CAN总线在粮库温湿度监控系统中的应用.pdf

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1、机电工程技术!""#年第$%卷第&期测量与控制’()总线在粮库温湿度监控系统中的应用**，!*王冬，曹立文，刘向东（*+佳木斯大学机械工程学院，黑龙江佳木斯,%-""&；!+哈尔滨工程大学机电工程学院，黑龙江哈尔滨,%""",）摘要：针对粮库温湿度检测实际情况，设计了基于’()总线的粮库温湿度监控系统，详细介绍了其硬件和软件的设计。该系统能自动监视粮库温湿度变化，实时与预先设定的温湿度参数值进行比较，并驱动相关驱动设备，使粮库温湿度保持在一定的范围内。远程监控系统使用了’()总线技术，增强了系统的可靠性。该系统已成功应用于粮库温湿度监控。从实际应用情况来看，该系

2、统不仅在信息传输的安全性、准确性和实时性方面均能满足控制的要求，而且具有很高的可靠性。关键词：’()总线；温湿度；粮库中图分类号：./!&$文献标识码：(文章编号：,0"121-1!3!00#45&2""%%2"!粮库温湿度的监控对粮食储存是至关重要的，传统方集、临时数据存储与显示、各种功率设备的控制等；控制法采用了66’7即直接数字控制8方式，但是也存在一些中心服务器位于监控室，实时监控各子节点的工作状态，缺点：如布线长、施工量大、系统通讯的实时性和可靠性采集数据，并对数据进行必要的处理。都不高等。可以利用’()总线解决这些问题，它是一种根据系统总体方案，采用

3、自下而上的设计思路进行温面向工业控制的现场总线，集数字通信、智能仪表、微机湿度监控系统的开发，以保证系统开发的可靠性，同时符技术及网络技术于一身，突破了以往“点对点”式的模合模块化设计思想，即在总体方案确定后，进行各功能模拟——数字控制的限制，完全实现了对控制系统的分散控块的设计，并通过模块间的接口组合成完整的系统。制，便于集中管理［*］。本文针对黑龙江省粮库改造项目的!本地温湿度监控单元的设计具体情况，基于’()总线设计了粮库温湿度监控系统。本地温湿度监控单元作为’()总线的子节点与控制*系统组成中心服务器通讯，结构如图!所示。节点的核心器件选用该系统主要由控

4、制中心服务器、’()总线适配器、子(.9:;公司的<位高性能微控制器(.9:=(,#。(.>节点’()总线适配器和本地温湿度监控单元组成，系统9:=(,#自带晶振、电源监控和看门狗电路，简化了硬件组成如图*所示。’()总线适配器完成各节点协议与’()结构，提高了系统的可靠性。总线协议之间的转换，实现各节点处理器与’()总线间传感器采用;?@?AB公司的温湿度一体化传感器的通讯；本地温湿度监控单元主要完成温湿度信息的采C9*00.DE，其测量的温度范围为2-0FG,55F，湿度范围为5G,55HD。(.9:=(,#自带<路的(I6可直接对温湿度传感器进行采样。由于

5、单体粮库的容积的不确定性及实际工况的不确定性，传感器数量也是不确定的，所以在传感器与(.9:=(*#之间加了采样开关’6-5%*，以便于根据实际需要对传感器进行扩展。键盘采用-J-矩阵式结构，用以输入有关数据和命令，键盘扫描采用外部中断方式，当有键盘被按下时’/K响应中断，扫描键盘，执行相应的键处理程序。液晶显示器选用’($!5!-5:模块，该模块为$!5L!-0图形点阵模块，’’M;背光，板上可选控制器N:6,$$%、负压，它与主控制器采用<位数据并行总线通讯。微打选用北京炜煌图*系统组成图OD2-""<(P.，采用串口方式与(.9:=(*#通讯。收稿日期：!

6、""#—"$—",!!测量与控制机电工程技术!""#年第$%卷第&期当温湿度超出设定值范围时，),-./)0!1首先发出报$可根据报文的I6决定接受或屏蔽该报文；警信号，并向控制中心服务器发出信息，在征得控制中心%可靠的错误处理和检测机制，发送的信息遭到破坏的同意后，控制驱动电路的开关动作。驱动芯片选用2(门后可重发；电路-(0’0$，它的输入端接收,,3电平，而输出信号可以&节点在错误严重的情况下具有自动退出总线的功驱动继电器。继电器选用4/’0$1型固态继电器，其最大电能。流可达$")。继电器连接空调机、除湿机和通风设备。()*总线的以上特点，为工业控制系统

7、中高可靠性的数据传送提供了一种新的解决方案，其在国外工业控制领域已经有了广泛的应用，现在国内的许多工业控制领域也开始使用基于()*的现场总线。()*总线已成为最有发展前途的’种现场总线之一［!］。（!）()*总线适配器本系统设计的()*总线适配器内置数据处理微处理器和()*总线控制器，能实现J(机与()*总线间的数据智能转换。工作原理如图$所示，由微处理器负责实现通讯协议，转换J(机数据和()*通讯数据。为了提高系统的抗干扰能力，在数据通道上增加了完整的电气隔离电路，隔离电路采用光电图!本地温湿度监控单元隔离元件，自带6(5)(电源模块，无需外接电源。软件设计着

8、重考虑软件系统的可靠性、