基于rs485通信的分布式監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于溫濕度監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，涉及基于RS485通信的分布式監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。
【背景技術(shù)】
[0002] 溫濕度監(jiān)控在日常生活及工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用相當(dāng)廣泛，比如溫室、水池、發(fā)酵缸、大棚、 電源等場(chǎng)所的溫濕度監(jiān)控。而以往溫濕度監(jiān)控是由人工完成的而且不夠重視，其實(shí)在很多 場(chǎng)所溫濕度都需要監(jiān)控以防發(fā)生意外。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003] 本實(shí)用新型的目的在于提供基于RS485通信的分布式監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，解決了溫濕度監(jiān) 控需要人工查表，繁瑣且浪費(fèi)人力的問題。
[0004] 本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是包括主機(jī)系統(tǒng)和從機(jī)系統(tǒng)，主機(jī)系統(tǒng)包括主機(jī)處 理器、主機(jī)RS-485接口芯片、主機(jī)數(shù)碼管顯示模塊和鍵盤模塊，從機(jī)系統(tǒng)包括從機(jī)RS-485 接口芯片、從機(jī)處理器、DHTll模塊和IXD液晶顯示模塊；其中主機(jī)處理器分別電路連接主 機(jī)RS-485接口芯片、數(shù)碼管顯示模塊和鍵盤模塊，主機(jī)RS-485接口芯片通過RS-485總線 串連個(gè)以上的從機(jī)RS-485接口芯片，每個(gè)從機(jī)RS-485接口芯片分別電路連接一個(gè)從機(jī)處 理器，每個(gè)從機(jī)處理器分別電路連接DHTl 1模塊和從機(jī)數(shù)碼管顯示模塊。
[0005] 本實(shí)用新型的特點(diǎn)還在于主機(jī)處理器和所述從機(jī)處理器采用AT89C51單片機(jī)。主 機(jī)RS-485接口芯片和所述從機(jī)RS-485接口芯片采用MAX485E型號(hào)芯片。
[0006] 本實(shí)用新型的有益效果是提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的分布式溫濕度監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，采用分 布式網(wǎng)絡(luò)提供溫濕度監(jiān)控高效，且節(jié)省人工。
【附圖說明】
[0007] 圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0008] 圖2是本實(shí)用新型DHTll模塊電路連接圖；
[0009] 圖3是本實(shí)用新型芯片結(jié)構(gòu)連接示意圖；
[0010] 圖4是本實(shí)用新型電路連接原理圖。
[0011] 圖中，1.主機(jī)處理器，2.主機(jī)RS-485接口芯片，3.主機(jī)數(shù)碼管顯示模塊，4.鍵盤 模塊，5.從機(jī)RS-485接口芯片，6.從機(jī)處理器，7. DHTl 1模塊，8.從機(jī)數(shù)碼管顯示模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0013] 本實(shí)用新型如圖1所示，包括主機(jī)系統(tǒng)和從機(jī)系統(tǒng)，主機(jī)系統(tǒng)包括主機(jī)處理器1、 主機(jī)RS-485接口芯片2、主機(jī)數(shù)碼管顯示模塊3和鍵盤模塊4,從機(jī)系統(tǒng)包括從機(jī)RS-485接 口芯片5、從機(jī)處理器6、DHTll模塊7和IXD液晶顯示模塊8 ;其中主機(jī)處理器1分別電路 連接主機(jī)RS-485接口芯片2、數(shù)碼管顯示模塊3和鍵盤模塊4,主機(jī)RS-485接口芯片2通 過RS-485總線串連2個(gè)以上的從機(jī)RS-485接口芯片5,每個(gè)從機(jī)RS-485接口芯片5分別 電路連接一個(gè)從機(jī)處理器6,每個(gè)從機(jī)處理器6分別電路連接DHTll模塊7和從機(jī)數(shù)碼管 顯示模塊8。主機(jī)處理器1和所述從機(jī)處理器6采用AT89C51單片機(jī)。主機(jī)RS-485接口芯 片2和從機(jī)RS-485接口芯片5采用MAX485E型號(hào)芯片。
[0014] 具體的，整個(gè)系統(tǒng)由監(jiān)控主機(jī)與采集端從機(jī)構(gòu)成，包括主機(jī)處理器1，主機(jī)處理器1 分別電路連接主機(jī)RS-485接口芯片2、主機(jī)數(shù)碼管顯示模塊3和鍵盤模塊4,主處理器1和主 機(jī)數(shù)碼管顯示模塊3、鍵盤模塊4 一般作為監(jiān)控主機(jī)端負(fù)責(zé)將各采集端采集到的溫濕度信息 顯示出來，直觀的給管理人員看，主機(jī)RS-485接口芯片2通過RS-485總線串連2個(gè)以上的從 機(jī)RS-485接口芯片5,每個(gè)從機(jī)RS-485接口芯片5分別電路連接一個(gè)從機(jī)處理器6,每個(gè)從 機(jī)處理器6分別電路連接DHTll模塊7和從機(jī)數(shù)碼管顯示模塊8。主機(jī)處理器1和從機(jī)處理 器6采用AT89C51單片機(jī)。主機(jī)RS-485接口芯片2和從機(jī)RS-485接口芯片5采用MAX485E 型號(hào)芯片。每個(gè)從機(jī)處理器6、DHTll模塊7和從機(jī)數(shù)碼管顯示模塊8構(gòu)成一組溫濕度采集 終端，可根據(jù)需要在各個(gè)地點(diǎn)放置一組采集終端。圖2是采集終端DHTll模塊7電路連接圖； 圖3是本實(shí)用新型芯片結(jié)構(gòu)連接示意圖；圖4是本實(shí)用新型電路連接原理圖。
[0015] 為實(shí)現(xiàn)溫濕度的集中控制，利用AT89C51單片機(jī)及DHTll數(shù)字溫濕度傳感器構(gòu)成 多個(gè)分布式的溫濕度監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，監(jiān)控主機(jī)端通過多機(jī)通信的方式查閱各個(gè)節(jié)點(diǎn)的溫濕度， 并能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)送命令調(diào)節(jié)各節(jié)點(diǎn)溫濕度報(bào)警的上下限，實(shí)現(xiàn)超溫、超濕報(bào)警、人工干預(yù)及自 動(dòng)調(diào)節(jié)等功能，監(jiān)控主機(jī)端選擇主機(jī)數(shù)碼管顯示模塊3顯示溫濕度數(shù)值，采集終端選擇從 機(jī)數(shù)碼管顯示模塊8顯示采集的溫濕度數(shù)值。
[0016] 如圖3所示，主機(jī)RS-485接口芯片2的TXD接口通過RS-485總線與所有從機(jī)的從 機(jī)RS-485接口芯片5的RXD端連接，主機(jī)RS-485接口芯片2的RXD接口與所有從機(jī)RS-485 接口芯片5的TXD接口連接，這樣構(gòu)成主從通信方式。主機(jī)A上還可配有指撥開關(guān)，從機(jī)存 儲(chǔ)有自身的地址，通過主機(jī)A的指撥開關(guān)選擇連接的從機(jī)。當(dāng)主機(jī)A通過指撥開關(guān)選擇1# 從機(jī),主機(jī)與從機(jī)1#通信,接下來從機(jī)將采集的溫濕度數(shù)據(jù)發(fā)送給主機(jī)A，主機(jī)通過6個(gè)數(shù) 碼管顯示溫濕度數(shù)據(jù)，從機(jī)則通過8位一體的數(shù)碼管（原因是數(shù)碼管比液晶屏亮，并且直 觀）顯示從機(jī)采集的數(shù)據(jù)。同理，當(dāng)主機(jī)A選擇2#鍵，主機(jī)與從機(jī)2#通信，從機(jī)的DHT21 采集數(shù)據(jù)發(fā)送給主機(jī)A，由同一顯示模塊顯示2#從機(jī)采集的數(shù)據(jù)，其余2臺(tái)主從通信方式同 上。主機(jī)通過鍵盤的信息采集，對(duì)從機(jī)發(fā)送來的數(shù)據(jù)設(shè)定上下限。兩個(gè)按鍵SM1，SM2,分別 是調(diào)節(jié)溫濕度上限的大小。并且通過數(shù)碼管顯示出設(shè)定的界限，同時(shí)通過命令的方式分別 發(fā)給各個(gè)從機(jī)。系統(tǒng)還可設(shè)置有報(bào)警，當(dāng)從機(jī)發(fā)送過來的數(shù)據(jù)大于設(shè)定的最高值界限時(shí)，啟 動(dòng)蜂鳴器發(fā)出報(bào)警，并在數(shù)碼管上顯示溫度超過設(shè)定值。同理在溫度低于最低設(shè)定值時(shí)也 會(huì)有報(bào)警。報(bào)警模塊與主單片機(jī)鏈接，如圖3中SPl與主單片機(jī)89C52的N_BUZZER相連， 主單片機(jī)比較采集的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)限值，越限則N_BUZZER管腳輸出低電平實(shí)現(xiàn)報(bào)警。
[0017] 利用單片機(jī)具有的多機(jī)通信功能，構(gòu)成主從分布式控制系統(tǒng)，由一臺(tái)主機(jī)來控制 四臺(tái)從機(jī)采集溫濕度，主機(jī)可以向從機(jī)發(fā)送命令來控制從機(jī)，同時(shí)也可以接收從機(jī)反饋回 來的信息，主從機(jī)之間實(shí)現(xiàn)半雙工通信。選用主機(jī)數(shù)碼管顯示模塊3顯示從機(jī)發(fā)過來的溫 濕度數(shù)據(jù)。從機(jī)利用數(shù)字溫濕度傳感芯片DHTll模塊7實(shí)現(xiàn)采集，選用從機(jī)數(shù)碼管顯示模 塊8作為顯示設(shè)備，能實(shí)現(xiàn)主從數(shù)據(jù)的直觀比對(duì)。
[0018] 單片機(jī)與RS-485接口硬件電路如圖4所示，:系統(tǒng)采用AT89C51作為主芯片，采用 MAX485E作為RS-485接口芯片，MAX485E型號(hào)芯片為RS-485低功耗收發(fā)器MAX485E。單片 機(jī)AT89C51的RXD連接MAX485E的RO引腳，TXD連接MAX485E的DI引腳。由單片機(jī)輸出 的R/D信號(hào)控制MAX485E的收發(fā)使能端：R/D信號(hào)為高電平，則MAX485E的發(fā)送有效，接收禁 止，此時(shí)單片機(jī)可以向RS-485總線發(fā)送數(shù)據(jù)；R/D信號(hào)為低電平，則MAX485E的接收有效， 發(fā)送禁止，此時(shí)單片機(jī)可以接收來自RS-485總線數(shù)據(jù)。在總線空閑，開路或短路時(shí)，會(huì)造成 接收器的接收不穩(wěn)定，連接MAX485E芯片A管腳的上拉電阻R23和連接至B管腳的下拉電 阻R28可以用于保證在總線空閑，開路時(shí)狀態(tài)的穩(wěn)定（從機(jī)電路接法類似）。在RS-485構(gòu) 成的半雙工通信系統(tǒng)中，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)任意時(shí)刻只能有一個(gè)節(jié)點(diǎn)處于發(fā)送狀態(tài)并向總線發(fā)送數(shù) 據(jù)，其他節(jié)點(diǎn)都必須處于接收狀態(tài)，AT89C51單片機(jī)復(fù)位時(shí)，I/O引腳輸出高電平，如果直接 把I/O引腳與MAX485E芯片的驅(qū)動(dòng)器使能端DE相連，會(huì)使CPU復(fù)位期間使DE為高電平，從 而使本節(jié)點(diǎn)處于發(fā)送狀態(tài)，如果總線上有其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)，則此次數(shù)據(jù)傳輸將被打斷而 失敗告終，甚至引起整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的不穩(wěn)定。因此考慮到通信的穩(wěn)定性和可靠性，在每個(gè)節(jié)點(diǎn) 的設(shè)計(jì)中將控制RS-485總線接口芯片的發(fā)送引腳設(shè)計(jì)成DE端的反邏輯，即控制引腳為邏 輯"1"時(shí)，DE端為"0";控制引腳為邏輯"0"時(shí)，DE端為"1"，因此本實(shí)用新型還在主機(jī)網(wǎng)絡(luò) 中將CPU引腳通過光電耦合器驅(qū)動(dòng)DE端，這樣就可以控制引腳為高或異常復(fù)位使MAX485E 始終處于接收狀態(tài)，從而在硬件上有效避免節(jié)點(diǎn)異常而對(duì)整個(gè)通信系統(tǒng)的影響。
[0019] 為提高系統(tǒng)的抗干擾性，電源采用了帶隔離的DC-DC轉(zhuǎn)換電源模塊IB0505,用于 產(chǎn)生與單片機(jī)電路完全隔離的RS-485電源。電源模塊都與單片機(jī)的VCC，GND相連，如圖4 的IB0505所示，它的輸出V485給485網(wǎng)絡(luò)供電。
[0020] DHTll數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器。 它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的 長(zhǎng)期穩(wěn)定性。傳感器包括一個(gè)電阻式感濕元件和一個(gè)NTC測(cè)溫元件，并與一個(gè)高性能8位 單片機(jī)相連接，另外DHTl 1芯片內(nèi)部集成了 14位A/D轉(zhuǎn)換器，且采用數(shù)字信號(hào)輸出，因此抗 干擾能力也比同類芯片高。采用單線制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡(jiǎn)易快捷，其主要性能參 數(shù)如表1的DHTll主要參數(shù)。
[0021] 表 1 「00??1
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 基于RS485通信的分布式監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，由監(jiān)控主機(jī)與采集端從機(jī)構(gòu)成，其特征在于： 包括主機(jī)系統(tǒng)和從機(jī)系統(tǒng)，主機(jī)系統(tǒng)包括主機(jī)處理器（1)、主機(jī)RS-485接口芯片（2)、主機(jī) 數(shù)碼管顯示模塊（3)和鍵盤模塊（4)，從機(jī)系統(tǒng)包括從機(jī)RS-485接口芯片（5)、從機(jī)處理 器（6)、DHT11模塊（7)和IXD液晶顯示模塊（8);其中主機(jī)處理器⑴分別電路連接主機(jī) RS-485接口芯片（2)、數(shù)碼管顯示模塊（3)和鍵盤模塊（4)，主機(jī)RS-485接口芯片（2)通過 RS-485總線串連2個(gè)以上的從機(jī)RS-485接口芯片（5)，每個(gè)從機(jī)RS-485接口芯片（5)分 別電路連接一個(gè)從機(jī)處理器（6)，每個(gè)從機(jī)處理器（6)分別電路連接DHT11模塊（7)和從機(jī) 數(shù)碼管顯示模塊（8)。
2. 按照權(quán)利要求1所述基于RS485通信的分布式監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，其特征在于：所述主機(jī)處 理器（1)和所述從機(jī)處理器（6)采用AT89C51單片機(jī)。
3. 按照權(quán)利要求1所述基于RS485通信的分布式監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，其特征在于：所述主機(jī) RS-485接口芯片（2)和所述從機(jī)RS-485接口芯片（5)采用MAX485E型號(hào)芯片。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種溫濕度監(jiān)控的分布式網(wǎng)絡(luò)，包括主機(jī)系統(tǒng)和從機(jī)系統(tǒng)，主機(jī)系統(tǒng)包括主機(jī)處理器、主機(jī)RS-485接口芯片、主機(jī)數(shù)碼管顯示模塊和鍵盤模塊，從機(jī)系統(tǒng)包括從機(jī)RS-485接口芯片、從機(jī)處理器、DHT21模塊和LCD液晶顯示模塊；其中主機(jī)處理器分別電路連接主機(jī)RS-485接口芯片、數(shù)碼管顯示模塊和鍵盤模塊，主機(jī)RS-485接口芯片通過RS-485總線串連個(gè)以上的從機(jī)RS-485接口芯片，每個(gè)從機(jī)RS-485接口芯片分別電路連接一個(gè)從機(jī)處理器，每個(gè)從機(jī)處理器分別電路連接DHT21模塊和從機(jī)數(shù)碼管顯示模塊。本實(shí)用新型的有益效果是采用分布式網(wǎng)絡(luò)提供溫濕度監(jiān)控高效，且節(jié)省人工。
【IPC分類】G05B19-418
【公開號(hào)】CN204347561
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420138718
【發(fā)明人】李雪峰, 周一兵
【申請(qǐng)人】李雪峰
【公開日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2014年3月26日