基于CAN总线的集成式气候传感器的研究.pdf

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1、建筑电乞。_——●●___—__—__—IBUILDING2口11年第7期IELECTRIClTY基于CAN总线的集成式气候传感器的研究毛宗雷陈一飞(中国农业大学信息与电气工程学院，北京市100083)StudyonIntegratedClimateSensorsBasedonCANBusMaoZongleiChenYifei(CollegeofInformationandElectricalEngineering，ChinaAgriculturalUniversity，Beijing100083，C

2、hina)AbstractWithregardtotheindoorenvironment全数字的双向多节点通信连接．实现了完全意义上controlsystem’S(ofintelligentbuildings)detection的分散控制，相对DCS(分布式控制系统)具有节省requirementsforoutdoorenvironmentparameters，akind硬件数量等优点[1】。近年来．FCS快速发展，有人提ofintegratedclimatesensorisdeveloped；th

3、iskindof出采用FCS构建智能建筑室内环境控制系统。CANsensorintegratesfunctionssuchasilluminationdetection，windspeeddetectionandrainfalldetection．Inaddition。现场总线以其高可靠性、长传输距离和低成本等特acommunicationinterfaceiSalSOconstructedbasedon点．在智能建筑的研究和运用领域得到了广泛关注。theCAN．buscontrollerSJA100

4、0／transceiverPCA82C250．智能建筑室内环境的控制有赖于室外环境参数的realizingdatatransferbetweentheintegratedclimate检测[。照度、风速、雨量检测的准确性决定了室内sensorsanduppercomputers．KeywordsIntelligentbuildingsIntegrated环境控制系统运行的精准性。对三者的分立式检测，climatesensorCANbus国内外已经做过大量的研究．各种设计方案层出不穷：而对基于总线的集成

5、式气候传感器的研究，目前摘要针对智能建筑室内环境控制系统对室外国内尚属空白，这也是本文要讨论的内容。环境参数的检测要求，开发了一种集照度检测、风速1系统环境参数的检测检测和雨量检测功能于一体的集成式气候传感器．并构建基于CAN总线控制器SJAIO00，收发器智能建筑室内环境控制系统中环境参数的检测PCA82C250的通信接口．实现集成式气候传感器与上采用模块化结构(如图1所示)，分别将风、光、雨位机的数据传输。3个测量单元作为一个独立部件．嵌入到系统中。关键词智能建筑集成式气候传感器CAN总线系统由4

6、大部分组成，分别为数据采集部分、数据处理部分、数据传输部分和电源。其中，数据采集部分又包括风速采样、雨量采样、照度采样和温度采0引言样。整个系统采用单一的DC5V电源供电。目前．智能建筑室内环境控制系统中，大量使用2数据采集单元着各种检测环境的传感器．如照度传感器、温湿度传感器、雨量传感器等。传感器的使用。大大提高了智风速、雨量、照度环境参数分别由3个数据采集能建筑的自动化水平但传统的传感器一般都是分立单元获得．经8位A／D转换器转换．送至AT89C51式的．没有通信接口．且在实际应用中还存在布线繁单

7、片机．数据经过处理后送到CAN总线上。温度数多、维护麻烦等缺点。据采集采用DS18B20微型温度传感器采样后直接送至FCS(现场总线控制系统)为智能现场设备提供AT89C51单片机处理作者信息毛宗雷，男，中国农业大学信息与电气工程学院。陈一飞，男，中国农业大学信息与电气工程学院，副教授。o——-!!I!：14242．1风速检测[3]不同的风速作用于热电偶上会带走不同的热量．基于热电偶的风速检测电路如图2所示．该测量风速越大．热电偶表面的温度降得越低．而热电偶的电路的核心部分是一个热电偶探头(半径2．5

8、inm．输出电压与温度成线性关系．据此便可得到风速值。长度25mm)，如图3所示。该探头采用直径0．13mm、根据大量实测数据．可得到风速与检测电路输长度9mm的镍铬丝作为加热丝．呈线圈状均匀分布出电压'，的关系式：在热电偶丝的外围．在环境温度为20c【二且无风的情=e。¨+(1)况下．为热电偶提供一个200℃的温度环境。式中：0、b——的一次函数系数，此值由实验测定。为了提高在不同环境温度下的测量精度．使用DS18B20微型温度传感器测得实时环境温度．