7、扩展；支持在线编程(ISP)，既可免除芯片的插拔，又可在现场对程序修改或升级；带有全双工串行通讯口，经MAX232电平转换后可实现与上位机之间较远距离的数据通讯。电路的总体设计框图如图1.1所示。主控制器单片机AT89S52TXDRXDA/D转换模块通信模块MAX232PC采样RS232接口前台采集系统后台监控系统图1.1简易监控系统的总体设计图其中，后台监控系统发出指令，选择工作模式，由单片机控制，进行数据采集，采集相应的模拟量，数据再分别经过A/D转换模块进行处理，处理之后上传至主控制器单片机

8、，与此同时，将数据上传至后台监控系统级即上位机上显示。系统中，后台监控系统只要完成人机交互的工作，单片机负责对其发出的指令进行翻译、执行，这就减小了主控制单片机的工作量，也利于系统的扩展（必要的时候，可以增加芯片），加强了对整个系统的控制力。除此之外，也更好的达到人机交互的目的。1.3方案论证1.3.1微控制器的方案选择常见的最小单片机系统芯片有：8031、8051、AT89C51/52、AT89S51/52等。而现在用AT89C51/52和AT89S52的系统设计的颇多。方案一：