基于CAN总线的温室监测系统的通信设计
基于CAN总线的温室群控系统设计与实现
5系统运行效果该实验温窜包括1个小区,小区装备有温度、湿度、光照、C02等传感器,并安装了风向、风速等气象传感器。
控制设备包括:顶窗,内帘,外帘,侧窗,循环风扇,风机,C02发生器,混合泵,屋顶喷淋,湿帘水泵,加热炉,水车等。
执行机构包括:电动机,开关,电磁阀等。
系统在线监视温室内外温湿度、室外风速风向和照明度,并根据专家没定值控制设备运行。
图4为本系统应用于实验温室基地时的监控界面。
通过该界面可以在线监视每个传感器采集的环境因子实时值,记录每个控制设备的工作状态并打印数据曲线。
圈4置室控倒系统监控界面根据专家设定值分别设定温湿度的控制目标上下限,得到的控制效果曲线如图5所示。
温度控制设备有热水管道、湿帘、风机和天窗。
每个设备对其影响因子的作用都有延时,为了防止设备的频繁抖动,在设计中加入延迟最(例如对温度的加热修正量)。
用户可以根据实际需要在操作界面上设定修正量的大小,一般设定加热延迟量为1。
控制对象室内温度随设定温度而变化,延迟量为3℃。
由图5可知,此系统控制的l号温室小区温度曲线较精确,曲线波动保持在2。
C内。
圈5置室控倒效果曲线界葺6结束语本文系统实现了实时数据采集、数据处理和实时温室环境控制功能,改进了原有基于RS一485总线等非现场总线的监控系统。
该系统实现了多温窄控制节点间的分布式通信以及对执行设备的控制和管理,其下位机选用PIC系列MCU,具有低价、低功耗、抗干扰能力强等特点,使温室单元控制器具有很高的性价比。
参考文献【l】刘和平,刘林,余红欣.PICl8Fxxx单片机原理及接口程序设计Iml.北京:航窄航天大学出版社,2004.【2】何世钧,韩宇辉.基于CAN总线的设施农业嵌入式测控系统【J】.农业机械学报,2004,35(4):106-109.【3】万凝.CAN总线分布式系统实时通信的研究与应用【D】.武汉:华中科技大学,2004.[4】陆静霞,尹文庆.基于CAN总线的温室自动控制系统[J】.中国农机化,2004,(5):46_47.编辑陈晖(上接第223页)[15】杨建.AnyGL:一个大规模混合分布图形系统[D】.杭州:浙扛大学,2002.[16】刘真,石教英.D3DPR:基于Direct3D9的并行图形绘制系统【J】.计算机辅助设计与图形学学报,2007,19(8):995—1001.[17]LiChao,JinZhefan,ShiJiaoying.MSPR:ARetained-modebasedMulti—screenParallelRenderingSystem[C]//Proceedingsofthe4thInternationalConferenceVirtualRealityandItsApplicationinIndustry.Tianjin,China:【S.n.】,2003.【18]韩伟杰,张文,李晓梅.基于网格的Web可视化系统设计与实现fJ】.计算机工程,2006,32(23):218-220.编辑陈文(上接第226页)参考文献【1】周明全,耿国华,韦娜.基于内容的图像检索技术【M】.北京:清华大学出版社,2007.[2】DoMN,VetterliM.TheContourletTransform:AnEfficientDirectionalMultiresolutionImageRepresentation[J].IEEETrans.lmg.Processing,2005,14(12):2091-2106.【3]GouetV,BoujemaaN.Object—basedQueriesUsingColorPointsofInterest[C]//Proc.ofIEEEWorkshopCBAIVL.Hawaii,USA:【s.n.】,200}.【4】Gouetv’MontesinosP,Pe培D.StereoMatchingofColorImagesUsingDifferentialInvanants【C】//ProceedingsoftheIEEEInternationalConferenceImageProcessing,Chicago,USA:[S.n.】,1998.编辑陈文一247—基于CAN总线的温室群控系统设计与实现作者:李晓静, 张侃谕, LI Xiao-jing, ZHANG Kan-yu作者单位:上海大学机电工程与自动化学院,上海,200072刊名:计算机工程英文刊名:COMPUTER ENGINEERING年,卷(期):2010,36(1)被引用次数:1次1.刘和平.刘林.余红欣PICl8F×××单片机原理及接口程序设计 20042.何世钧.韩宇辉.张驰.张路.王化祥基于CAN总线的设施农业嵌入式测控系统[期刊论文]-农业机械学报 2004(4)3.万燚CAN总线分布式系统实时通信的研究与应用 20044.陆静霞.尹文庆基于CAN总线的温室自动控制系统[期刊论文]-中国农机化 2004(5)1.学位论文张建电动机缺相保护及群控系统CAN总线通信的研究2004在现代化生产现场有很多各种用途的电动机,而且这些电动机之间往往在启动、运行和停机上存在关联,需要通过总线将多个电动机的控制模块联结起来组成群控系统,才能得到所需的控制策略.传统的分散式和主从集散式监控系统存在较多缺点.该文基于CAN总线技术,提出一套适合对电动机群进行监控的CAN总线通信系统的新方案,设置了电动机群控系统CAN控制协议,并以PIC16F877单片机作为主控制器,设计了智能保护控制装置的CAN通信模块及监控计算机的CAN通信数据交换器和串口应用软件.另一方面,对于单独电动机,初步设计出智能保护装置中的缺相保护模块.该文所设计的电动机群控系统中的CAN总线通信模块及缺相保护模块已在实验室环境下通过测试,达到设计要求,实现预定功能,可以作为电动机群控系统和综合智能保护研究课题的重要组成部分.2.期刊论文林中一.孙新亚.李迎春.LIN Zhong-yi.SUN Xin-ya.LI Ying-chun低压电机保护群控系统中基于CAN总线的数据通信-继电器2005,33(3)介绍了低压电机保护群控系统中基于CAN总线的数据通信模块.硬件上,处理器MSP430通过SPI接口控制CAN控制器MCP2510实现数据发送接收;软件上数据的封装和解码遵循Modbus协议,数据的发送和接收则遵循Hilon A协议.3.学位论文雷科电梯群运行调度系统的研究与设计2005随着社会的发展,高层建筑和智能化建筑的不断出现,作为垂直运输工具的电梯得到了越来越广泛的应用,人们对电梯服务质量提出越来越高的要求,单台电梯往往不能满足建筑内的交通需求。
基于CAN总线的多点温度监测系统
基于CAN总线的多点温度监测系统在经济高速发展的今天,温度的监测和控制已经成为一个重要的方面。
多点温度的检测也变的相当重要,并且应用于各个领域。
本论文设计了一种基于CAN总线的多点温度监测系统,能够对各个地方的温度进行监控并做出相应的处理。
而且CAN是控制器局域网络是一种国际上应用最广泛的现场总线,具有实时性强、传输距离较远、抗电磁干扰能力强、成本低、结构简单等优点。
标签:can总线;多点温度;监控系统;控制器局域网络1.研究背景1.1 研究背景及意义。
在快速发展的当今社会,不管在工业或是农业和日常的生活中,温度的监测和控制已经成为一个重要的方面。
多点温度的检测也变的相当重要,并且应用于各个领域;空调系统的温度检测和电讯设备过热故障的预知检测,各种交通运输工具内部工作温度的检测,医疗的温度测试,粮仓和楼寓温度的检测。
可见温度监测系统已经完全融入到我们的日常生活中了,并且有着十分广泛的应用。
本文中设计用一台上位机(由LabVIEW编写),下位机(单片机)多点温度数据采集,组成三点温度测量检测系统。
此系统采用CAN总线通讯,在比较各种总线的优缺点之后决定使用最广泛和可靠性最高的CAN总线进行数据的传送,将各个温度采集节点挂接在CAN总线上,经过CAN总线传送到主控节点,送回主控机进行数据处理,并显示出各个点的温度值,使管理人员做出相应的处理。
采用CAN通信,CAN总线具有极高的可靠性、独特灵活的设计和低廉的价格,CAN总线上的节点是网络上的数据接收和发送站,智能节点能够通过编程设置工作方式、ID地址、波特率等参数。
它主要是由STM32F103ZET6单片机和TJA105收发器构成。
CAN控制器工作于多主方式,网络中的各节点都可根据总线访问优先权(取决于报文标识符)采用无损结构的逐位仲裁的方式竞争向总线发送数据,且CAN协议废除了站地址编码,取而代之对通信数据进行编码,这可使不同的节点同时接收到相同的数据,这些特点使得CAN总线构成的网络各节点之间的数据通信实时性强,并且容易构成冗余结构,提高系统的可靠性和系统的灵活性。
基于CAN总线的温室监控系统研究
基于CAN总线的温室监控系统研究随着计算机软硬件技术、电子技术、传感器技术的高速迅猛发展,大规模集成电路、高速数字处理芯片的广泛应用,总线技术的不断发展,现场总线的控制逐渐由集中式,迅速向分布式方向发展。
笔者在查阅大量的资料的基础上,针对下位机之间的分布式通信系统开展研究,利用DS18B20传感器实现对温室现场环境中的温度及湿度进行采集,并通过CAN总线实现上下位机的数据通讯。
一、基于CAN总线的温室监控系统的总体设计由于温室一般具有占地面积大、被控对象多、分布范围广、与主控端通讯距离远等特点,导致温室环境监控系统需要使用大量的传感器、控制器和执行机构。
针对这些特点,本系统设计采用造价低、高速可靠的CAN总线网络,从而极大地简化了现场接线,节约成本,提高监控系统的可靠性和实用性。
本系统主要由中央监控层和现场监控层两大部分组成。
中央监控层从功能上主要完成对整个网络监控系统运行的监控、数据的处理、管理决策的制定以及办公自动化。
现场监控层主要利用传感器完成对室内温度等环境参数的检测、收集,将检测采集到的数据通过CAN总线,送到中央监控层中进行存储;并对通风、采暖加温、降温等各种执行机构加以控制。
系统构成框图如下图1所示:二、监控主机以及监控子系统结构设计为了保证系统的可靠稳定,系统采用模块化设计方案,以利于各项功能的扩展,笔者将监控主机以及监控子系统结构设计如下图所示。
主控CPU模块(微控制器)主要负责根据数据采集模块收集的各种信息进行相应地处理。
在监控子系统中,将相关信息通过CAN接口模块经CAN总线传送到监控主机;监控主机则接受并处理子系统传送的数据信息,同时利用主控CPU 的数字开关量输入接口传送到数据显示模块。
三、基于CAN的温室监控系统的基本功能在设计温室环境监控系统时,应全面考虑实际需求,特别是环境参量的实际需求。
笔者通过对本课题拟实现功能的全面考察和设计目标,设计出基于CAN总线温室网络监控系统具备如下功能:1、数据收发功能,实现CAN总线上不同节点间信息顺畅传送。
基于CAN总线的温室可控环境综合测控系统软件设计
软件 , 设计并改善了软件的人机界面和数据处理方法。
1 系统 的硬 件 结构
11 基 于 C N总 线的 温室计 算 机监控 系统 . A
基金 项 目: 世 纪 优 秀人 才 支持 计 划 资 助 项 目( C T0 — 新 N E -4
维普资讯
基 于 C N总线 的温 室可控 环境 综合 测控 系统软 件设 计 A
・ 1・ 6
基于 C N总线的温室可控环境综合测控系统软件设计 A
薛美盛 , 胡振华 , 秦琳琳 , 王 俊, 吴 刚 , 成
202 ) 30 7 Fra bibliotek荣 ( 中国科学技术大学 自动化 系 , 安徽 合肥
摘 要 : 绍 了基 于 C N 总线的 温 室可控 环 境综合 测控 系统硬件 结构 , 介 A 阐述 了监控软 件 的设计 方 案 、 功能
及 结构 , 并对 软件 的组 成模 块和 人机 交互界 面进 行 了介 绍 。该软 件 实现 了对作 物 生 长的 温 室小 气候 环
境及根 际环境的综合检测与控制, 实验证明软件运行稳定可靠且操作 简单。 关键词 :A C N总线 ; 温室小气候环境 ; 营养液环境 ; 监控软件 ; 人机界面 中图分 类号 :P 1 .2 T 2 3 5 T 3 15 ; P 7 . 文 献标 识码 : 文章 编号 :0 0— 8 9 2 0 ) 0— 0 1— 4 A 10 8 2 ( 0 6 1 0 6 0 I t g a e n t rn n n r lS se S fwa e De i n o n e r t d M i i g a d Co t o y tm o t r sg f o Gr e h u e Co to lb e Co d to sBa e n CAN e n o s n r l l n i n s d o a i
基于CAN的FCS型智能温室系统的设计与实现
c n rl r wa mb d e o c mp n a in itr ci n f o h r e vr n n a a tr n mp e n ai d f xb e e — o tol s e e d d t o e s t n ea t s o t e n i me tl fco s a d i lme t v r e i l x e o o o e l p r o t l s a e is u d r c mp e o dt n .T e p r r n e e le f h ai g a d v n ig o i h w t a h e tc nr t tge n e o lx c n i o s h e f ma c uv s o e t n e t n st s o h t t e o r i o n n e
q i me t o r e h u e p o u t n c n r 1 ur e ns fg e n o s rd ci o to. o
Ke r sfzy d c u l g x etc nrl AN— u ;ge n os ;f l u o t ls s m( C ) y wo d : z e o pi ;ep r o t ;C u n o B s re h u e i d b s c nr yt F S e o e
随着 温室控制 技术研究 的不 断发展 和温室控制
基于CAN总线的智能温室控制系统的设计与实现
An l ssa d Co n e m e s r o a y i n u t r a u ef rAbn r a e o e a o n t la. om l Ph n m n f sa l - I
to n i l i n a d Tra n o o o u p e t Ru f M t rEq i m n
11系统 总体结构 .
本系统总体结构如 图1 上位机是整个系统的中心, 。
命长,是 目前温湿度测量仪器 中较为理想的产品 。
1, . 2光照强 度传 感器 2
光照强度传感器采用 N S硅光电池, —i 它具有性能稳
定 、寿命长 、光谱相应范围宽 、频率特性好、耐高温的
特点。其结构如 图 1 。
图 1 智能温室控 制系统结构 示意 图
1 AN节点 的设计 .C 3
CAN 节点硬 件 电路 如 图 2 由 ARM 微控 制器 , L C2 9 、C P 2 4 AN总线收发器 T A1 5 T、高速光耦 J 0 0 6 17 N 3 和电源隔离模块 B 5 5 0 0 S等组成。智能节点数 目 根据系统中需要采集的环境参数量和温室面积而定,其 中有一个节点放置于室外作为室外气象站,用来检测室 外温湿度等环境参数。
点,造成缺相而烧毁 电机 ;接触器吸合线圈的铁芯锈蚀 和尘积,会使线圈吸合不严,并发生强烈噪声,增大线 圈电流,烧毁线圈而引发故障。因此,电气控制柜应设
在干燥 、通风和便于操作的位置,并定期除尘。经常检 查机
械部位动作是否灵活,使其保持 良好的技术状态。
电机 技 术
() 7 检查 电机三相电流是否平衡 , 其三相 电流任何
CAN总线的温室控制系统设计
基于主从式CAN总线的温室控制系统第一章绪论1. 概述在工农业生产、冶炼、锻造、环保、国防、科研、航天等部门,经常需要对温度进行测量及控制。
准确测量温度对于生物制药、食品加工、造纸等行业更是至关重要的。
有些场合控制过程复杂,测控点相距较远,不适合人工现场操作,因此为了保证温度测控的准确和实时,近年来广泛采用自动温度测控系统来代替人工进行温度测控。
本次设计将设计出一种自动温度采集与控制系统,要求该系统的温度采集模块不仅可以按照设定独立地进行温度采集,而且能够将分布在不同地点的温度测控模块通过CAN现场总线连接起来,接入PC机进行集中监控和管理。
2. 国内外研究现状及发展趋势目前,CAN接口芯片的生产厂家众多,协议开放,价格低廉,并且使用简单。
可以预计,CAN总线将成为今后众多领域的发展方向。
随着现代通信行业的发展,无线通信技术越来越多地应用在过去是有线通信统治的领域。
CAN总线这种有线通信方式也将与无线技术相结合,开拓其新的应用天地。
CDMA、GPRS、蓝牙技术的发展己将它们连接在一起。
CDMA、GPRS、蓝牙是一种无线技术规范,其设计宗旨是以无线方式传输数据,从而为广泛的移动计算、通信和其他设备提供一种更加简单的方式,使其无需线缆即可与另外一台设备进行通信。
随着无线技术的完善和将无线技术应用到CAN总线系统中研究的不断深入,可以乐观地预计,未来CAN总线技术的应用将无处不在,虚拟的CAN总线即将诞生。
3. 设计任务运用所学专业课知识设计出一个基于CAN总线的温室控制系统。
要求系统至少包含两个温度采集和控制点,并且这两节点处的温度值可以经过网络中的主节点远传到上位机。
上位机接收到数据后在显示器上显示温度值,并可以根据此温度值发送命令控制电动机的启停。
整个系统的运行状态由上位机进行控制,比如要启动某节点温度测量或者控制某节点上电动机的启停时只需发送通过上位机发送相关命令信息即可。
系统设计具体要求如下:1)要求网络中从节点可以准确的测量现场的温度值,并能够将温度值通过CAN通信协议格式传给网络中的主节点。
基于CAN总线的温室测控系统的研究与设计
d sg e . h u nn s l s o st a es s m a e o a c s f i l sr cu e h g l bl y a d s o gra- me e in d T er n i gr u t h w t h y t h sp r r n e mp e tu t r , i hr i i t n t n l i . e h t e f m os i ea i r e t
MC 80 Q 8的测 控 系统 中的 应 用 , 细 介 绍 了单 个 智 能 节 点 的硬 件 设 计 和软 件 实现 . 计 了简 单 的 C N 总 线应 用 6S8 G 详 设 A
层 协 议 运 行 结 果 表 明 该 系统 结 构 简单 、 靠性 高 、 可 实时性 强 。
关键词 : A 总线 ; C 80Q 8 CN M 6S 8 G ;测控 系统 ;应 用层 协 议
( 州大学 信息工程学院 河南 郑州 400 ) 郑 50 1
摘 要 :测 控 系统 性 能 的优 劣 是 温 室作 物优 质 、 高产 、 效 栽 培 的 关 键 。 针 对 当前 温 室 测控 系 统 中 需、 降 低 功 耗 、提 高 抗 干 扰 能 力 、提 高 实 时 性 和 通 信 速 率 , 提 出 了 C N 总 线 在 基 于微 控 制 嚣 A
a p ct no A u ae nm c cnrl r 6 S 8 G esr n a o m nct np fe n t dcda p l a o fC N b sb sdo i oo t l i i r o e MC 8 0Q 8m aue t scm u i i ri ,adi r ue me ao o l no
rd cn o e n u t n i rv g nia m n p b i ,mpo i a t ea dc m u i t n T ep p r r oe e u ig w r o smpi ,mpo i tjm ig a a it i rv gr l i o m n a o . h a e o sd p c o n a - c ly n e -m n ci p p
基于CAN总线的多点温度采集系统设计
【摘要】随着科学技术的发展,为提供农作物生长的最佳环境,大棚种植也成为现代农业种植中必要可行的一种方式。
在温室大棚中的温度实时监测与控制却成为为一个难题。
因此基于CAN总线的主要优点,再从CAN总线的可靠性,它的优越性以及低成本出发,采用基于CAN总线多点温度采集系统的设计,该系统采用非破坏性总线仲裁技术具有实时性高,精度高,灵活性强能够及时信息的测控。
本课题是采用一种基于CAN总线的多点温度采集系统。
论文根据系统的要求完成了整体的方案设计和系统选型。
该方案是利用温度传感器PT100将温室大棚内温度的变化,经放大电路送入含A/D转换器的单片机的采集模块完成A/D转换,在通过CAN收发器将信号传至住监视器。
再经过液晶显示器进行数据显示。
CAN总线通信模块是本次设计中的核心技术,它负责系统中主控器和执行器之间的数据通信。
经过试验验证表明该系统可靠性好、精度高、结果简单、成本低在使用范围可代替传统的测温系统的不足。
【关键词】CAN总线微控制器传感器Pt100 液晶显示器。
Design of multi-spot temperature gathering system based on CANbus【Abstract】With the development of science and technology, to provide the best environment for crop growth, greenhouse cultivation has become an essential of modern farming viable way. The temperature in greenhouse real-time monitoring and control has become a problem. Therefore, the main advantages based on CAN bus, CAN bus, and from the reliability, technological superiority of the system operation and low cost starting point based on CAN bus multi-temperature collection system design, system technology using non-destructive real-time bus arbitration high, high precision, flexibility and timely information to the monitoring and control.This issue is based on CAN bus using a multi-point temperature acquisition system. System requirements thesis completed under the overall program design and system selection. The program is the use of the greenhouse temperature sensor PT100 temperature changes, the amplifier circuit into with A / D converter module to complete the acquisition of SCM A / D converter, CAN transceiver through the signal transmitted live monitor. Data for another LCD display. CAN bus communication module is the core of this design technique, which is responsible for the system and implementation of master data communication between devices.Tested to verify that the system reliability, high accuracy, the results of simple, low cost alternative to the use of conventional temperature measurement system deficiencies.【Keywords】The can bus MCU sensor Pt100 LCD monitors。
基于CAN信息采集的温室环境控制系统设计
基于CAN信息采集的温室环境控制系统设计作者:冀宇航苗凯武东升来源:《现代信息科技》2020年第13期摘要:CAN作為当今最流行的现场总线技术以其高可靠性,低成本和实时性等优点被广泛应用于自动控制领域。
文章主要介绍了基于CAN总线的多机通信。
使用基本模型设计了一个基于CAN信息采集的温室环境控制系统,采用BasicCAN模式,该系统智能节点通过AT89C51单片机作为中央控制芯片。
通过CAN总线的智能节点作为载体而传输和控制,不仅可以实时采集外界数据,控制外部设备,而且可以通过CAN总线与上位机通信,拓展了系统的功能,使得该系统具有较高的稳定性和可靠性。
关键词:AT89C51单片机;CAN总线;多机通信;BasicCAN模式中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:2096-4706(2020)13-0167-04Abstract:As the most popular field bus technology,can is widely used in the field of automatic control because of its high reliability,low cost and real-time performance. This paper mainly introduces the multi-computer communication based on CAN bus. Using the basic model,agreenhouse environment control system based on can information collection is designed. The BasicCAN mode is adopted. The intelligent node of the system uses AT89C51microcontroller as the central control chip. The intelligent node of CAN bus is used as the carrier to transmit and control. It can not only collect the external data in real time and control the external equipment,but also communicate with the host computer through CAN bus,which enhances the function of the system. The system has high stability and reliability.Keywords:AT89C51 single chip microcomputer;CAN bus;multi-machine communication;BasicCAN mode0 引言随着自动检测技术和计算机技术的发展,温室的气体控制技术也得到了发展,随着我国温室的种植面积的迅速增加,在温室中引入智能管理系统将有效提高农作物的产量和质量。
基于 CAN总线和 GPRS的温室大棚监控系统的设计
基于 CAN总线和 GPRS的温室大棚监控系统的设计李世红;陈斌;胡慧铺【摘要】Since the greenhouse has wide range and many environmental factors , we developed the greenhouse control system based on CAN bus and GPRS .The system can collect temperature , humidity, light and CO2 concentration and other environmental parameters .All data is uploaded via CAN bus and GPRS to a remote host computer .The greenhouse's temperature and humidity , ventilation equipment , supplementary light switch can be controled by the remote host computer .The remote software is developed by KingView .The experiment showed that the system works well and it can satisfy the needs of automatic monitoring of greenhouse .%针对温室大棚范围广、环境因子多的特点,提出了一种基于CAN 总线和GPRS的温室大棚监控系统。
在硬件方面,用单片机C8051F040采集温湿度、光照和CO2浓度等环境参数,所有数据通过CAN总线和GPRS上传到远程上位机中,同时通过上位机可以控制大棚的温湿度、通风设备、补充光源的开关。
CAN总线网络在温室温度测控系统中的应用
在 高 温报 警 时 系统 还 采 用 了 多传 感 器 信 息 融合 技 术 , 提 高 了报 警 的 准 确 度 。 经过 试 验 测 试 , 该 系 统稳 定 可 靠 , 并 具 有 良好
的扩 展 性 , 能 够很 好 地 满 足 现代 温 室 自动 化程 度 高 和低 成 本 的要 求 。
关键词 : C AN, 温度检测与控制 , 信 息 融合 , P I D, NR F 9 0 5
Abs t r ac t
I n gr e en h ou s e t e m pe r a t u r e ob s er v e a n d co n t r ol s y s t e m a l way s f ac e s ome pr obl ems, f o r e x ampl e, t oo mu ch no de, an d
C AN 控 制 器 采 用 的 S J A1 0 0 0 , 收发 器采用的 P C 8 2 C 2 5 0 , 采 用 主从 方 式 , 通过 C AN 总 线 将 每 个 节 点 连 接 在 一 起 , 现 场 站
负 责控 制 和 采 集 温 室 的 温度 , 采集到的温度通过 C AN 总 线 发 送 到 监 控 站 , 主机接收 、 显 示 并 实 时记 录 给 个 现 场 站 的 温度 。
彭 波 文 方 ( 贵州大学电气工程学院 , 贵州 贵 阳 5 5 0 0 2 3 )
摘 要
为 了 解 决 传 统 温 室 温度 测 控 系统 中 的 控 制 节 点 多 、 分 布 广 等 问题 ,利 用 CA N 总 线 的 特 点 和 性 能 优 势 ,设 计 采 用
AT 8 9 C5 2为 主 控 制 器 , 以 CAN 总 线 为 通信 方 式 的 温 室 温 度 测 控 系统 。 介 绍 了整 个 测 控 系统 、 以 及 CAN 协 议 数 据 结 构 。
基于CAN总线的温室监测系统的通信设计
2009年1月第16卷第1期控制工程Contr ol Engineering of China Jan.2009Vol .16,No .1文章编号:167127848(2009)01200103204 收稿日期:2007210225; 收修定稿日期:2007211229 基金项目:江苏省高校自然科学基金资助项目(06KJD520122);江苏省六大人才高峰基金资助项目(062A 2027) 作者简介:张颖超(19602),男,江苏徐州人,教授,主要从事系统控制和仿真、网络控制技术等方面的教学与科研工作。
基于CAN 总线的温室监测系统的通信设计张颖超,杨宇峰,叶小岭,杨 乐(南京信息工程大学信息与控制学院,江苏南京 210044)摘 要:利用C AN 总线的特点和性能优势,结合温室监测系统的现状,提出基于C AN 总线的温室监测系统的实施方案。
介绍了温室监测系统的总体结构设计,采用主从方式,通过C AN 总线将每一个独立的监测节点连接起来,实时采集数据传送到上位PC 机进行处理;监测节点采用M S C1210Y5作为主控制器,控制各传感器进行数据采集,并通过CAN 控制器MCP2510与上位机通信;在此基础上自定义了C AN 总线通信协议,同时给出详细的数据通信流程。
该系统稳定可靠,并具有很好的扩展性,能够很好地满足温室监测系统自动化程度高,成本低的需求。
关 键 词:CAN 总线;MCP2510;温室监测系统;通信中图分类号:TP 273 文献标识码:ADesign of Co mmunicati on f or Greenhouse Monit oring Syste mBased on C AN BusZHAN G Ying 2chao,YAN G Yu 2feng,YE X iao 2ling,YAN G L e(College of I nfor mati on and Contr ol,Nanjing University of I nfor mati on Science and Technol ogy,Nanjing 210044,China )Abstract:An i m p le ment sche me of greenhouse monit oring syste m is p r oposed based on analysis of the characteristics and functi on ad 2vantages of C AN Bus and the realistic status of greenhouse monit oring syste m s .The general structure design of greenhouse monit oringsyste m is intr oduced .W ith the M /S mode,each node is j ointed t ogether by CAN Bus,communicating with the master PC .The chi p of MSC1210Y5and CAN contr ollerMCP2510are used for the design of monit oring node,and the cust om 2built communicati on p r ot ocol is given .The data communicati on fl ow is given .The system is effective,reliable and well extendable,satisfying the realistic need of greenhouse monit oring syste m.Key words:CAN Bus;MCP2510;greenhouse monit oring syste m;communicati on1 引 言目前,我国的温室大棚建设普遍存在自动化程度低,抵御自然条件变化能力差等缺点,在一定程度上限制了温室总体效益的提高。
基于can总线和wsns的温室环境监测系统设计
基于C A N总线和W SN s的温室环境监测系统设计杨靖8,林益。
,李捍东8(贵州大学a.电气工程学院;b.教务处,贵阳550025)摘要:针对智能监测温室环境的需要,提出一种基于C A N总线和无线传感器网络(w s N s)的温室环境监测系统的实施方案。
首先,介绍了基于cA N总线和w s N8的监测系统的总体结构;然后,设计了基于nR F9E5,nR F905和M s P430F149的智能节点;最后,给出相应的软件流程。
该系统可以很好地实现对温室中影响植物生长的关键环境因子监测,为温室智能化管理提供科学依据。
关键词:温室环境;cA N总线;无线传感器网络;监测;智能节点中图分类号:S625。
5;T P212文献标识码:A文章编号:1003—188x(2012)06-Q157—040引言获取准确可靠的、影响经济作物生长的环境因子(温度、湿度和光照等)是实施精细农的基础。
为了采集和传送以上信息,需要应用各种现代信息技术。
控制器局域网C A N(C ont r ol l e r A r ea N et w or k)总线是一种串行数据通信协议…。
其特点如下:是一种多主总线;最大通信距离可达10km;最高通信速率可达1M b/s;节点信息可划分成不同优先级等。
C A N总线凭借良好的性能在很多领域得到了应用旧旬J。
尽管与传统的有线数据收集方式(如R S485)相比,cA N总线极大地减少了连接电缆数,但其仍然需要用电缆将监测节点连接至总线,而实际应用中存在不宜或不能布线的场所,因此限制了它的应用范围。
无线传感器网络(w SN$,w i r el ess Se nsor N e t.w or ks,)是由大量部署在监控区域的无线传感器节点构成的自组织网络。
它作为一种全新的信息获取和处理技术,被誉为21世纪可改变人类社会的10大技术之一【4J,在工业生产、环境监测和国防军事等领域得到了广泛应用p。
基于CAN总线的温度检测系统设计
毕业设计(论文)材料之二(1)毕业设计(论文)专业:题目:基于CAN总线的温度检测系统作者姓名:导师及职称:导师所在单位:2011年 6 月 16 日本科毕业设计(论文)任务书2011 届专业学生姓名:Ⅰ 毕业设计(论文)题目中文:基于CAN总线的温度检测系统英文:The Temperature Monitor System Based on CAN BusⅡ 原始资料[1] 李华,MCS-51系列单片机实用接口技术[M],北京航空航天大学出版社,1998[2] 胡汉才,单片机原理及接口技术[M],北京:清华大学出版社,1996[3 ] 王树勋,王朝玉,张新发MCS-51单片微型计算机原理与开发[M] 北京:机械工业出版社,1989[4 ] 张凤登现场总线技术与应用[M],北京:科学出版社 2008[5 ] 饶云涛,邹继军,郑勇芸现场总线CAN原理与应用技术[M],北京:北京航空航天大学出版社,2003.6[6 ] 程希明,CAN现场总线数据采集系统设计方案[J] 自动化仪表,2004:21-25Ⅲ 毕业设计(论文)任务内容1、课题研究的意义由于CAN总线具有多主方式工作、非破坏总线仲裁、直接通讯距离远、通信介质灵活、性价比高等特点,其应用范围目前已不再局限于汽车行业,而扩展到了机械工业、纺织机械、农业机械、机器人、数控机床、家用电器等领域发展。
CAN已经形成了国际标准,并已被公认为集中最有前途的现场总线之一。
对于CAN总线的开发具有重要的现实意义。
2、本课题研究的主要内容:此次毕业设计研究的内容是基于CAN总线的温度检测系统利用AT89S51单片机、SJA1000CAN控制器设计开发基于智能节点的CAN网络,实时监测各个节点状态并发送状态信息。
3、提交的成果:(1)毕业设计(论文)正文;(2)原理图及主程序;(3)一篇引用的外文文献及其译文;(4)10篇主要参考文献的题录及摘要。
指导教师(签字)教研室主任(签字)批准日期2011年1月5日接受任务书日期2011年1月9日完成日期2011年6月15日接受任务书学生(签字)基于CAN总线的温度检测系统摘要本设计以AT89S51单片机为核心的温度控制系统的工作原理和设计方法来研究CAN 总线测控系统间数据通信、结构灵活、通用性号。
基于CAN总线的温室群控系统设计与实现
3 系 统硬件 电路 设 计
31 系统硬件 的总体结构 .
系统采用分级计算机结构 ,将需要复杂计算 的组织、控 制任务集中到分级计算机系统 的上位机上完成 。在单元控制
性要求较高的场 合和多主机通信 时存在不足 。 A C N现场总线 是全数字式现场测控设备互连总线, 能克服R 一8 总线的缺点。 s4 5
L ioj g Z NG ny I a - n , HA X i Ka -u
(c o l f c arnc n ier ga d tmain S a g a U ies yS ag a 0 0 2 S h o Meht is gnei o t , h n h i nvri , hn h i 07 ) o o E n n Au o t 2 [ src!T ip pr ein n ai s ru ot lytm r reh ueb sdo N—u n t d cs h o Abtat hs a e s s dr le o pcnr s f en o s ae nCA b s di r ue e mmu iains utr f d g a e z g o s e og a no t c nct rcueo o t
位 机 间一 般 通 过 R 一8 S4 5总 线 进 行 数 据 传 输 。R 一8 S4 5总 线 的 通信方式为主从和半双工,与现场总线通信技术相比, 在实时
中心机房 的 P c机( 上位机) 与各个温室 的控制器( 下位机) 之 间利 用 C AN 总线相连实现 分布式通 信 ,各温 室的控制器 ( 下位 机) 别接有采集 器( 分 如温 湿度传感器 等) 各种执行机 和 构 。采集器在现场采集各种环境 因子数据后 ,传送给单元控 制 器 ,并 通 过 C N 总线 上传 给 上位 机 。 A
基于CAN总线和GPRS的温室大棚监控系统设计
• 78 •《测控技术》2018年第37卷第1期基于CAN总线和GPRS的温室大棚监控系统设计徐镇华\马殷元m’3(1.兰州交通大学机电技术研究所,甘肃兰州730070; 2.甘肃省物流及运输装备信息化工程技术研究中心,甘肃兰州730070; 3.甘肃省物流与信息技术研究院,甘肃兰州730070)摘要:针对大规模、大空间温室大棚的监控管理不便、采集数据不及时等问题,设计了一种可以多点采集 数据,并可以远程监控的温室大棚监控系统。
本系统主要由数据检测节点、C A N总线和G P R S通信网 络、上位机监控软件组成,数据检测节点用于检测温室大棚环境数据,环境数据通过C A N总线和GPRS 通信网络上传给上位机;上位机监控软件用于数据的接收显示和管理,采用Visual B a s ic工具进行开发,并使用A CCess2010建立了数据库。
本系统可以分布式采集多点环境数据,实现数据远程传送,并自动 调节环境参数,适于专业大户、合作农场使用。
关键词:温室大棚;C A N总线;G P R S;远程监控中图分类号:T P212.6;S126文献标识码:A文章编号:1000 -8829(2018)01-0078-04Design of Greenhouse Monitoring System Based on CAN and GPRSX U Z h e n-h u a1, M A Y in-y u a n1,2,3(1. Mechatronic T&R I n s t i t u t e,Lanzhou Jiaotong University, Lanzhou 730070, China;2. Gansu Engineering Technology Centre f o r Informatization of Logistics & Transport Equipment, Lanzhou 730070, China;3. Gansu I n s t i t u t e of Logistics and Information Technology, Lanzhou 730070, China)Abstract:In order to solve the problems such as inconvenience of monitoring and management and not timely data collection for large scale and large space greenhouse, a greenhouse monitoring system which can collect data through multiple nodes and can be monitored remotely is designed. This system is mainly composed of data monitoring terminal, CAN and GPRS communication network, host computer monitoring software. Data monitoring terminal detects greenhouse environment data, then monitored data will be uploaded to the host computer through the C AN and GPRS communication network, and be displayed and managemeted by computer monitoring software, that is developed by using Visual Basic tool and the database is established by using A ccess 2010. The system can collect multi-point environmental data, and realize remote data transmission, and automatically adjust the enviconment parameters, which is suitable for both professional big clients and cooperative farms.Key words: greenhouse; C A N; GPRS; remote monitoring随着人们生活水平的提高,对绿色蔬菜的需求量 越来越大,在国家“菜篮子”工程和农业种植技术快速 发展的背景下,温室大棚已经成为农业种植户种植蔬 菜水果等农产品必不可少的农业设施。
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2009年1月第16卷第1期控制工程C o n t r o l E n g i n e e r i n g o f C h i n a J a n .2009V o l .16,N o .1文章编号:1671-7848(2009)01-00103-04 收稿日期:2007-10-25; 收修定稿日期:2007-11-29 基金项目:江苏省高校自然科学基金资助项目(06K J D 520122);江苏省六大人才高峰基金资助项目(06-A -027) 作者简介:张颖超(1960-),男,江苏徐州人,教授,主要从事系统控制和仿真、网络控制技术等方面的教学与科研工作。
基于C A N 总线的温室监测系统的通信设计张颖超,杨宇峰,叶小岭,杨 乐(南京信息工程大学信息与控制学院,江苏南京 210044)摘 要:利用C A N 总线的特点和性能优势,结合温室监测系统的现状,提出基于C A N 总线的温室监测系统的实施方案。
介绍了温室监测系统的总体结构设计,采用主从方式,通过C A N 总线将每一个独立的监测节点连接起来,实时采集数据传送到上位P C 机进行处理;监测节点采用M S C 1210Y 5作为主控制器,控制各传感器进行数据采集,并通过C A N 控制器M C P 2510与上位机通信;在此基础上自定义了C A N 总线通信协议,同时给出详细的数据通信流程。
该系统稳定可靠,并具有很好的扩展性,能够很好地满足温室监测系统自动化程度高,成本低的需求。
关 键 词:C A N 总线;M C P 2510;温室监测系统;通信中图分类号:T P 273 文献标识码:AD e s i g n o f C o m m u n i c a t i o n f o r G r e e n h o u s e M o n i t o r i n g S y s t e mB a s e d o nC A NB u sZ H A N GY i n g -c h a o ,Y A N GY u -f e n g ,Y EX i a o -l i n g ,Y A N GL e(C o l l e g e o f I n f o r m a t i o n a n d C o n t r o l ,N a n j i n g U n i v e r s i t y o f I n f o r m a t i o n S c i e n c ea n dT e c h n o l o g y ,N a n j i n g 210044,C h i n a )A b s t r a c t :A n i m p l e m e n t s c h e m e o f g r e e n h o u s e m o n i t o r i n g s y s t e m i s p r o p o s e d b a s e d o n a n a l y s i s o f t h e c h a r a c t e r i s t i c s a n d f u n c t i o n a d -v a n t a g e s o f C A NB u s a n dt h e r e a l i s t i cs t a t u s o f g r e e n h o u s e m o n i t o r i n gs y s t e m s .T h e g e n e r a l s t r u c t u r e d e s i g no f g r e e n h o u s e m o n i t o r i n gs y s t e m i s i n t r o d u c e d .Wi t ht h e M/Sm o d e ,e a c hn o d e i s j o i n t e dt o g e t h e r b y C A NB u s ,c o m m u n i c a t i n g w i t ht h e m a s t e r P C .T h e c h i p o f M S C 1210Y 5a n d C A Nc o n t r o l l e r M C P 2510a r e u s e d f o r t h e d e s i g n o f m o n i t o r i n g n o d e ,a n dt h e c u s t o m -b u i l t c o m m u n i c a t i o n p r o t o c o l i s g i v e n .T h e d a t a c o m m u n i c a t i o nf l o wi s g i v e n .T h e s y s t e m i s e f f e c t i v e ,r e l i a b l e a n d w e l l e x t e n d a b l e ,s a t i s f y i n g t h e r e a l i s t i c n e e d o f g r e e n h o u s e m o n i t o r i n g s y s t e m .K e yw o r d s :C A NB u s ;M C P 2510;g r e e n h o u s e m o n i t o r i n g s y s t e m ;c o m m u n i c a t i o n1 引 言目前,我国的温室大棚建设普遍存在自动化程度低,抵御自然条件变化能力差等缺点,在一定程度上限制了温室总体效益的提高。
温室监测系统是在充分利用自然资源的条件下,通过对温室环境因子温度、湿度、光照等的测量及改善,使农作物获得最佳的生长条件,从而达到增加产量、提高经济效益的目的。
现代传感器技术、通信技术和计算机技术的发展为温室监测系统提供了多种架构的方案,传统的集中控制方案缺乏很好的可靠性和稳定性,而基于I n t e r n e t 和无线通信的远程控制,自动化程度较高,但在一定程度上提高了成本,因此,为了保证系统的稳定可靠,同时能够兼顾农民的低成本要求,在此提出了基于C A N 总线的温室监测系统的实现方案,并着重介绍了C A N 总线通信设计。
2 C A N 总线的特点C A N 总线是国际上应用最广泛的现场总线之一。
最初C A N 总线用于汽车环境中的微控制器通信,目前已经在航空工业、工业控制、安全防护、农业生产等领域中得到了广泛应用。
由于采用了许多新技术及独特设计,与一般的通信总线相比,它的数据通信更具有可靠性、灵活性和实时性。
C A N 总线为多主方式工作,网络上任一节点可在任意时刻主动向其他节点发送信息,不分主从。
在报文标识符上,C A N 上的节点可分为不同的优先级,满足不同的实时要求。
C A N 节点可实现点对点、一点对多点及全局广播等几种数据传输方式,通信介质可为双绞线、同轴电缆或光纤,选择灵活。
报文采用短帧结构,传输时间短,受干扰概率低,通信速率最高可达1M b p s ,直线通信距离可达10k m (5k b p s ),实际上在节点采用网关技术,通信距离几乎可以不受限制。
C A N 的每帧信息都有C R C 校验和其他检错措施,节点在错误严重的情况下具有自动关闭的功能,以使总线上的其他节点不受影响[1]。
3 系统总体设计基于C A N 总线的温室监测系统主要由上位机监控中心和各网络监测节点组成[2]。
上位机采用通用的P C 机,不仅可以使用许多丰富的软件,而且具有很多的保护措施,安全和可靠性得以保证。
上位P C 机采用C A N 232智能C A N 接口卡与网络上的各个监测节点进行通信,负责对整个系统中的检测节点进行监控,发送控制命令和一些参数配置信息,并接收来自各个节点的状态信息和测量数据,监视温室环境参数,及时改善生长条件,同时可以将上位机接入到I n t e r n e t ,可以及时得到有关农业技术部分的指导意见。
监测节点主要由采集模块、主控制模块和通信模块组成。
监测节点通过参数传感器定时采集温室中的主要环境因子,经过微处理器的信号处理,由C A N 控制器生成协议报文,并由C A N 收发器将数据发送到上位机,同时接收来自上位机的控制命令和参数配置信息,及时给予反馈。
系统总体结构,如图1所示。
图1 系统的总体结构F i g .1G e n e r a l s t r u c t u r e o f t h e s y s t e m4 监测节点设计本监测节点的设计采用了德州仪器公司生产的M S C 1210Y 5作为主控制器。
M S C 1210Y 5集成了一个增强型8051内核,33M H z 的时钟周期,2.7~5.25V 的工作电压,具有32K 的f l a s h ,1.2K B 的S R A M ,8通道的24位高精度A /D 转换器,内置1~128倍可编程增益放大器和温度传感器,而且含有3个16位的通用定时/计数器,21个中断源和1个串行外围接口S P I ,是一款性价比很高的芯片,大大降低了开发的成本和复杂度。
通过分析,温室农作物主要受到温室环境中的温度、湿度、光照、二氧化碳浓度、土壤湿度和p H 值等因素的影响[3],因此,通过传感器对温室环境中的这些参数因子定时地进行测量,并通过主控制器内置的模拟信号处理电路对采集信号进行调整处理,由通信接口传输到上位机。
通信接口部分采用了具有S P I 接口的独立C A N 控制器M C P 2510和P C A 82C 251收发器,实现与C A N 总线的数据通信。
监测节点原理,如图2所示。
图2 监测节点原理图F i g .2 S c h e m a t i c d i a g r a m o f m o n i t o r i n gn o d e5 通信系统硬件设计独立C A N 控制器M C P 2510具有灵活的中断能力、接受帧屏蔽和过滤、帧优先级设定等特点,能很好地管理信息,减轻处理器的负担和软件设计的复杂度。
片内有3个发送缓冲器和2个接收缓冲器,可编程设定优先级,6个接收过滤器和2个屏蔽器,支持标准帧和扩展帧2种数据帧,而且还支持标准帧数据段的前2个字节单独过滤。
接口硬件电路,如图3所示。
图3 C A N 通信接口电路图F i g .3 C o m m u n i c a t i o ni n t e r f a c ec i r c u i t d i a g r a m o f C A N·104·控 制 工 程 第16卷 1)本设计不用T X N R T S 和R X N B F 等5个引脚,直接通过S P I 接口对内部寄存器进行读写操作。