控制室屏柜物联网监护系统.doc

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1、控制室屏柜物联网监护系统提醒：垃圾文章，请勿抄袭摘要为了提高系统管理的先进性和安全性，在工业自动控制中需要实现控制室屏柜的远程控制。本文研究通过物联网技术实现对多个屏柜的远程开关控制，并将当前状态反应给控制端。物联网技术是新一代信息技术，是在互联网技术基础上的延伸和扩展的一种网络技术，其用户端延伸和扩展到了任何物品和物品之间，进行信息交换和通讯以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理。本文通过多台51单片机实现物联网技术，由一台作管理用的上位主计算机（主机）和多台直接参与控制检测的下位从计算机（从机）构成的主从式多机系统，利用单片机间串口

2、通信实现主机与从机间通信。同时设计了从机对屏柜的门控电路，从而实现在主机端即可控制多个屏柜。关键词：物联网，单片机，串行通信，控制室屏柜，门控系统3636ABSTRACT36目录摘要IABSTRACTII前言11.本课题选取的目的及意义12.本文主要工作1第一章串行通信部分11.串行通信原理11.1通信的种类91.2通信参数91.3工作模式31.4同步通信与异步通信42.串口通信传输协议52.1IIC总线传输协议52.2SPI总线传输协议72.3串口通信传输协议92.3.180C51单片机的串行口的结构92.3.280C51串行口的控制寄

3、存器102.3.380C51单片机串行口的工作方式112.4方案选取133.主从通信系统设计133.1硬件原理图设计133.2软件的编写14第二章从机电子锁部分171.门控系统组成172.电控锁选择及其驱动电路设计173.报警电路184..单片机电路18第三章系统仿真20结束语18参考文献18附录18致谢1836前言在工业控制中，当工作人员对控制室进行检修时，需要对控制室屏柜开关进行控制，并要及时获取屏柜开关状态。为了提高系统管理的先进性和安全性，计算机工业自动控制和检测系统越来越多地采用集总分散系统。较为常见的形式是由一台作管理用的上位

4、主计算机(主机)和多台直接参与控制检测的下位从计算机(从机)构成的主从式多机系统，主机和从机之间以通讯的方式来协调工作。主机的作用一是要向从机发送各种命令及参数；二是要及时收集、整理和分析从机发回的数据，供进一步决策和报表。从机被动地接收、执行主机发来的命令，并且根据主机的要求向主机回传相应的实时数据，报告其运行状态[1]。1.本课题选取的目的及意义物联网是新一代信息技术的重要组成部分，其核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。物联网就是“物物相连的互

5、联网”。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算、泛在网络的融合应用，被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。单片机开创了嵌入式系统独立发展道路，嵌入式技术是物联网技术最为关键的底层技术，在单片机技术成熟发展的今天，物联网的兴起，给单片机提供一个更为广大和宏伟的舞台，同时也给单片机提供了新的发展方向。随着计算机系统的应用和微机网络的发展,通信功能越来越显的重要，由于串行通信是在一根传输线上一位一位的传送信息,所用的传输线少,并且可以借助现成的电话网进行信息传送。因此,用串行总线技术可以使集总分散系统的硬件设计大大简化、系统的

6、体积减小、可靠性提高。特别适合于远距离传输。在实时控制和管理方面,采用多台微机处理机组成分级分布控制系统中,各CPU之间的通信一般都是串行方式。本次课题的设计所采用的方法是用串口通信的方法来实现主从式总线通信系统的。MCS-51系列单片机内部带有一个可用于异步通讯的全双工的串行通讯接口，因此可以很方便地构成一个主从式多机系统。51单片机由于其出色的性能和便宜的价格，目前仍然是国内用的最为广泛的8位单片机类型，因此选取基于51单片机的主从通信系统的设计与实现这个课题是十分有意义的。2.本文的主要工作本次毕业设计的主要工作是利用51单片机总线

7、式主从通信系统，实现基于主从总线的数据传送，利用主机控制从机，从机控制电子锁开关，并向主机返回数据，从而实现对控制室屏柜的监护系统。为了方便起见，先设计一个一主两从的通信系统，画出系统的硬件原理图，并且在此原理图的基础上设计出软件实现此功能。至于更加复杂的主从式多机系统的设计与实现可以在此系统的基础上进行扩展实现。在本次控制室屏柜监护系统设计与实现过程中，要完成以下任务：36（一）串行通信部分1.了解串口通信的原理，选择合适的通信协议进行管理2.设计主从式通信系统的硬件原理框图3.设计通信系统硬件电路4.串行通信软件程序设计与调试（二）从

8、机电子锁控制部分1.硬件电路设计2.程序设计（利用中断）第一章串行通信部分1.串行通信原理1.1通信的种类通常通信的形式可以分为两种，一种为并行数据通信，另一种则为串行数据通信。两种不同的通信