基于单片机的温度控制系统 基于单片机的远程温度智能监控系统

　　摘要：介绍了一种基于单片机的远程温度智能测控系统，通过RS485单总线远距离实现温度数据的回传与控制；具体阐述了系统的硬件设计与监控软件设计，给出了硬件的原理图和程序流程图。
　　关键词：单片机；RS485；温度传感器；MSComm控件
　　中图分类号：TP274文献标识码：A文章编号：1009-3044(2007)17-31437-01
　　Remote Intellectualized Temperature-control System Based on the SCM
　　HUA Wei
　　(Changzhou Tianwei Automation Science and Technology Limited Company,Changzhou 213001)
　　Abstract:This article introduced a remote intellectualized temperature-control system based on the SCM,far temperature datas were transmitted and controlled at long bowls by RS485;this article elaborated the system’s design on hardware and surveillant software, simultaneously has produced the hardware schematic diagram and program flow diagram.
　　Key words:SCM;RS485;Temperature sensor;MSComm control
　　
　　1 引言
　　
　　温度对工农业生产和国防事业均有不同程度的影响。纺织、食品、烟草等工业中,温度过高容易使产品变质,电子仪器也容易出故障。温室栽培和工业生产中,若不控制温度,将严重影响产量和质量。国防方面,枪支弹药,军用仪器,武器准备等都不能受潮,对军用仓库必须实行温度控制，传统的温度测量方式周期长,不能实时监测,而且测量员必须到现场进行测量和启动功率设备来调整温度,工作效率非常低,且不便于管理。为此设计了这套远程测控系统,为装备和物资储存提供了良好的温度环境,具有十分的重要的意义。
　　
　　2 系统总体设计
　　
　　目前PC机与多台单片机构成的分布式工业控制系统、数据传输系统等在工业现场的应用越来越广泛.它既利用了单片机功耗低、价格便宜、功能强大、抗干扰能力好等优点构建适宜分布于工业现场、使用方便灵活的监控站或下位机,又结合PC机丰富的软硬件资源,提供管理功能强大、人机界面友好的操控平台。
　　该系统是基于51系列单片机和PC机控制对工业现场温度进行智能控制的系统，将现场温度控制在一定范围例如（0～50℃），并且通过计算机可以对现场温度进行实时检测和控制，如果现场温度超出控制范围发出报警声音，同时通知下位机启动相应设备进行降温，系统总体框图如图1所示。
　　图1 系统总体框图
　　
　　3 系统硬件电路设计
　　
　　该系统要完成现场温度的采集、传输，最后达到计算机进行实时显示与监控，当温度达到报警温度后系统发出报警声音，同时通知下位机启动相应设备降温。在温度采集方面选用AD590，该传感器有测量误差小、价格低、响应速度快、传输距离远、体积小、微功耗的特点，适合远距离测温、控温，不需要进行非线性校准。信号放大与调整部分采用3个OP电路构成简易的仪表放大器，对温度信号进行放大和调整，其中比较关键的是在信号放大后有可能信号会超出ADC0804输入信号（0～+5V）范围，所以还必须用5V左右的稳压管进行电压限制，然后才能送入AD转换电路。信号转换部分用ADC0804实现模数转换，信号传输部分采用RS-485单总线，其可靠性高、成本低、性能好，其传输距离可达1200m,传输速率最高可达10Mbit/s,而且在单总线最高可连接256个设备节点。因为要远距离的实现数据信号的全双工通信，而RS485总线在同一时刻只能做驱动器或者接收器的半双工通信方式，所以在电路设计时采用发送和接收分开传输的两条总线，现场部分关键电路原理图如图2所示，上位机接收转换电路原理图如图3所示。
　　图2 现场部分电路原理图
　　图3 上位机信号接发电路原理图
　　
　　4 单片机数据处理流程
　　
　　在该系统中单片机负责数据传输至计算机，计算机监控软件进行温度监控，同时单片机还要同时检测是否计算机发送的启动设备的命令，其数据流程图如图4所示。
　　
　　5 上位机软件设计
　　
　　上位机的软件功能主要是负责温度数据的实时显示，当温度达到报警温度后系统报警，此监控软件用VB软件来编写。在标准串口通信方面,VB提供了具有强大功能的通信控件MSComm,该控件可实现串行通信数据的发送和接收,对串口状态及串口通信的信息格式和协议进行设置。该控件屏蔽了通信过程中的底层操作,程序员只需设置好MSComm控件的属性和事件就可以实现异步串行通信。
　　图4 单片机数据处理流程
　　程序设计中对MSComm控件的常用属性设置如下：
　　msclient.CommPort = 1 ‘设定COM1口
　　msclient.Settings = "9600,n,8,1"
　　‘设定波特率为9600无校验，8位数据位
　　msclient.InputLen = 0‘接收缓冲区中有字符有接收
　　msclient.InBufferSize = 1024
　　‘设定接收缓冲区大小为1024字节
　　msclient.OutBufferSize = 512
　　‘设定发送缓冲区大小为512字节
　　msclient.SThreshold = 0‘发送不触发发送事件
　　msclient.RThreshold = 1
　　‘接收缓冲区中只要有字符就触发接收事件
　　msclient.InBufferCount = 0 ‘清空接收缓冲区
　　msclient.OutBufferCount = 0‘清空接收缓冲区
　　msclient.PortOpen = True ‘打开串口
　　发送数据用 MSComm1. Output = "xxx"命令
　　程序设计中一个是下位机通过RS485单总线传过来的温度数据，用计算机的串口来接收并实时显示，同时判断温度是否在某一预置范围，如不在则向现场的下位机通信，启动设备。上位机的程序设计流程图如图5所示。
　　图5 上位机的程序设计流程图
　　
　　6 结束语
　　
　　该温度智能控制系统不光可以测温度，如果接上瓦斯传感器，还可测瓦斯的浓度，对一些危险场所也可以起监控与报警作用，当然还可以接光敏电阻、酒精、亮度、湿度一类传感器，所以该系统可适用纺织、食品、烟草、温室栽培、电子仪器等对温湿度有要求的场所。温湿度测控达到了完全一体化、自动化、实时化、远程化。因此,具有广泛的适应性和应用前景。
　　
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　　注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。
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