系统方案论证

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1、贵州大学本科毕业设计第5页第二章系统方案论证通过设计要求，可以把整个设计分为四个部分：测温传感器、数据采集与处理模块、远程通信模块、上位机管理系统。如图1－1所示：2.1温度传感器的方案选择随着现代科技的发展，传感器技术的应用越来越广泛。其中，在传感器家族中占有重要地位的成员——温度传感器的应用也深入了各个领域。温度传感器是检测温度的器件，其种类最多，应用最广，发展最快。按照温度传感器的输出信号的模式，可大致划分为三大类：逻辑输出温度传感器、模拟式温度传感器、数字式温度传感器。 2.1.1逻辑输出温度传感器贵州大学本科毕业设计第5页

2、在许多应用中，我们并不需要严格测量温度值，只关心温度是否超出了一个设定范围，一旦温度超出所规定的范围，则发出报警信号，启动或关闭风扇、空调、加热器或其它控制设备，此时可选用逻辑输出式温度传感器。LM56、MAX6501-MAX6504、MAX6509/6510是其典型代表。根据本设计的要求，不适宜用此类传感器。2.1.2模拟式温度传感器由于传统的模拟温度传感器，如热电偶、热电阻及RTDS对温度的监控，在一些温度范围内的线性不是太好，需要进行冷端补偿或引线补偿，而且热惯性大，响应时间较慢，所以在市场上已很少遇到。集成模拟温度传感器与之

3、相比，具有灵敏度高、线性度好、响应速度快等优点，而且它还将驱动电路、信号处理电路以及必要的逻辑控制电路集成在单片IC上，有实际尺寸小、使用方便等优点。常见的模拟温度传感器有LM3911、LM335、LM45、AD22103电压输出型、AD590电流输出型。该方案的缺点是模拟信号转换为数字信号的接口电路需要占用微机的数条数据/控制线，限制了微机功能的扩展；而且在温度监测点大范围分布的系统中，模拟信号需长距离传输，信号容易失真,抗干扰能力差。所以不采用此方案。2.1.3数字式温度传感器如果采用数字式接口的温度传感器,上述设计问题将得到简

4、化。数字式温度传感器直接输出数字测温信号，不但节约了微机的数条数据/控制线，而且省去了A/D转换、放大、滤波等电路，在长距离传输过程中信号不易失真，抗干扰能力强，所以本设计采用数字式温度传感器。DS18B20是由美国DALLAS公司生产的一种自带编码的单线数字温度传感器，可以把温度信号直接转换成数字信号。每片DS18B20含有唯一的64位序列号，以便不同测温点的识别。DS18B20的测温范围是－55℃~+125℃。符合本设计的要求，所以本设计采用DS18B20数字式温度传感器。贵州大学本科毕业设计第5页2.2远程通信模块的方案选择2

5、.2.1基于无线通信模块的方案在工业测量和控制中,因为受到现场环境和其他条件的限制,使用传统的有线电缆传输信号由于存在着现场连接、接线麻烦等缺点,特别是在一些特定的环境下,极不方便,因此提出了无线数据传输。使用无线数据传输模块,进行数据信号的传输,对于长距离传输,带来了很大的便利。因此无线传输数据模块即发挥了它的无线优势。尽管在特定的条件下，使用无线数传输比有线数传输具有更大的可行性，但是由于无线传输也存在许多不足之处，如传统无线通讯方式通讯距离短、性能不稳定，受天气等情况影响较大，不能真正实现无缝覆盖等，所以针对本设计，不宜采用此

6、通信方式。2.2.2基于RS－485通信模块的方案随着数字技术的发展和计算机日益广泛的应用，现在一个系统往往由多台计算机组成，需要解决多站、远距离通信的问题。这就迫切需要一种总线能适合远距离的数字通信。在RS-422标准的基础上，EIA研究出了一种支持多节点、远距离和接收高灵敏度的RS-485总线标准。在要求通信距离为几十米到上千米时，广泛采用RS-485收发器。RS-485收发器采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰的能力，加上接收器具有高的灵敏度，能检测低达200mV的电压，故传输信号能在千米以外得到恢复。使用RS-485

7、总线，一对双绞线就能实现多站联网，构成分布式系统，设备简单、价格低廉、能进行长距离通信的优点使其得到了广泛的应用。贵州大学本科毕业设计第5页根据本设计要求，采用此方案。2.3上位机管理系统的确定随着计算机软硬件技术的飞速发展，计算机的性价比已被大多数人所接受，利用微型计算机对整个系统进行集中监控和管理是一种很好的选择。本设计选用普通微型计算机作为上位机，由上位机的测温管理软件统一管理下位机，对测温点参数进行设置、巡回检测各测温点温度、显示当前温度等操作。MicrosoftwindowsXP具有良好的人机界面、通用性好、操作方便等优点

8、，计算机的运行环境选MicrosoftwindowsXP。贵州大学本科毕业设计第5页2.2系统方案的确定通过上述论证，本系统方案框图1-2所示：其中传感器选用DS18B20,将温度信息转化成相应的数字信号,传入主要由AT89C52单片