專(zhuān)利名稱(chēng)：智能儀表集散系統(tǒng)的綜合監(jiān)控儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及溫度、濕度、光照度等變量的綜合監(jiān)控裝置，更詳細(xì)地是涉及用于花卉和蔬菜及菌類(lèi)種植棚、育苗、水產(chǎn)養(yǎng)殖、倉(cāng)庫(kù)等的溫度、濕度、光照度等變量的智能儀表集散系統(tǒng)綜合監(jiān)控裝置。
現(xiàn)有的監(jiān)控裝置，例如一般工業(yè)用監(jiān)控儀表或監(jiān)控計(jì)算機(jī)，主要由一個(gè)單片機(jī)及其配件構(gòu)成，有的甚至沒(méi)有單片機(jī)，其工作過(guò)程包括將現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)(也稱(chēng)前端儀表數(shù)據(jù))輸送到該監(jiān)控儀，監(jiān)控儀根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況發(fā)出控制指令。這類(lèi)監(jiān)控儀存在如下缺點(diǎn)(1)其輸入都是模擬量或開(kāi)關(guān)量，其輸出也是模擬量或開(kāi)關(guān)量，因此采集與控制的路數(shù)及測(cè)控點(diǎn)的距離受一定限制；(2)主要實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制，不存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，包括時(shí)間參數(shù)，即使巡回檢測(cè)裝置也只是集中顯示，給出報(bào)警，但不存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)；(3)采集數(shù)據(jù)都是將信號(hào)直接輸入，在多個(gè)參數(shù)情況下連接線(xiàn)多而復(fù)雜，在距離較遠(yuǎn)情況下接線(xiàn)問(wèn)題更為突出；(4)一般現(xiàn)場(chǎng)儀表多用鍵盤(pán)輸入，會(huì)出現(xiàn)由于非操作人員誤操作引發(fā)事故。
本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種智能儀表集散系統(tǒng)綜合監(jiān)控儀，用于花卉和蔬菜及菌類(lèi)種植棚、育苗、水產(chǎn)養(yǎng)殖、倉(cāng)庫(kù)等的溫度、濕度、光照度等變量的綜合監(jiān)控。
本實(shí)用新型的智能儀表集散系統(tǒng)綜合監(jiān)控儀由三個(gè)單片機(jī)、三個(gè)通訊器、實(shí)時(shí)鐘、時(shí)鐘顯示器、參數(shù)顯示器、地址開(kāi)關(guān)、存儲(chǔ)器、報(bào)警器、紅外接收器、遙控鍵盤(pán)構(gòu)成，負(fù)責(zé)采集數(shù)據(jù)的單片機(jī)分別與通訊器、實(shí)時(shí)鐘、時(shí)鐘顯示器、紅外接收器連接，負(fù)責(zé)存儲(chǔ)的單片機(jī)分別與地址開(kāi)關(guān)、通訊器、存儲(chǔ)器、報(bào)警器連接，負(fù)責(zé)顯示的單片機(jī)與參數(shù)顯示器、通訊器連接，遙控鍵盤(pán)控制紅外接收器。
可見(jiàn)，本實(shí)用新型的智能儀表集散系統(tǒng)綜合監(jiān)控儀是一臺(tái)以多個(gè)單片機(jī)為核心的電子裝置。依靠固化于多個(gè)單片機(jī)中的程序協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)多臺(tái)前端智能儀表測(cè)量參數(shù)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集，集中顯示及存儲(chǔ)以及上位機(jī)通訊；裝置具有實(shí)時(shí)時(shí)鐘并顯示時(shí)間；裝置具有紅外線(xiàn)遙控鍵盤(pán)，可以輸入，存儲(chǔ)及修改時(shí)間參數(shù)及多個(gè)參數(shù)的上下閾值，并根據(jù)實(shí)際參數(shù)的超限情況給出聲光報(bào)警；裝置可以接收上位計(jì)算機(jī)的指令，向上傳送本身所存儲(chǔ)的時(shí)間與參數(shù)數(shù)據(jù)以及對(duì)自身時(shí)間及參數(shù)閾值進(jìn)行修改；也可以根據(jù)參數(shù)的需求，發(fā)出指令，啟動(dòng)相應(yīng)的控制器及設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)參數(shù)的控制；裝置還具有電源掉電時(shí)，時(shí)間，存儲(chǔ)的參數(shù)數(shù)據(jù)及閾值的自保持功能。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)一般工業(yè)用監(jiān)控儀表或監(jiān)控計(jì)算機(jī)的輸入，都是模擬量或開(kāi)關(guān)量，其輸出也是模擬量或開(kāi)關(guān)量，因此采集與控制的路數(shù)及測(cè)控點(diǎn)的距離受一定限制。而本實(shí)用新型輸入及輸出都是數(shù)字量，信息的傳遞距離可以很長(zhǎng)，因此采集與控制輸出的個(gè)數(shù)及距離遠(yuǎn)多于一般的監(jiān)控儀表或監(jiān)控計(jì)算機(jī)；(2)一般的監(jiān)控儀表或監(jiān)控計(jì)算機(jī)主要實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制，不需要存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)，包括時(shí)間參數(shù)，即使巡回檢測(cè)裝置也只是集中顯示，一般不存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，而本實(shí)用新型除可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制之外更注重于全過(guò)程的監(jiān)測(cè)，因此除實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中顯示外，包括時(shí)間及參數(shù)數(shù)據(jù)都定期自動(dòng)存儲(chǔ)；(3)一般的監(jiān)控儀表或監(jiān)控計(jì)算機(jī)的功能切換及數(shù)據(jù)輸入等都采用機(jī)上鍵盤(pán)，在現(xiàn)場(chǎng)安置時(shí)，非操作人員可能無(wú)意操作引起系統(tǒng)出錯(cuò)，本實(shí)用新型采用紅外線(xiàn)遙控鍵盤(pán)，只有操作員可以操作，避免了人為的意外事故的發(fā)生；(4)一般智能監(jiān)控儀表或監(jiān)控計(jì)算機(jī)采集數(shù)據(jù)都是將信號(hào)直接輸入，在多個(gè)參數(shù)情況下連接線(xiàn)多而復(fù)雜，在距離較遠(yuǎn)情況下接線(xiàn)問(wèn)題更為突出，而本裝置是通過(guò)一條總線(xiàn)將各檢測(cè)點(diǎn)連接，特別在遠(yuǎn)距離情況下更具有優(yōu)勢(shì)；(5)某些智能監(jiān)控儀表具有標(biāo)準(zhǔn)通訊接口，可以實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)通訊，本裝置具有標(biāo)準(zhǔn)串行總線(xiàn)接口，除向上傳送保存的參數(shù)數(shù)據(jù)外，參數(shù)的給定值，連接的控制器狀態(tài)也可傳送，同時(shí)可接收時(shí)間及參數(shù)閾值的修改命令對(duì)其進(jìn)行修改；(6)由于本實(shí)用新型采用單片機(jī)為核心，采用固體存儲(chǔ)器件，因此可以長(zhǎng)期連續(xù)在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行；(7)本實(shí)用新型是為智能儀表集散系統(tǒng)而設(shè)計(jì)，是智能儀表集散系統(tǒng)的核心裝置，特別適用于測(cè)點(diǎn)分散且要求長(zhǎng)期運(yùn)行的農(nóng)業(yè)生態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；(8)本實(shí)用新型可以和多個(gè)智能儀表構(gòu)成獨(dú)立系統(tǒng)，也可以與上位計(jì)算機(jī)聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)，組成更大的系統(tǒng)。


圖1是本實(shí)用新型智能儀表集散系統(tǒng)綜合監(jiān)控儀的結(jié)構(gòu)方框圖；圖2是圖1的外形結(jié)構(gòu)圖；圖3-1、圖3-2、圖3-3、圖3-4、圖3-5、圖3-6是圖1的電路結(jié)構(gòu)圖。
下面通過(guò)實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步敘述。
實(shí)施例如圖1所示，本實(shí)用新型智能儀表集散系統(tǒng)綜合監(jiān)控儀由單片機(jī)1、6、8、通訊器2、5、10、實(shí)時(shí)鐘3、時(shí)鐘顯示器4、參數(shù)顯示器7、地址開(kāi)關(guān)9、存儲(chǔ)器11、報(bào)警器12、紅外接收器13、遙控鍵盤(pán)14構(gòu)成，負(fù)責(zé)采集數(shù)據(jù)的單片機(jī)1分別與通訊器2和5、實(shí)時(shí)鐘3、時(shí)鐘顯示器4、紅外接收器13連接，負(fù)責(zé)存儲(chǔ)的單片機(jī)8分別與地址開(kāi)關(guān)9、通訊器5和10、存儲(chǔ)器11、報(bào)警器12連接，負(fù)責(zé)顯示的單片機(jī)6與參數(shù)顯示器7、通訊器5連接，遙控鍵盤(pán)14控制紅外接收器13。
如圖2所示，本實(shí)用新型的裝置由機(jī)箱16和遙控鍵盤(pán)14兩個(gè)獨(dú)立的部分組成，機(jī)箱16正面安裝了電源開(kāi)關(guān)15、報(bào)警顯示器12、時(shí)鐘顯示器4、紅外接收器13、參數(shù)顯示器7，機(jī)箱16內(nèi)安裝其它部件。遙控鍵盤(pán)是與機(jī)箱匹配的獨(dú)立的輸入部分。它根據(jù)不同的按鍵，由編碼器給出不同的編碼指令，發(fā)送給機(jī)箱，由機(jī)箱內(nèi)的紅外接受器接收，轉(zhuǎn)換成指令碼，控制各單片機(jī)的動(dòng)作。
本實(shí)用新型的工作原理如下單片機(jī)1通過(guò)通訊器2負(fù)責(zé)定期采集各前端智能儀表的數(shù)據(jù)，通過(guò)通訊器5傳送給單片機(jī)6在參數(shù)顯示器7上進(jìn)行顯示，同時(shí)定期將采集的數(shù)據(jù)通過(guò)通訊器5送往單片機(jī)8并存儲(chǔ)于與其聯(lián)接的非易失性存儲(chǔ)器11中，單片機(jī)1還不斷讀取實(shí)時(shí)鐘3的數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)的顯示在與其連結(jié)的時(shí)鐘顯示器4上；單片機(jī)6負(fù)責(zé)重復(fù)顯示數(shù)據(jù)，包括參數(shù)值，和參數(shù)閾值(在設(shè)定參數(shù)時(shí))；單片機(jī)8負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，參數(shù)超限報(bào)警以及與其他計(jì)算機(jī)或裝置聯(lián)網(wǎng)通訊。包括通過(guò)通信器10接收上位計(jì)算機(jī)的指令，單片機(jī)8首先讀取地址開(kāi)關(guān)9數(shù)值，核對(duì)指令地址，如果符合則執(zhí)行指令；如果是數(shù)據(jù)傳送指令，則將存儲(chǔ)器11中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)傳送給上位計(jì)算機(jī)，如接收閾值或時(shí)間修改指令，則修改實(shí)時(shí)鐘3中存儲(chǔ)的參數(shù)閾值與時(shí)間參數(shù)；同時(shí)單片機(jī)8還判斷各參數(shù)是否超過(guò)參數(shù)閾值，如超過(guò)則驅(qū)動(dòng)報(bào)警器12給出相應(yīng)的報(bào)警。
本實(shí)用新型除可以接收上位計(jì)算機(jī)的指令，還可以接收遙控鍵盤(pán)14的指令。它具有一個(gè)紅外線(xiàn)接收器13，可接收遙控鍵盤(pán)14發(fā)出的紅外線(xiàn)信號(hào)，傳送給單片機(jī)1、6、8，并控制其動(dòng)作，包括參數(shù)設(shè)定和裝置運(yùn)行。在參數(shù)設(shè)定狀態(tài)時(shí)，利用遙控鍵盤(pán)14可以通過(guò)單片機(jī)1設(shè)定和修改實(shí)時(shí)鐘3中存儲(chǔ)的時(shí)間參數(shù)及各監(jiān)測(cè)參數(shù)的上下限閾值，同時(shí)通過(guò)單片機(jī)6在參數(shù)顯示器7上給出提示。在遙控鍵盤(pán)14給出運(yùn)行指令時(shí)，本實(shí)用新型監(jiān)控儀按設(shè)計(jì)的程序運(yùn)行。
圖3-1、圖3-4是單片機(jī)1、通訊器2和時(shí)鐘顯示器4的電路結(jié)構(gòu)圖，如圖所示，本實(shí)施例的單片機(jī)1采用AT89C51，AT89C51的電源P40 VCC及P20GND，復(fù)位端接復(fù)位芯片MAX818完成上電復(fù)位操作，P18 XTAL1、P19XTAL2接振蕩晶體CR1與電容C1及C2，本單片選用晶體振蕩頻率為18.432MHZ，時(shí)鐘周期為0.0542us，指令周期為0.65us，P0.7∽P0.0(P0口)、P1.7∽P10(P1口)、P2.7∽P2.0(P2口)和P3.7∽P3.0(P3口)都為8位接口，執(zhí)行I/O操作。
各I/O端口完成下列各項(xiàng)功能A.P0.7∽P0.0與實(shí)時(shí)鐘3(采用芯片DS12887)的AD7∽AD0的數(shù)據(jù)線(xiàn)連接，P3.6(WR)、P3.7(RD)分別與DS12887的P15(R/W)、P17(DS)連接，P3.0(ALE)與SD12887的P14(AS)相連。本裝置可通過(guò)軟件讀取時(shí)間數(shù)據(jù)和設(shè)置時(shí)間數(shù)據(jù)。
B.P1.7∽P1.0作為與單片機(jī)6、8和紅外接收器13之間的數(shù)據(jù)通信總線(xiàn)，它與通訊器5中的四線(xiàn)三態(tài)輸出緩沖器74HC244的輸出端2Y4∽2Y1、1Y4∽1Y1，四線(xiàn)三態(tài)輸出接收緩沖器74HC245的B7∽B0、鎖存器74HC273的輸入端D7∽D1相互連接。P2.7、P2.6、P1.4、P2.5為各緩沖器和鎖存器控制門(mén)的控制信號(hào)端，P2.7與74HC244的P19、P1相連，P2.6、P1.4分別與74HC245的P1、P19相連，P2.5與74HC273的P11連接。
C.P2.2、P2.3與時(shí)鐘顯示器4連接，給出時(shí)間的數(shù)字顯示。此數(shù)字顯示由4位LED數(shù)碼管組成，靜態(tài)顯示方式，由74HC164 4片32位移位寄存器，構(gòu)成有序的顯示鏈，(一只LED，一只電阻，一片74HC164，顯示一位)。P2.2、P2.3用于數(shù)據(jù)顯示更新，采用串行方式，P2.2輸出數(shù)據(jù)，P2.3輸出時(shí)鐘，四位數(shù)據(jù)顯示共32位二進(jìn)制位，一次刷新操作時(shí)間約0.5ms。
D.P3.0、P3.1、P2.4則用于與前端智能儀表的數(shù)據(jù)通信的通訊器2。P3.0為串行數(shù)據(jù)輸入，P3.1為串行數(shù)據(jù)輸出，而P2.4則擔(dān)任發(fā)送/接收轉(zhuǎn)換，輸出信號(hào)與輸入信號(hào)都經(jīng)光電隔離。通信采用專(zhuān)用芯片75176通信標(biāo)準(zhǔn)符合RS-485標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)時(shí)鐘3采用DS12887，DS12887是一種內(nèi)含電源封裝的24腿雙列直插芯片。它內(nèi)含鋰電池，晶體及支持電路，是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的小系統(tǒng)。在無(wú)外電源的支持下可維持非易失性10年，能自行推算秒、分、時(shí)、日、月、年，可以用BCD碼或二進(jìn)制，可選擇12/24小時(shí)工作制，自動(dòng)設(shè)定復(fù)時(shí)制，接口定時(shí)可選擇Intel或Motola方式，內(nèi)部RAM共128字節(jié)，14字節(jié)用于時(shí)鐘，而其余114字節(jié)可用做非易失性通用存儲(chǔ)器。
DS12887 P1腳接地，選擇Intel定時(shí)總線(xiàn)方式與89C51(2)接口，P0口做為總線(xiàn)方式低8位地址與數(shù)據(jù)分時(shí)自P0口輸出，與DS12887的AD7～AD0直接連接，而單片機(jī)提供的總線(xiàn)定時(shí)信號(hào)ALE，RD(P3.7)，WR(P3.6)也正好符合DS12887的定時(shí)要求。
圖3-2是單片機(jī)8、地址開(kāi)關(guān)9、通訊器10、存儲(chǔ)器11、報(bào)警器12、紅外接收器13、通訊器5(一部分)的電路結(jié)構(gòu)圖，如圖所示，單片機(jī)8采用AT89C51，AT89C51的電源P40 VCC及P20 GND，復(fù)位端接復(fù)位芯片MAX818完成上電復(fù)位操作，P18 XTAL1、P19 XTAL2接振蕩晶體CR3與電容C17及C18，單片機(jī)8選用晶體振蕩頻率為18.432MHZ，時(shí)鐘周期為0.0542us，指令周期為0.65us，P0.7∽P0.0(P0口)、P1.7∽P1.0(P1口)、P2.7∽P2.0(P2口)和P3.7∽P3.0(P3口)都為8位接口，執(zhí)行I/O操作。
各I/O端口完成下列各項(xiàng)功能A.P0.7∽P0.0與74HC245的A7∽A0相連，此P0口負(fù)責(zé)與單片機(jī)1的數(shù)據(jù)交換。
B.P1.0、P1.1、P1.2、P1.3、P1.4用于測(cè)試數(shù)據(jù)超限時(shí)的聲光報(bào)警的報(bào)警器12，P1.0、P1.1、P1.2、P1.3每根I/O線(xiàn)連接一只電阻，再連接一個(gè)LED發(fā)光二極管，分別指示相應(yīng)的超限參數(shù)，而P1.4的輸出信號(hào)經(jīng)一個(gè)電阻通過(guò)光隔4N33驅(qū)動(dòng)0.25W的喇叭。
C.P2.7∽P2.0讀入地址開(kāi)關(guān)9值，確定本機(jī)在通信網(wǎng)中的站地址。地址共8位，可設(shè)定128個(gè)地址。
D.P3.0、P3.1、P1.7則用于與上位PC機(jī)(586)數(shù)據(jù)通信的通訊器10。P3.0為串行數(shù)據(jù)輸入，P3.1為串行數(shù)據(jù)輸出，而P1.7則擔(dān)任發(fā)送/接收轉(zhuǎn)換，輸出信號(hào)與輸入信號(hào)都經(jīng)光電隔離。通信采用2片專(zhuān)用芯片75176通信標(biāo)準(zhǔn)符合RS-422標(biāo)準(zhǔn)。
存儲(chǔ)器11采用2片24LC65 E2PROM芯片，24LC65是Microchip公司生產(chǎn)的64K位串行電可擦除PROM外封裝為標(biāo)準(zhǔn)的8腿DIP的芯片。它具有兩線(xiàn)串行接口，工作電壓范圍在2.5V-6.0V，在6.0V電源的條件下，它的讀寫(xiě)電流分別是150us和3ms，等待電流為5us，24LC65提供重新定位的特別高耐期的4K位存儲(chǔ)器塊，典型E/W周期為1,000,000次，剩下60K位典型E/W周期為10,000次。
24LC65的P5(SDA)，P6(SCL)與單片機(jī)8的P3.4，P3.5連接，第一片的24LC65的地址線(xiàn)A0，A1，A2和第二片的24LC65的A2，A3接地，而第二片的24LC65的A1接+5V，構(gòu)成存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)量為16K字節(jié)。
紅外接收器13是由紅外接收頭、功放和SM5032譯碼器組成的，SM5032是SM5021｀的譯碼器，它可將SM5021發(fā)出不同的脈沖串信號(hào)譯成相應(yīng)的二進(jìn)制碼。SM5032的外封裝為標(biāo)準(zhǔn)的14腿DIP，振蕩器由RC電路組成，振蕩頻率是38KHZ，工作電流范圍是2.5V-6.0V。SM5032的P13 OSC連接RC振蕩器，P2(DI)與TR1的C極連接，P3∽P10(R8∽R(shí)1)連接74HC244的數(shù)據(jù)輸入口，單片機(jī)6經(jīng)74HC244讀入紅外鍵碼。
圖3-3是單片機(jī)6、通訊器5(另一部分)、電源15的電路結(jié)構(gòu)圖，圖3-5是參數(shù)顯示器7的電路結(jié)構(gòu)圖，如圖所示，單片機(jī)6采用AT89C2051，其電源P20 VCC及P10 GND，復(fù)位端接復(fù)位芯片MAX818完成上電復(fù)位操作，P4XTAL1、P4 XTAL2接振蕩晶體CR2與電容C3及C4，本單片選用晶體振蕩頻率為18.432MHZ，時(shí)鐘周期為0.0542us，指令周期為0.65us，P1.7∽P1.0為8位P1接口，P3.7∽P3.0為7位(少P3.6)P3接口，執(zhí)行I/O操作。
各I/O端口完成下列各項(xiàng)功能A.P3.4與參數(shù)顯示器7連接，P3.3、P3.5則與顯示控制74HC08相連，集中顯示各智能儀表的測(cè)試數(shù)字和顯示紅外遙控?cái)?shù)字鍵的數(shù)字與各功能鍵的功能。此數(shù)字顯示由24位LED數(shù)碼管組成，靜態(tài)顯示方式，由74HC164 24片192位移位寄存器，構(gòu)成有序的顯示鏈，(一只LED，一只電阻，一片74HC164，顯示一位)，顯示鏈的延長(zhǎng)十分方便。P3.3、P3.4用于數(shù)據(jù)顯示更新，采用串行方式，P3.4輸出數(shù)據(jù)，P3.3輸出時(shí)鐘，而P3.5為時(shí)鐘輸出的控制端，當(dāng)與門(mén)打開(kāi)時(shí)，顯示數(shù)據(jù)則能輸出到參數(shù)顯示器7，反之亦燃，24位數(shù)據(jù)顯示共192位二進(jìn)制位，一次刷新操作時(shí)間約5ms。
本實(shí)用新型裝置的電源共有三組相對(duì)獨(dú)立電源，每組電源都是由整流、濾波及穩(wěn)壓各部分組成。第一組電源輸出+5V 1A，它主要是供給主板，第二組電源輸出+19V 1A，它是供給前端智能儀表，第三組電源輸出+5 500mA，它是專(zhuān)門(mén)供給通訊器2和通訊器10使用，使機(jī)間通信實(shí)現(xiàn)光隔離。采用各數(shù)據(jù)區(qū)分別獨(dú)立供電，避免相互干擾，提高本機(jī)的抗干擾能力。
圖3-6是遙控鍵盤(pán)14的電路結(jié)構(gòu)圖，如圖所示，紅外鍵盤(pán)14由鍵陣列、編碼器SM5021、功放和紅外發(fā)射各部分組成。SM5021是SM5032的編碼器，它的外封裝為標(biāo)準(zhǔn)的16腿的DIP，在本電路設(shè)計(jì)中，紅外鍵盤(pán)的工作電壓為3V，SM5021的P16 VCC、P8 GND，P12 OSC1，P13 OSC2接振蕩晶體CR與C7及C17，選用的晶體振蕩頻率為455MHZ，數(shù)據(jù)輸入采用多鍵控制方式，P11∽P3(T8∽T1)分別接8個(gè)鍵，在各輸入端再加入二極管譯碼共設(shè)有20個(gè)鍵，數(shù)據(jù)輸出P15，根據(jù)不同的按鍵，經(jīng)編碼器編出相應(yīng)的脈沖串信號(hào)通過(guò)LED發(fā)出紅外脈沖信號(hào)。
本實(shí)施例使用的軟件1.單片機(jī)1中固化了支持本裝置運(yùn)行的軟件。為支持主流程運(yùn)行，配備下列模塊。
A.初始化置I/O端口初條件；全部RAM清零，置初始；置各專(zhuān)用寄存器初值；
中斷設(shè)定；B.通信器2支持程序定時(shí)輪詢(xún)向各測(cè)試儀表發(fā)送命令；接收測(cè)試數(shù)據(jù)；發(fā)測(cè)試數(shù)據(jù)到單片機(jī)6；把測(cè)試數(shù)據(jù)發(fā)送到單片機(jī)8；C.時(shí)鐘顯示器4支持程序定時(shí)讀取實(shí)時(shí)鐘3的時(shí)、分值；段碼查表；串行驅(qū)動(dòng)；D.紅外接收器13支持程序讀取紅外遙控鍵碼；鍵碼查表；執(zhí)行鍵功能；2.單片機(jī)6中固化了支持本裝置運(yùn)行的軟件，為支持主流程運(yùn)行，配備下列模塊。
A.初始化置I/O端口初條件；全部RAM清零，置初始；置各專(zhuān)用寄存器初值；中斷設(shè)定；B.參數(shù)顯示器7支持程序中斷接收數(shù)據(jù)；段碼查表；串行驅(qū)動(dòng)；3.單片機(jī)8中固化了支持本裝置運(yùn)行的軟件，為支持主流程運(yùn)行，配備下列模塊。
A.初始化置I/O端口初條件；全部RAM清零，置初始；置各專(zhuān)用寄存器初值；設(shè)置本機(jī)地址；中斷設(shè)定；B.通訊器10支持程序中斷接收PC(596)的命令；命令查表；執(zhí)行命令的功能；發(fā)送數(shù)據(jù)；C.存儲(chǔ)器11支持程序初始化24LC65；寫(xiě)讀命令；寫(xiě)地址；讀出此地址的數(shù)據(jù)；寫(xiě)寫(xiě)命令；寫(xiě)地址；將數(shù)據(jù)寫(xiě)入此地址；D.報(bào)警器12支持程序取測(cè)試數(shù)據(jù)與限參數(shù)比較；判斷是否超限；超限則驅(qū)動(dòng)LED和喇叭；使用與運(yùn)行本實(shí)用新型可以通過(guò)通訊器2與相應(yīng)的智能儀表配合，構(gòu)成基本的集散系統(tǒng)，也可以多臺(tái)監(jiān)控儀通過(guò)通訊總線(xiàn)(通訊器10)與上層監(jiān)控計(jì)算機(jī)連接成網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成多層的集散系統(tǒng)。這要求各智能儀表與監(jiān)控儀具有統(tǒng)一的通訊協(xié)議(包括通訊速率，數(shù)據(jù)格式，指令定義編碼等)，且監(jiān)控儀與聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)也具有統(tǒng)一的通訊規(guī)范。
單機(jī)在通電后，打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)15，電源指示亮裝置開(kāi)始工作。裝置的時(shí)鐘顯示器4及參數(shù)顯示器7指示為零，并亮數(shù)秒后更新重復(fù)。此時(shí)可通過(guò)遙控鍵盤(pán)14控制，使其處于設(shè)定狀態(tài)，并通過(guò)遙控鍵盤(pán)14輸入時(shí)間及監(jiān)測(cè)參數(shù)的上下限值。輸入過(guò)程在參數(shù)顯示器7上會(huì)出現(xiàn)提示及數(shù)字顯示。在輸入完成后，裝置自動(dòng)進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，在時(shí)鐘顯示器4上顯示設(shè)定的時(shí)間參數(shù)，其他的參數(shù)閾值即存入實(shí)時(shí)鐘3內(nèi)部的存儲(chǔ)器。裝置開(kāi)始自動(dòng)按地址順序采集連接在通訊器2總線(xiàn)上的智能儀表測(cè)試的數(shù)據(jù)，并依次顯示在參數(shù)顯示器7上，并定期采集并更新。如果連接的智能儀表斷路或地址不對(duì)，相應(yīng)的參數(shù)顯示為零。
如果監(jiān)控儀與上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)連網(wǎng)(通過(guò)通訊器10)時(shí)，首先撥定地址開(kāi)關(guān)9，確定本裝置的通訊地址，然后開(kāi)機(jī)。在連網(wǎng)工作時(shí)，必須預(yù)先確定統(tǒng)一的通訊協(xié)議，并固化在裝置中，并在監(jiān)控計(jì)算機(jī)內(nèi)安裝相應(yīng)的運(yùn)行軟件。監(jiān)控儀可以接收數(shù)據(jù)傳送指令，收到后，監(jiān)控儀將通過(guò)總線(xiàn)將存儲(chǔ)器11中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)記錄一次送完。在接到時(shí)間修改或閾值修改指令時(shí)，監(jiān)控儀將按接收到的數(shù)據(jù)對(duì)裝置內(nèi)存儲(chǔ)的相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行修改。同時(shí)監(jiān)控儀在與相應(yīng)的智能控制器連接的情況下，還可根據(jù)參數(shù)需要發(fā)出控制指令，通過(guò)總線(xiàn)發(fā)向控制器，控制其做相應(yīng)的動(dòng)作。
此裝置應(yīng)用于某現(xiàn)代農(nóng)業(yè)基地的多個(gè)花卉大棚，每一臺(tái)監(jiān)控儀采集12臺(tái)前端智能儀表(10臺(tái)溫濕度計(jì)，2臺(tái)智能光照計(jì))的測(cè)量數(shù)據(jù)，以翻頁(yè)方式顯示在其參數(shù)顯示窗口，并定期(30分鐘)存儲(chǔ)所采集的數(shù)據(jù)一次，存儲(chǔ)于自身的存儲(chǔ)器11中(可存儲(chǔ)5天的數(shù)據(jù))，通過(guò)遙控鍵盤(pán)14，可輸入時(shí)間及溫度，濕度與光照的報(bào)警上下限值，監(jiān)控儀可給出參數(shù)超限報(bào)警，同時(shí)有4臺(tái)監(jiān)控儀(監(jiān)測(cè)不同的花卉大棚參數(shù))通過(guò)總線(xiàn)與上層監(jiān)控計(jì)算機(jī)(586微機(jī))聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)，上層監(jiān)控計(jì)算機(jī)順序或隨機(jī)收集4臺(tái)監(jiān)控儀的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)(測(cè)量參數(shù)或參數(shù)閾值)，上位機(jī)還可發(fā)出指令，修改監(jiān)控儀的時(shí)間參數(shù)或參數(shù)閾值。并且實(shí)現(xiàn)監(jiān)控儀電源掉電，存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行半年有余效果良好。
權(quán)利要求1.一種智能儀表集散系統(tǒng)綜合監(jiān)控儀，其特征在于由單片機(jī)(1)、(6)、(8)、通訊器(2)、(5)、(10)、實(shí)時(shí)鐘(3)、時(shí)鐘顯示器(4)、參數(shù)顯示器(7)、地址開(kāi)關(guān)(9)、存儲(chǔ)器(11)、報(bào)警器(12)、紅外接收器(13)、遙控鍵盤(pán)(14)構(gòu)成，負(fù)責(zé)采集數(shù)據(jù)的單片機(jī)(1)與通訊器(2)和(5)、實(shí)時(shí)鐘(3)、時(shí)鐘顯示器(4)、紅外接收器(13)連接，負(fù)責(zé)存儲(chǔ)的單片機(jī)(8)與地址開(kāi)關(guān)(9)、通訊器(5)和(10)、存儲(chǔ)器(11)、報(bào)警器(12)連接，負(fù)責(zé)顯示的單片機(jī)(6)與參數(shù)顯示器(7)、通訊器(5)連接，遙控鍵盤(pán)(14)控制紅外接收器(13)。
專(zhuān)利摘要一種智能儀表集散系統(tǒng)綜合監(jiān)控儀,其負(fù)責(zé)采集數(shù)據(jù)的單片機(jī)及通訊器、實(shí)時(shí)鐘、時(shí)鐘顯示器、紅外接收器連接,負(fù)責(zé)存儲(chǔ)的單片機(jī)與地址開(kāi)關(guān)、通訊器、存儲(chǔ)器、報(bào)警器連接,負(fù)責(zé)顯示的單片機(jī)與參數(shù)顯示器、通訊器連接,遙控鍵盤(pán)控制紅外接收器;本實(shí)用新型的輸入及輸出都是數(shù)字量,信息的傳遞距離可以很長(zhǎng),可實(shí)現(xiàn)全過(guò)程監(jiān)控和遠(yuǎn)距離信號(hào)傳送;可以和多個(gè)智能儀表構(gòu)成獨(dú)立系統(tǒng),也可以與上位計(jì)算機(jī)聯(lián)成網(wǎng)絡(luò),組成更大的系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G01W1/00GK2379814SQ99236238
公開(kāi)日2000年5月24日 申請(qǐng)日期1999年6月4日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月4日
發(fā)明者陳天均, 葉穗紅, 龍慶華 申請(qǐng)人:華南師范大學(xué)