［編輯簡介］：本文介紹一種系統(tǒng)采用主從式兩級結(jié)構(gòu)的大型糧庫溫度監(jiān)控系統(tǒng)，主機為PC上位機，從機為68HC08GP32為主控芯片的分機（下位機）。可以在三根線（電源線、地線、信號線）上同時并聯(lián)多個溫度探測點。文章對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、特點進行了較為詳細的論述。

［摘要］：

［關(guān)鍵詞］：大型糧庫 溫度監(jiān)控系統(tǒng) PC 傳感器

             傳統(tǒng)的國內(nèi)糧庫溫度監(jiān)控系統(tǒng)采用熱敏電阻或PN結(jié)為溫度傳感器，采用通用的IN的單片機為控制芯片進行分級控制。這種結(jié)構(gòu)比較適合于房式倉，因為房式倉高度小，每根電纜上只需3～4個測溫點，廠家可通過每若干電纜（2～3根）組成一級分線器，再若干分線器組成一級分機，再若干分機組成總機的三級結(jié)構(gòu)（每個分機，分線器所能容納的子結(jié)構(gòu)取決于單片機的I/O口的數(shù)目）。

        　　而對于倉高20～40米，一根電纜上將會有15～30個溫度點。倘若還采用以前的結(jié)構(gòu)，采用熱敏電阻為溫度傳感器，勢必造成一根電纜一個分線器，同時在一根電纜中將要同時容納20～30根信號傳輸線。這樣帶來系統(tǒng)安裝，維護，可靠性以及成本的一系列問題。

        　　本系統(tǒng)采用主從式兩級結(jié)構(gòu)，主機為PC上位機，從機為68HC08GP32為主控芯片的分機（下位機）。下位機采用DALLAS的數(shù)字式溫度傳感器芯片DS1820，可以在三根線（電源線、地線、信號線）上同時并聯(lián)多個溫度探測點。每個分機上可以連接10跟電纜，每根電纜上可并聯(lián)幾十個點。分機利用了68HC08GP32的片內(nèi)FLASH功能，實現(xiàn)了DS1820的序列號在68HC08GP32中的動態(tài)存取，從而節(jié)省了大量存儲器。溫度數(shù)據(jù)保存在68HC08GP32的片內(nèi)RAM里并且利用了充分利用了68HC08GP32的片內(nèi)的A/D實現(xiàn)了濕度數(shù)據(jù)的測量。

        DS1820數(shù)字式溫度傳感器芯片

        　　DS1820采用9個位來表示被測量點的溫度，通過單一根線和控制器進行信息通訊。溫度讀取，溫度測量和溫度設置等所需的能源也都可以數(shù)據(jù)線上獲取而無須另加電源。由于每個DS1820內(nèi)部都設有一個*的序列號，所以多個DS1820可以共存與同一條線上。每個DS1820內(nèi)部可以分為4個部分：

        　　1.>64位的序列號，是區(qū)別不同傳感器芯片的*編號；

        　　2.>8字節(jié)的片內(nèi)RAM，用于保存芯片檢測到的溫度數(shù)據(jù)以及臨時保存報警溫度限；

        　　3.>2字節(jié)的EEPROM，用于*性保存溫度報警上下限；

        　　4.>溫度傳感器。

        　　用戶對于DS1820的訪問分為3個步驟：

        　　1.初始化

        　　2.序列號訪問命令

        　　接下來，用戶通過信號線，發(fā)送一個特定的64位序列號編碼。這時，信號線上所有相連DS1820都進行編碼匹配，只有編碼一致的DS1820才被激活，可以接受下面的內(nèi)存訪問命令。

        　　3.內(nèi)存訪問命令

        　　在用戶發(fā)送序列號訪問命令選定特定DS1820芯片后，被選中的芯片便可以接受內(nèi)存訪問命令。讀取溫度數(shù)據(jù)，設定溫度報警限。

        單片機68HC08GP32主要特性

        　　68HC08GP32為MOTOROLA公司新出品的帶片內(nèi)FLASH的8位單片機。其主要特性為：

        　　* 32K的片內(nèi)FLASH，可以動態(tài)修改其內(nèi)容
　　* 512字節(jié)的RAM
　　* 具備SPI和SCI接口
　　* 具備2路16位雙通道的定時器，可分別作為輸入捕捉，輸出比較和PWM功能
　　* 具備8路8位A/D
　　* 具備內(nèi)部PLL功能，高總線8M
　　* 具備8個鍵盤中斷輸入

        　　本系統(tǒng)（圖1）采用二級系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。上位機為PC機，通過一個自制的232-485轉(zhuǎn)換器直接和眾多的下位機（分機）相連。每個分機由一片MC68HC08GP32控制，可連接10根電纜，而每根電纜多可以連接40個測溫點（DS1820），另外，每個分機可以接入2路模擬濕度傳感器輸入。分機自帶鍵盤和液晶模塊，通過鍵盤輸入可以實現(xiàn)分機的單機運行也可以實現(xiàn)與上位機連網(wǎng)運行。分機檢測范圍±64.0度，精度0.5度，其濕度的精度低于1%。系統(tǒng)整體上分為4個部分：

        　　·上位機軟件；
　　·RS232-485轉(zhuǎn)換器；
　　·分機模塊；
　　·電纜連接。

        上位機軟件

        　　PC上位機提供了一個強大的數(shù)據(jù)庫支持軟件。用戶通過PC機的串口輕松實現(xiàn)與下位機的通訊。數(shù)據(jù)庫采用通用的ACCESS數(shù)據(jù)庫，軟件用Visual C++編制，具備速度快，效率高的特點。其主要功能為：

        　　·可以上載，下載分機配置（每根電纜測溫點個數(shù)及其序列號）；
　　·對分機發(fā)送檢測溫度命令以及提取溫度數(shù)據(jù)；
　　·設置分機時間參數(shù)以及風機控制命令；
　　·將溫度數(shù)據(jù)以各種圖形化方式（正視，俯視，三維）顯示及存入數(shù)據(jù)庫；
　　·進行簡單的糧情分析處理功能及打印功能。

        RS232-485的轉(zhuǎn)換器

        　　由于糧庫溫度測溫對可靠性，成本都要求較高，所以，我們采用RS485通訊方式來實現(xiàn)上下位機的通訊。
　　RS-485傳輸速度快，距離遠。因為它采用平衡式傳送方式，它的輸入，輸出均為差動方式，這樣在受到干擾時，兩根信號線可能同時產(chǎn)生干擾電平，對差動輸入，將不起作用。它高速率可近兆，距離可達幾公里。

        　　另外，在通用串行通訊方式主從結(jié)構(gòu)的多機系統(tǒng)中，主機的串行輸出將同時接到多個從機的輸入上，多個從機的輸出（每一時刻多只能一個有效）將連至主機的輸入上。這要求一個傳送器的輸出要驅(qū)動多個接受器，多個傳輸器的輸出還能夠并聯(lián)在一起。RS485的接受器的輸入負載小，可以允許一個傳送器驅(qū)動多個接受器；而且處于禁止狀態(tài)的輸出的漏電流較小，可以允許多個傳送器的輸出并聯(lián)。所以，采用RS485協(xié)議是較為理想的選擇。

        分機結(jié)構(gòu)

        　　分機采用68HC08GP32為主控芯片，自帶鍵盤和液晶。既可以與PC機連網(wǎng)運行，又可以脫網(wǎng)單機運行。其主要功能為：
　　·自動檢測分機中每根電纜連接的測溫點的個數(shù)及其序列號，并將其保存到68HC08GP32的內(nèi)部FLASH中；
　　·檢測各點溫度，濕度以及本機編號，并將其保存到68HC08GP32的RAM中以便查閱；
　　·根據(jù)需要設定風機開關(guān)；
　　·接受鍵盤輸入，并根據(jù)用戶的輸入在液晶中顯示分機狀態(tài)及分機信息；
　　·根據(jù)用戶設定，定時對分機進行溫度測量，動態(tài)刷新溫濕度數(shù)據(jù)；
　　·接受上位機（PC）機發(fā)來的指令和數(shù)據(jù)，并對此作出響應。

        電纜

        　　電纜采用3線制，一根信號線，一根電源線和一根地線。線上同時可以并聯(lián)40個DS1820溫度探測器，線長大可至40米。
系統(tǒng)功能擴展

        　　雖然這是一個針對筒式倉結(jié)構(gòu)特點的溫度控制系統(tǒng)。但是由于該系統(tǒng)具有溫度探測點并聯(lián)，濕度檢測以及相應的風機控制等功能，所以系統(tǒng)將很容易移植到樓宇控制自動化，賓館飯店中央空調(diào)系統(tǒng)的溫濕度控制等。具有廣泛的應用市場。

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