变电站温湿度采集单元的设计与实现.doc

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1、变电站温湿度采集单元的设计与实现 【摘要】本文介绍了一种由瑞士罗卓尼克公司(ROTRONICAG)研发HygroClip-CP01-3RH型温湿度传感器和AT89S52单片机组成的温湿度采集单元。该单元体积小、精度高、简单可靠。在此基础上，采用了VisualStudio2003环境下的PC机与单片机的串口通信方案，该方案设计了一套完整的通信协议，保证了通讯过程中数据的正确性。由于上位机串口通信软件采用WindowsAPI串口通信函数来实现，因此灵活性很强。与此同时，利用一系列ODBCAPI函数访问SQLSERVER数据库数据，能实现对数据的实时分析、处理等。【关键词】AT89S52；串

2、口通信；温湿度传感器；RS4851.绪论现实生活中,变电站对环境温度和湿度提出了很高的要求，因此能否有效地对这些领域的环境温度和湿度进行实时监测和控制是一个必须解决的重要课题。本文利用传感器，单片机以及串口通讯对温湿度进行实时监测与采集。1.1课题背景与目的温湿度作为变电站监控系统中一个极其重要的物理参量，关系到变电站各设备的正常运行，以及民生大计的事情，不可轻视.。主要表现在以下几个方面：（1）在盛夏高温季节，由于环境温度本身就较高，再加上内部电器部件发热，从而使设备超高温运行，容易发生的事故，且加速设备的老化，缩短设备的使用寿命，因此监控数据也会产生错误。（2）在雨后及梅雨季节环境

3、中湿度较高的情况下，高压电器柜壳体及内部机构会产生凝露水滴，当积累一定程度后会滴水，从而造成局部放电或断路，引发事故。因此，如何正确及时的监测温湿度参量，对设备的维护及措施的实施具有重要的指导作用。1.2论文构成及研究内容温湿度采集单元作为比较成熟的技术在工业中得到广泛应用，但普遍存在一个问题。软硬件结合度不高，数据处理过程很不友好。而本系统，将硬件、串口通讯和数据库技术有机的集合在一起，实现对数据的采集、传输、分析处理等环节，实现了工业过程的自动化，解决了上述弊端。研究内容如下：1.底层采集单元的设计。该单元具有温湿度信号的AD转换及RS485接口。2.远程通信软件设计。该软件应能实

4、现上位机与下位单片机的通信功能。3.数据库应用分析软件。该软件能实现对数据的分析、处理等功能。2.温湿度采集单元的硬件实现温湿度传感器采集的温湿度两路模拟信号通过ADC0809转化为数字信号输入到单片机中心处理后，采用RS485方式输送。其整体结构如图2-1：[1]HygroClip-CP01-3RH型温湿度传感器ADC0809RS485AT89S52单片机RS485转RS232图2-1温湿度采集单元整体结构图2.1温湿度传感器随着时代的发展,科研、农业、暖通、纺织、机房、航空航天、电力等工业部门,越来越需要采用温湿度传感器,对产品质量的要求越来越高,对环境温、湿度的控制以及对工业材料

5、水份值的监测与分析都已成为比较普遍的技术条件之一。本设计选用的是HygroClip型温湿度传感器。[2]表2-1HygroClipCP01技术指标19HygroClipCP01技术指标传感器温度ROTRONICHygromer™AC-1薄膜聚酯电容湿度Pt1001/3DIN测量范围湿度0...100%RH温度-40...85℃(DIO输出)测量精度±℃湿度±0.5℃,可提高到±0.3℃温度±3%RH，可提高到±1.5%RH模拟输出湿度0...100%RH→0...+1VDC温度-40...60℃→0...+1VDC数字输出单总线数字输入输出DIO,协议开放重复性±0.3%RH，±0.1

6、℃稳定性每年优于±1%RH，±0.1℃响应时间0.6S输出负载>10kΩ供电电压3.5-24VDC,推荐5VDC供电电流损耗<4mA过滤器PVC探头尺寸Ф15×100mm防护等级IP65图2-2HygroClipCP01温湿度传感器外观结构图表2-2引线定义引线定义绿色供电正，推荐+5VDC黑色GND白色湿度模拟输出棕色温度模拟输出黄色数字DIO输入输出2.2主要芯片介绍本温湿度采集单元采用以AT89S52单片机作为核心芯片，配置以温湿度传感器、转换器ADC0809、RS485外围接口电路，完成数据的采集与输出。2.2.1AT89S52[3]AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8

7、位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89S52具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个