基于RS485总线的数据采集处理系统
基于RS485总线的盾构施工地层损失监测数据采集系统的设计
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的 出土 量 与 注 浆量 通 过 串行 总线 传 给上 位 机 ,并
在 上 位机 进 行 相 关处 理 ,原 始数 据 与 处理 后 的 数
l
匐 似
基 于R S 4 8 5 总线的盾构施工地层损失监测数据 采集 系统的设计
Desi gn of s oi l l os s m oni t or i ng dat a acqui si t i on sy st em dur i ng shi el d t unn el i ng b ased on RS485 bU S
据 均 存 在数 据 库 中,处 理 后 的数 据 可 作 为建 立 沉
降预 测 模型 的依 据 。另外 操 作 人 员能 够 通过 人 机 交互 界 面 查 找所 需 信 息 ,在 界 面上 直观 的 看到 预 测 的沉 降 值 ,判 断 是 否 需 要调 整 施 工参 数 达 到控 制 沉降 的 目的 。数 据 采 集 系统 是 整 个地 层 损 失 监 测 系统 的基础 , 占据 着非 常重 要的地 位 。
图 1 地 层 损 失 监 测 系统 功 能 框 图
收稿日用 :2 0 1 2 — 0 9 —1 0 作者简介:周奇才 ( 1 9 6 2 一),男 ,教授 ,博士,研 究方向为物流装备与变形监测的工程化应 用。 Leabharlann 【 5 o 】 第3 5 卷
第2 期
2 0 1 3 — 0 2 ( 下)
l
2 采 集系统 的总体 结构
采 集 系 统 的 主 要 任 务 是 实 现 对 出土 量 与注 浆 量 的测 量 , 测量 方案 分 别为 :1 )测 量 出土 量— — 在 螺旋 输 送 机 出土 口处 安 装 激 光 测 速 仪 测 量 出土
基于RS-485总线的智能分布式测控系统设计
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基于RS-485总线的智能分布式测控系统设计高军丽;王宝珠【期刊名称】《计算机与现代化》【年(卷),期】2012(0)3【摘要】Based on advantages of RS-485 bus, such as simple design, convenient control and meet the requirements of industrial measurement and control systems with high precision and low cost, the data collection and control system for intelligent instrument is designed. The hardware and software design of the intelligent distributed instrument measurement and control system is presented. The testing result shows that it can effectively collect data from different instrument nodes.%根据RS-485总线硬件设计简单、控制方便,满足高精度和低成本的工业测控系统要求的优点,采用RS-485总线作为数据传输的通信方式,设计智能分布式仪表测控系统,给出系统的硬件和软件设计.测试结果表明该系统能够实现对多节点仪表的数据采集以及对各个终端节点的有效控制.【总页数】4页(P151-154)【作者】高军丽;王宝珠【作者单位】河北省邢台市气象局,河北邢台054000;河北工业大学信息工程学院,天津300401;河北工业大学信息工程学院,天津300401【正文语种】中文【中图分类】TP391【相关文献】1.基于RS-485总线的分布式测控系统 [J], 李圣明;曹玉强;孙清2.基于RS-485总线的计算机分布式测控系统 [J], 修智宏;杨美健3.基于CAN总线的分布式测控系统智能节点的设计 [J], 李正军4.基于RS-485总线的智能起爆系统设计 [J], 王静雅;李黎明;任西;尹国福5.基于RS-485总线与无线射频的智能供暖通讯系统的设计 [J], 张生磊;王磊;代亮因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
青岛大学计控-实验4 基于RS-485总线的分布式数据采集系统实验
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Step2 一般情况下,无需更改弹出窗口的Starting address,直接点击Start即可。这项参数的含义是从哪 个RS-485地址开始搜索,一直搜索到Address 255为止。
图6 模块搜索
Step3 搜索到模块后,可以点击Cancel按钮取消搜索, 点击左侧菜单中的模块名称进入模块配置页面。
图7 模块配置
在上面的Utility画面中,可以配置RS-485 地址 (Address)、波特率(Baudrate)、通讯协议(Procotol) 等。修改完毕后,点击右上角的“Apply change”保 存设置到模块的芯片里。
2. 按 图 3 接 线 。 分 别 将 研 华 智 能 模 块 ADAM4117 、 ADAM4050、ADAM4080、ADAM4520的+Vs端和GND端与 电 源 24V 正 极 和 负 极 相 连 , 将 ADAM4117 、 ADAM4050 、 ADAM4080 的 DATA+ 和 DATA- 与 ADAM4520 的 DATA+ 和 DATA-相连,将ADAM4080的IN0+接24V直流电源正极, IN0- 接 S7-224XP 接 口 板 DI0.1, 将 ADAM4050 的 DI0 接 S7-224XP接口板DI0.0,并将S7-224XP接口板输入公 共端接24V直流电负极。
Vin0+
Vin0-
DATA+ DATA- +Vs GND
ADAM-4050
DI0
DATA+ DATA- +Vs GND
ADAM-4080
IN0+
IN0-
0-10V Vout -
温度对象
DI0.0
基于RS485总线的煤矿井下粉尘浓度监测系统的设计
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科 技 创 新
基于R 45 S8 总Hale Waihona Puke 的 煤矿井下粉尘浓度监测系统的设计
陈 以华
( 贵州大学职 业技 术学院, 贵州 贵 阳 5 0 0 ) 5 04
摘 要 : 绍一 种 基 于 R 45网络 的 井 下煤 尘 浓度 监 测 系统 。该 系统 能 够应 用在 煤 矿 井下各 个巷 道 、 集面 环 境 中, 介 S8 采 多点 实 时监 测 采 煤现 场 及 流通 巷 道 内煤 尘的 浓度 状 况 , 通过 R 4 5网络 上传 到 上 位机 处 ; 位 机 系统 采 用组 态软件 设 计 完 成 , 并 S8 上 完成 状 态信 息 实时显 示 、 警 、 录及 分 析 功 能。 其具 有 很 高 的 市场推 广价 值 。 报 记
参考文献 [ 浑 宝炬, 立稳 . 井粉 尘检 测与 防治技 术 [ 】 京: 学 工业 出版 社 , 1 ] 郭 矿 M. 北 化
20 5 o 4.
『李卫 东, 连 富, 文, 我 国煤 炭行 业粉 尘浓度 监测技 术的现 状及 2 1 王 刘道 等. 发 展趋 势【. 安全与环保 2 0, . 刀 矿业 05 2 3
l棚_ 述
随着煤矿开采强度的加大 、 综掘工作面机械化提高, 粉尘产生量也 大大增 加。 因此 搞 好粉尘 的监测和 防治工作 , 对改善 井下作业 环境 、 防 止粉尘爆 炸 、 保证煤矿 安全 生产, 具有 重要 意义 。从 国 内外煤 矿粉 尘监 测技 术 的发展 来看 , 粉尘 监测 正逐 步 由短时 间单地 点测 量 向长时 间大 面积在线 监测 的方 向发展 日 。各 国研 究人员对煤 矿粉尘 监测技术做 了大 量 的研究 工 作, 研制 出了一 系列 的粉 尘检 测仪 器 , 大体分 为粉 尘 采样 器、 直读式 测尘仪 和粉尘浓 度传感器 三种 。 粉尘 采样器 和直读式测 尘仪 均为短 时间 间断 l测尘 , 出的粉尘浓 度 随井下生 产 、 流等状况 的变 生 测 风 化而变 化, 不能全面 准确地反 映煤矿井下 的粉尘 污染状况 。 目 的趋 从 前 势来看 , 能够 实现 实时检 测 粉尘浓 度传 感器 系统成 为 国 内外 研究 的热 点 。 于此 , 文介绍基 于 R 45网络的煤矿 井下粉尘 监测系统 的相关 基 本 S8
485总线及无线集抄系统
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1、集抄系统方案简介集抄系统构成:主站、集中器、采集终端、表计、传输通道、系统软件等。
目前我国根据抄表通道的不同,集抄系统有以下3种类型:无线集抄系统、载波集抄系统、485集抄系统。
1.1 无线、载波集抄系统载波集抄系统中电力线载波虽然无需增加初始成本,但由于高衰减、低阻抗、谐波干扰、一次抄表成功率低。
载波集抄系统中集中器到电表,现场连接关系简洁,易于管理维护;需对原有表计本身需要更换,成本相对较高。
一次通信成功率达不到100%,需要多次重复采集才能获取全部数据。
无线集抄系统中无线自组网是一种低功耗、低成本、传输速高、高可靠性的双向无线通信技术。
同时由于不会出现相互干扰,并且一次抄表成功率达到99.5%。
两个系统均适用于用户表计分散安装、用电类型对采集间隔及时效性要求不高的环境。
适用于城市小区、城乡结合部、农村地区。
1.2 485集抄系统:适用于用户表计相对集中安装、用电类型对采集时效性要求不高的环境。
适用于城市、城乡结合部、农村地区。
特别适合客户原有表计具有RS485接口、不愿更换表计而又想上集抄系统的地区。
该采集装置和计量装置分离,之间的RS485接口形式规范统一,易于分专业管理和施工,对计量装置本身无特殊要求。
适应于已经有RS-485接口的电表,不需要对表计进行更换,但要求表箱集中布置。
与全载波(或全无线)形式相比,数据完整性和同时性能够保证,有利于线损分析,但相对工程维护量增大。
1.3 方案比较选择根据锡矿的供电系统的实际情况,1个110KV变电站,2个35KV变电站,8个开关柜,7个移动变,13个箱变。
在这3个变电站中的电表集中,易实现布线,且原有表计具有RS485接口,不用更换电表,减少成本,因此变电站比较适合应用485集抄系统。
无线集抄系统实时性强,由于采用无线网络,无需现场布线,建设成本低,集抄范围广,数据传输速率高,通信费用低,采用包月计费方式,运营成本低。
而载波系统抗干扰能力差,一次抄表成功率低。
基于RS485总线的远程抄表系统采集终端的设计与实现
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基于RS 485总线的远程抄表系统采集终端的设计与实现王宗阳,马旭东(东南大学 江苏南京 210096)摘 要:为了提高远程抄表系统的通信的准确性,介绍了一种采用RS 485总线进行通信的远程抄表系统采集终端的软硬件设计与实现。
重点阐述了采集终端的脉冲采集电路和RS 485接口的设计与实现,以及采集终端的各软件模块的设计。
这种采集终端不仅可以集抄脉冲式电能表而且也可以采集带RS 485接口的电能表。
另外,由于采用了RS 485总线通信,其通信的准备性也大大提高了。
关键词:RS 485总线;采集终端;SPI 接口;远程抄表中图分类号:TP391177 文献标识码:B 文章编号:1004373X (2007)0707803Design and R ealization of Integrated Acquisition of the R emote Meter R eadingSystem B ased on the RS 485BusWAN G Z ongyang ,MA Xudong(Southeast University ,Nanjing ,210096,China )Abstract :In order to improve accuracy of communication of the remote meter reading system ,This paper introduces the design and realization of hardware and software of an integrated acquisition terminal of the remote meter reading system which adopt the BUS RS 485.The hardware design of the circuit of the pulse acquisition and interface of RS 485is described mainly ,and this paper mainly introduces the software modules design of the integrated acquisition too.This integrated acquisition doesn ′t only collect the pulsed electric energy meter ,but also collects the electric energy meter with the interface of RS 485.In addition ,on account of the adoption of the BUS RS 485,it improves the accuracy of the communication greatly.K eywords :RS 485bus ;integrated acquisition terminal ;interface of SPI ;remote meter reading收稿日期:200608231 引 言远程抄表系统不仅能够节约人力资源,更重要的是可提高抄表的准确性,减少因估计或誊写而造成的帐单出错,所以这种技术越来越受到用户欢迎。
基于RS485_422总线和电话线载波的电能表远程抄表系统
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收稿日期:2000-11-01作者简介:钟道昌(1965—),男,副教授,工学博士,主要研究电子检测及控制理论和技术。
文章编号:1000-8829(2001)10-0064-03基于RS485/422总线和电话线载波的电能表远程抄表系统Electricity Remote Mea surement System Ba sed on RS485/422Bus and Modems(山东科技大学机械电子工程学院,山东济南 250031) 钟道昌,姜丽华,张 蕾(滕州监狱发电厂,山东滕州 277500) 贾长祥摘要:介绍了几种常见的电能计量抄表网络,重点介绍了自行设计的基于RS485/422总线和电话线载波的电能表远程抄表系统,给出了提高电能计量微机网络可靠性的几个有效措施。
关键词:电能计量;RS485/422;远程抄表;可靠性中图分类号:TP274.4;TP873.2文献标识码:BAbstract :Some usual electric energy measurement sys 2tems are introduced.The design scheme of the electricity remote measurement system based on RS485/422bus and modems is introduced in detail.Some effective mea 2sures to enhance reliability of the system are given.K ey w ords :electric energy measurement ;RS485/422;remote measurement ;reliability 随着城镇居民住宅的日益增加和集中,电能计量、计价和统计的工作量越来越大,传统的电磁式电能表不仅因为电表本身损耗大而导致浪费大量电能,而且由于抄表工作量大而不能适应现代社会的需要。
利用VB实现基于RS-485总线上位机的数据采集与控制
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利用VB实现基于RS-485总线上位机的数据采集与控制摘要:该文介绍了利用VB6.0中的MSCommunications控件及定时器,在基于RS-485总线的上位机中编程,以实现对模拟量、开关量数据的采集、显示、保存及控制。
关键词:VB RS-485 串口通信数据采集随着计算机及通讯技术、集成电路技术的飞速发展,以全数字式现场(FIELDBUS)为代表的现场控制仪表,迅速成为工业控制的主流。
RS-485串行通信总线以构造简单、技术成熟、便于维护,已广泛应用于电力、化工的工业控制、仪器仪表等领域。
其传输距离最长达1.2KM,负载下位机可达256台,通过转换器可将RS-485转换为微机可识别RS-232信号并通过串口与上位机通讯,从而实现远程监测。
本文主要探讨在上位计算机中使用Visual Basic6.0语言编程,实现模拟量、开关量数据的采集、显示、保存及控制功能。
1 RS-485总线的硬件配置及系统结构PC机:上位机及服务器工作站转换器:将RS-485转换为微机可识别的RS-232信号中继器:(根据需求增加)信号中断放大下位仪表:(根据需求增加)采集数据HUB:局域网联网2 下位仪表的通讯特点及要求由于流量、压力、温度等仪表充当下位机,其管理软件包括通讯功能都已固化在仪表ROM中(利用单片机作下位仪表,功能则由单片机程序固化),下面对其通讯(本系统采用RS-485总线通讯)方面的技术性能做简要介绍。
2.1 仪表识别基于RS-485总线技术,每台仪表有一个仪表号,上位计算机通过仪表号来识别每台仪表,编号由单片机自定。
2.2 数据存储由传感器检测得模拟信号后,送往相应的单片机,单片机检测到信号后,经过一系列处理过程将信号转换成流量、压力、温度等数据,并立即传给计算机。
用上位计算机按标定参数或预设值对此数据调整,然后保存。
2.3 上位计算机发送信息的结构下位机中的通讯程序已经固定,上位计算机向下位机请求数据时,必须满足一定的信息结构,下位机接受到此结构命令后,可做出传送数据等其他动作。
基于RS485总线的分布式高精度数据采集系统
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㊀2021年㊀第2期仪表技术与传感器Instrument㊀Technique㊀and㊀Sensor2021㊀No.2㊀基金项目:国家自然科学基金杰出青年基金资助项目(61525107)收稿日期:2020-03-24基于RS485总线的分布式高精度数据采集系统陈㊀航1,严㊀帅2,刘㊀胜1,张会新1(1.中北大学,仪器科学与动态测试教育部重点实验室,山西太原㊀030051;2.北京宇航系统工程研究所,北京㊀100076)㊀㊀摘要:针对分布式测试系统中物理量种类多㊁相互之间易干扰,数据需要远距离传输的要求,设计了一种基于RS485总线的分布式数据采集系统㊂该系统主要包含上位机㊁主控站点和被控站点,通过定制USB和RS485总线通信协议,实现了总线上40个站点的轮询测量或单站点单通道测量㊂实验结果表明,该系统实现了数据的可靠传输,有效解决了大面积环境下进行分布式高精度数据采集的问题,具有较好的实用价值㊂关键词:分布式;RS485总线;高精度;智能化;ADS1258;数据采集中图分类号:TP302㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:1002-1841(2021)02-0071-04DistributedHigh⁃precisionDataAcquisitionSystemBasedonRS485BusCHENHang1,YANShuai2,LIUSheng1,ZHANGHui⁃xin1(1.NorthUniversityofChinaTheMinistryofEducationKeyLaboratoryofInstrumentScienceandDynamicMeasurement,Taiyuan030051,China;2.BeijingAerospaceSystemsEngineeringInstitute,Beijing100076,China)Abstract:AdistributeddataacquisitionsystembasedonRS485buswasdesignedforthesituationthattherearemanykindsofphysicalquantitieswhichareeasytointerferewitheachother,andthedataneedstobetransmittedoverlongdistances.Thissystemmainlyincludedthehostcomputer,themasterstationandthecontrolledstation.BycustomizingtheUSBandRS485buscommunicationprotocols,itimplementedpollingmeasurementof40stationsonthebusorsingle⁃channelmeasurement.Theexper⁃imentalresultsshowthatthesystemachievesreliabledatatransmissionandeffectivelysolvestheproblemofdistributedandhigh⁃precisiondatacollectioninlarge⁃scaleenvironment,whichhashighpracticalvalue.Keywords:distributed;RS485bus;highaccuracy;intelligent;ADS1258;dataacquisition0㊀引言在一些分布式测试系统中,不可避免地要对被测环境不同位置地点多种物理量(湿度㊁温度㊁压力等)进行精确采集和测量[1-2]㊂传统的测试系统大多采用点对点连线的电缆对传感器的模拟量信号进行传输,这种方式一方面容易受到周围电磁环境的影响,降低采集精度;另一方面增加了测试系统中电缆的消耗量和成本,还在一定程度上影响采集系统的健壮性㊂为了提高测试系统的智能化程度和精确度,设计了一个基于RS485总线的分布式高精度数据采集系统,将各地点的传感器信号通过采样转换为数字信号,通过RS485总线传至系统主控站点[3-5]㊂和现有的测试系统相比,增加了数据采集通道个数和采集精度,最多可实现640个测点数据的轮询采集,提高了数据传输的智能化水平㊂1㊀系统总体设计分布式数据采集系统主要包含上位机㊁RS485总线主控站点和40个RS485总线被控站点等部分,原理框图如图1所示㊂主控站点与上位机通过USB接口交换数据,在上位机下传的数据被解析后,FPGA将其通过主站RS485模块发出并与配对成功的被控站点通信㊂根据不同的命令,可以实现不同速率下的固定通道和自动扫描通道数据采集功能㊂主控站点在接收到数据后进行打包,通过USB接口传至上位机,实现了一主控站点多被控站点的高速RS485通信㊂每个被控站点包含RS485总线模块㊁FPGA控制模块㊁A/D采集模块等,属于独立的数据采集子系统,原理设计图如图2所示㊂与主控站点下传的站点号匹配正确后,FPGA首先对ADS1258相关寄存器进行配置,开始A/D采集,完成后将数据传至主控单元㊂㊀㊀㊀㊀㊀72㊀InstrumentTechniqueandSensorFeb.2021㊀图1㊀系统整体原理框图图2㊀被控站点设计示意图2㊀系统硬件设计2.1㊀FPGA控制模块系统选用Spartan-6系列FPGA作为主控芯片㊂在主控站点的硬件电路设计中,选择XC6SLX150芯片对RS485总线通信芯片ISO1176T和USB接口芯片FT2232进行控制,其电路连接示意如图3所示㊂被控站点的A/D采集芯片ADS1258及RS485通信芯片通过SPI接口与FPGA连接,电路设计如图4所示㊂图3㊀主控站点FPGA电路设计图图4㊀被控站点FPGA电路设计图2.2㊀RS485总线模块分布式数据采集系统具有分布范围大㊁电磁环境复杂㊁传输节点要求多等特点㊂为满足设计要求,选用RS485总线通过差分线的压差传输数据,可以极大地减少传输过程中的共模干扰,提高数据传输系统的健壮性[6]㊂总线接口芯片ISO1176T内部集成了变压器驱动器,在不要外部光耦的情况下实现隔离式供电,该芯片最大可支持256个从节点,最大数据传输速率达到40Mbps,详细的电路连接图如图5所示㊂图5㊀RS485总线模块电路连接图2.3㊀A/D转换模块被控站点采用ADS1258对来自传感器的模拟量信号进行模数转换㊂ADS1258具有24位采样分辨率,固定通道的采样速率能达到125KSPS,16个通道同时采集最高速率可达23.7KSPS,同时还集成了片上温度传感器,可以通过读取寄存器来读取芯片工作温度,它的工作温度为-40 105ħ,此外还有低温漂㊁低噪声等特点,非常符合系统的设计要求[7-8]㊂FPGA和ADS1258通过SPI接口相连,CLKIO为外部时钟输入引脚,来自FPGA的16MHz时钟通过50Ω电阻后与其相连,同时要将时钟选择引脚CLKSEL置高,芯片模拟供电电压为AVDD=5V,AVSS=AGND,参考电压为VREF=VREFP-VREFN=5V,数字供电电压为DVDD=3.3V,DVSS=DGND㊂ADS1258的硬件电路如图6所示㊂㊀㊀㊀㊀㊀第2期陈航等:基于RS485总线的分布式高精度数据采集系统73㊀㊀图6㊀ADS1258接口电路设计图2.4㊀USB接口设计FT2232H为支持高速USB2.0通信的接口芯片,支持最高480Mbps的通信速度㊂它有A㊁B2个数据传输通道,根据设计需要可以配置成多种速度模式,具体的接口如图3所示㊂芯片的工作模式为FT245异步FIFO接口模式,93LC56B为EEPROM,用于保存FT2232H配置完后的相关信息[9]㊂3㊀系统软件设计3.1㊀主控站点软件设计主控站点通过USB接口实现和上位机的数据交换,根据不同指令实现数据打包传输和被控站点寄存器配置功能[10]㊂FT2232H的数据收发时序通过FPGA控制,具体的读写时序如图7所示㊂RXF#信号为芯片输出信号,当缓存Buffer内部有读数空间时输出为低,这时可以拉低RD#信号进行一次8位FIFO数据的读取,然后RXF#信号被拉高,这期间不能进行读数操作,等RXF#再次拉低时进行下一次读数操作,写数据过程和读数据过程类似㊂图7㊀FT2232H读写时序图上位机和主控站点的通信协议如表1所示㊂在系统上电完成复位后,若接收到命令的第一个字节为25h,再继续判断下一个字节,若命令是55h(查询指令),则根据表1所示的通信协议进行RS485总线通信,主控站点从1到40依次查询被控站点,并将收到被控站点的数据上传至上位机进行显示㊁存储;若命令是ACh(寄存器配置指令),则对上位机的命令拆分处理,把后4个字节的数据根据总线通信协议进行打包,然后转发至对应的被控站点㊂表1㊀上位机通信协议命令有效标志8bit命令字8bit数据位32bit寄存器配置命令25hACh被控站点地址8bit站点配置数据24bit查询命令25h55h无效位停止命令25h90h无效位㊀㊀总线数据传输采取CRC-4进行差错控制,通信协议如表2所示㊂主控站点将校验无误的数据传送给上位机显示存储,校验不通过则再一次查询该站点,如果连续3次数据校验不通过,则将站点序号告诉上位机,然后进行下一个站点查询,避免了因某个站点工作异常而使整个系统无法工作,提高了数据采集系统的可靠性性和抗干扰能力[11]㊂表2㊀RS485总线通信协议起始位1bit有效数据位32bitCRC码4bit停止位3bit0被控站点地址8bit站点数据㊀24bitCRC-41113.2㊀被控站点软件设计被控站点作为独立的数据采集系统,主要完成16路模拟量信号采集和RS485总线通信工作㊂根据系统设计要求,ADS1258默认工作模式为以23.7KSPS㊀㊀㊀㊀㊀74㊀InstrumentTechniqueandSensorFeb.2021㊀采样速率自动扫描16个模拟量输入通道,寄存器通过SPI接口进行配置,DIN管脚为数据输入引脚,CONFIG1寄存器主要涉及采样速率的设置,命令字和寄存器地址为61h,相应的配置数据为03h;MUXSG0和MUXSG1寄存器主要进行采样通道选择,命令字和寄存器地址分别为64h和65h,相应的配置数据都为FFh㊂根据SCLK管脚的时序写入配置寄存器的数据,如图8所示,在片选信号CS拉低时,有效命令和数据在SCLK上升沿从最高位开始顺序进入DIN管脚㊂图8㊀ADS1258寄存器配置时序图系统运行后,被控单元首先按照默认值对ADS1258的寄存器进行配置,配置完成后对相关寄存器的值进行读取,验证是否配置正确,随后开始监测RS485总线上的数据,当与总线上的站点序号验证成功后,进行数据采集和发送数据,工作软件设计流程如图9所示㊂上位机可以对各被控站点的寄存器进行重新配置,以满足特殊测试要求㊂图9㊀被控站点软件设计流程图ADS1258开始进行数据采集时,首先将START管脚进行拉高,程序开始检测DRDY管脚的电平状态,当为低电平时,表示一个通道模拟量完成转换,读取有效数据共计32位,高8位包含状态信息和通道信息,低24位代表转换的有效数据㊂ADS1258可以在小于700μs的时间内处理完16路通道的数据采集㊂4㊀测试结果分布式数据采集系统的RS485总线上间隔1m设置一个被控站点,总线长度共计40m㊂系统测试时,在第一个被控站点15通道输入2V电压,其余的被控站点和通道不输入电压,使用上位机发送查询命令后回传的数据见图10㊂图10㊀测试数据根据上位机的数据显示,主控站点按顺序查询了被控站点的16路采集通道,EB90EB90是子站点数据发送结束标志,很好地完成了主控站点控制下的数据采集功能㊂数据 ADD00001962F77E9 中 ADD0000196 表示第一个被控站点15通道的数据采集结果, 2F77E9 转变成电压为1.9778V,高精度万用表显示实际电压为1.9789V,所以系统的采集精度为0.6%,表明数据采集系统的精度很高㊂5㊀结束语分布式数据采集系统的设计采用24位的模数转换芯片ADS1258,提高了模拟量数据采集精度,选用RS485总线进行数据的传输,增加了系统挂载的站点数量,总线驱动器芯片ISO1176T的使用实现了电源隔离,减少了周围环境的干扰㊂测试表明,系统数据传输可靠,精度很高,同时还可以根据(下转第79页)㊀㊀㊀㊀㊀第2期李鹏飞等:基于NVIDIATX2模块的双目视觉信号采集系统设计79㊀㊀效果图,在界面上定义一个全黑灰度图,将接收到的坐标点以白色画出,实时采集发送帧率为140fps,采集处理图像无丢帧失帧现象,发送数据包无丢包现象,稳定性好,满足了设计要求㊂6 结论针对胶体三维信息检测面临的缺失高帧率㊁采集实时性的问题,设计了一套双目视觉信号采集系统,该采集系统具有4路线结构光采集系统,实现了双目实时信号采集㊂其中以嵌入式NVIDIATX2为核心详细介绍了图像采集㊁处理以及中心线坐标发送的全过程,结合了小型化硬件以及简便的上位机界面,集成了一套小体积㊁高效率㊁方便操作和移动的采集系统㊂实验测试表明系统稳定性好,精度高,满足了设计要求,为汽车关键部件胶体三维测量做好了充分准备,具有较好的实用价值㊂参考文献:[1]㊀任勇峰,王国忠.基于CMOS传感器的高性能图像采集系统设计[J].仪表技术与传感器,2019(1):64-67.[2]㊀岳昊,武栓虎.基于机器视觉的医用瓶盖质检系统设计[J].仪表技术与传感器,2019(10):83-87.[3]㊀杨长辉,黄琳.基于机器视觉的滚动接触疲劳失效在线检测[J].仪表技术与传感器,2019(4):65-69.[4]㊀相江.线结构光传感器系统建模与误差分析[D].合肥:合肥工业大学,2019.[5]㊀章金敏.基于激光三角法的物体三维轮廓测量系统[D].武汉:武汉理工大学,2015.[6]㊀戴力.汽车涂胶工艺应用研究[J].汽车零部件,2017,23(8):71-74.[7]㊀朱立忠,陈美洋.一种基于机器学习的汽车涂胶缺陷检测研究[J].沈阳理工大学学报,2018,23(4):18-22.车工艺师,2019,25(7):61-64.[9]㊀吴勇,雷旭智.科惠力测量技术在缸体表面刀痕问题中的应用[J].装备制造技术,2017,16(8):121-123.[10]㊀唐广辉,穆建华,夏志豪.基于科惠力测量技术的发动机故障诊断应用[J].汽车科技,2015,23(1):52-56.[11]㊀OLENSKYJAG,DONISIR,BORNHORSTGM.Nonde⁃structivecharacterizationofstructuralchangesduringinvitrogastricdigestionofapplesusing3Dtime⁃seriesmicro⁃computedtomography[J].JournalofFoodEngineering,2020,267:1-11.[12]㊀金贝.基于HALCON的机器视觉教学实验系统设计[D].北京:北京交通大学,2012.[13]㊀方玉红.基于机器视觉的轨道缺陷图像检测系统设计[D].南昌:南昌大学,2013.[14]㊀MICHAELLB,NELEV,PANFILOVAV,etal.R⁃From⁃TasacommonmechanismofarrhythmiainitiationinlongQTsyndromes[J].Circulation.ArrhythmiaandElectrophysiology,2019,12(12):1-15.[15]㊀李杰强.基于线阵CCD的微位移传感器设计与研究[D].广州:华南理工大学,2012.[16]㊀刘文倩,沈三民,刘利生,等.基于以太网与FPGA的多通道信号源的系统设计[J].仪表技术与传感器,2019(1):30-33.[17]㊀何能正,董建云,何岸.以太网数据包分段传输技术[J].光通信技术,2013,37(9):24-27.作者简介:李鹏飞(1994 ),硕士研究生,主要研究方向为嵌入式机器视觉㊂E⁃mail:lipengfeihuft@163.com通信作者:卢荣胜(1963 ),教授,博士生导师,主要从事机器视觉和精密测量等方面的研究㊂E⁃mail:rslu@hfut.edu.cn(上接第74页)要求变换采集通道数量和采集速率,该分布式数据采集系统具有较好的实用价值㊂参考文献:[1]㊀韩慧.基于RS485总线的温室环境监测系统[J].仪表技术与传感器,2012(3):64-65.[2]㊀李木国,王延国,孙慧涛.基于EtherCAT总线的串联型分布式据采集系统设计[J].计算机测量与控制,2016,24(6):195-198.[3]㊀童一飞,王红亮,低功耗IEPE传感器数据采集系统的设计与实现[J].电测与仪表,2019,56(5):101-104.[4]㊀唐夕晴,李建闽,佘晓烁.RS485总线接口性能测试仪设计与开发[J].电测与仪表,2018,56(7):142-147.[5]㊀张志,李琮琮,王平欣,等.智能电能表RS485接口设计方案综述[J].电测与仪表,2015,53(5):124-128.[6]㊀白冰.基于485总线的分布式输入输出系统[D].天津:天津大学,2017.[7]㊀吴平,骆朝亮.基于USB的ADS1258传感器信号采集系统[J].软件导刊,2010(6):65-67.[8]㊀金永杰,龙平,熊剑平.24位高精度模数转换器ADS1258的原理及应用[J].电子设计工程,2008(6):61-64.[9]㊀王辉,陈爱生.基于FT2232H的USB2.0数据采集系统设计[J].电子器件,2015(1):144-147.[10]㊀李超.基于FPGA+USB2.0高速数据采集系统的研究与设计[D].武汉:武汉理工大学,2013.[11]㊀TONGXR,SHENGZB.DesignofUARTwithCRCcheckbasedonFPGA[J].AdvancedMaterialsResearch,2012,490-495:1241-1245.作者简介:陈航(1993 ),硕士研究生,研究方向为嵌入式智能仪器㊂E⁃mail:614441509@qq.com通信作者:张会新(1980 ),博士,副教授,研究方向为动态测试技术与仪器㊂E⁃mail:zhanghx@nuc.edu.cn。
基于双CPU和RS-485总线的多路信号测控系统的设计
![基于双CPU和RS-485总线的多路信号测控系统的设计](https://img.taocdn.com/s3/m/37d274355727a5e9856a61ad.png)
b s oc mp eet e I O aa c n r1 h e s se s f r o ssso op r ,o e i ma —ma h n ne fc ,o e i o u ,t o lt h / d t o t .T y t m ot ec n i f at o wa t w t s n s n c i ei tr e n n—s e c n a s i o - t
3 缸 nn ru o ,t. C a gh 0 63 , i ) . nMi g GopC . L ,h nzi 4 0 2 C n i d h a
Ab ta t T e Ha d r n ot r f h p e in l ta kn yt m r f to u e i p p r h e i e t r f h s r c : h r wae a d s f wa eo mu i lx s as r c ig s se i b e y i r d c d i t s a e .T ed sg fau eo e a g s il n n h n t s s m ad r s y t h wa e i :man c n rlu i i ma e u f oh g p e i ge hp n u o tR M ,o e sn lc i k h g f aa e r i o t n t s o d p o ih s e d sn lc i sa d d a p r A w t l n i ge hp t e c a eo t a r d
该 系统 由监 控 计算 机 、 通讯 网络 和 现 场控 制 器
的应用 还 比较少 , 主 要是 因为小 企 业 的生产 过 程 组 成 。如图 1 示 。 这 所
一
考虑成 本 的因素 , 企业 的决 策者 往 往 不会 倾 向在 企 业技 术改造 或 新建 项 目中采 用市 场上 的 D S产 品 , C 而是沿 用传统 的仪表 分立等 系统方 案 。这样 就 限制 了 D S技术在这 些 企业 中的充 分应 用 。为此 , 文 C 本
基于RS485总线的通信设备告警集中监控系统
![基于RS485总线的通信设备告警集中监控系统](https://img.taocdn.com/s3/m/ffdf3a12964bcf84b9d57b98.png)
,
R 4 5总 线 ¥8
|
.
告警信号采 告警信号采 I 集器#3 l 集器#3 1 2 . r
一 - - 一 -
Ei i 旨
[ii i
图 1 通信设备告警集 中监控 系统总体效果 图
口,如 R 2 2 S 8/ S 2 、RJ5 。通过标 准的 S 3 、R 4 5 R 4 2 4等 通信接 口, 不仅可以获得 设备的告警信息 , 而且可 以获
E A RS 8 规范 ,信 号采集器可 多达 3 个 ;而告警指 I 45 2 示 器只需要一个 ,一般 放置于 网管机 房内。
2 系统 总体 方案
该设计任务来 源干 山东某通信局 ,当时该局的长途
告警信号的采集方式也 是总体设计必须考虑的一 个 重 点,我们 曾对三种方案进 行 了比较 、筛选 ,各种方案 的区别主要 在告警信号的采集 方式上 。
平。
且 R 45 S 8 总线驱动 器最多可以带 3 个负载 。因此通信 2
设备告警集中监控 系统 采用了基于R 4 5 S 8总线 的通信方 式 。图l 是通信设备告警集 中监控 系统的总体结 果框 图。
系统 由两部分组成 : 信号采集器和告警指示 器。信
号采 集器位于 远端 ,每个 设备机房 都需 要配 备 ,根据
价低廉 、 可选 芯片多 、 工简便 、 施 便于 维护 等特点而在
局站级监控 系统 中得到 了广泛 应用 。
延误 , 有时候甚至会 引发重大事故 。 随着通信设备机房 从有人值守向无人值守转变的现状 ,有必要开发一套通
信设备告警集中监控系统 ,以便对 设备机房所有告警信
美国电子 工业协会 (I 颁布的E A R 4 5 E A) I S 8 规范规
基于RS485总线的设施农业信息采集系统无限组网技术
![基于RS485总线的设施农业信息采集系统无限组网技术](https://img.taocdn.com/s3/m/c2f23de081c758f5f61f6734.png)
( 苏农 林职 业技 术 学院机 电工程 系, 江苏 句容 2 2 0 ) 江 1 4 0
摘 要 :文章提 出 了一种基 于RS 8 总线技 术的设施农 业无 个不 同点可以连接 不同的传感器检测 不同的待测量 ,而且也 可 45 限组 网技 术。该方法的建立使设施农 业 中的各信 息节点形成 了 以显示和向其他点或者上位机发送 或者接收信息。
一
数 据包 , 网 申请 数据包 ,组 网答复 数据包 , 制数据包等 。 组 控 本 系统 中涉及 的数据 包 的类 型有3 种 ,故数据包 自身的识别代 6 在全部 由计算机控制 的设施 控制系统里 ,首先就需要有一 码为一个字节即从0 0 X F X 0O F 。 个具 有多路巡 检多种待测量 的仪 器 ,要求做 到具有无人职守功 2 .数 据原发 地址 代码和 数据接受 地址代码 :在温控 系统 能,并且能够把所有检测到的数据汇总收集 到一 个上位机 上去 , 中,所有 的数据都是双 向的 ,不 同的数据包 所要求的格式也不
、
设 施农 业设 备控 制 系统的体 系结构
再 由上位机根据程序 编制好 的控制方 法输 出控 制信 号传送给下
样 。在总线上 ,部分数 据是 固定发送 给某个设备 的数据包 如 位机 的每个被控对象 。控制系统动态模 式 的精确 与否是 影响控 设备组 网回应数据包 ,此 时数据包 中应 包含 接受该数据包 的设 制优劣 的最主要关键 ,系统 动态 的信 息越 详细越快 ,则越能达 备的地址 ;如果 数据包是 通用数据如温度数 据 ,此时数据包用
且具有数 据的存储和 图形化显示功能 ,程序 的设计使用MF 完 C 成 ,可 以做到手 动和 自动控 制的切 换。 通讯 方面采用 R 4 5 S 8 协议可 以实现 一带多并且 可以提高传
基于RS-485总线的智能分布式测控系统设计
![基于RS-485总线的智能分布式测控系统设计](https://img.taocdn.com/s3/m/8fc86615fad6195f312ba642.png)
为数据传输 的通信 方式 , 设计智能分布 式仪表测控 系统 , 出系统 的硬件和软件设计 。测试结 果表 明该 系统能 够实现 对 给
多节 点仪表 的数 据采集 以及对各个终端节点的有效控制 。 关键词 : S 8 R - 5总线 ; 能仪表 ;测控 ; 4 智 数据传输
中图 分 类 号 :P 9 T3 1 文献标识码 : A d i 1 .9 9 ji n 10 -4 52 1 .30 0 o : 0 3 6/.s .0 627 .0 20 .4 s
me s r me ta d c n rls se t ih p c s n a d lw o t t e d t olc in a d c n rls se f r n el e t n t me t a u e n n o t y tms h hg r ii n o wi e o o c s , h a ac l t o to y t m tl g n sr e o n oi i i u n i d sg e .T eh r wae a d s f a e d s ft e it l g n it b t d i sr me t a u e n n o to y t m i p e e - s ei d n h a d r n ot r e i o n e i e t sr u e t w n g h l d i n u n me s r me t d c n rls se s rs n a td e .T e tsi g r s l s o h ti c l e e t ey c l c aa fo d f r n n tu n o e . h e t e u t h wst a t al f c i l o e td t r m i ee t sr me t d s n v i n
一种RS_485总线自定义通信协议及其应用
![一种RS_485总线自定义通信协议及其应用](https://img.taocdn.com/s3/m/5a5b6201326c1eb91a37f111f18583d049640f3a.png)
一种RS_485总线自定义通信协议及其应用RS-485总线是一种常用的串行通信接口,适用于多点通信和远距离通信。
在RS-485总线上可以使用自定义通信协议,来实现不同设备之间的通信和数据传输。
本文将介绍一种基于RS-485总线的自定义通信协议及其应用。
一、自定义通信协议的设计在设计自定义通信协议时,需要考虑以下几个方面:1.数据格式:通常包括数据头、数据体和数据尾。
数据头用于标识一个数据包的开始,数据体用于传输实际的数据,数据尾用于标识一个数据包的结束。
2.数据传输方式:可以选择同步传输或异步传输。
同步传输通常使用固定的数据传输速率,而异步传输可以根据实际需求进行调整。
3.数据校验:为了确保数据传输的正确性,通常会采用一些校验算法,例如CRC校验。
发送方在发送数据前会对数据进行校验,接收方在接收数据后也会对数据进行校验,如果校验失败,则说明数据传输中出现错误。
4.地址和命令:每个设备在总线上都有一个唯一的地址,用于标识设备的身份。
在每个数据包中,除了数据外,还应该包含地址和命令信息。
接收方根据接收到的地址和命令来判断下一步的操作。
二、自定义通信协议的应用RS-485总线的自定义通信协议可应用于以下方面:1.远程监控系统:通过RS-485总线实现多个监控设备之间的数据传输,包括温度、湿度、压力等监测数据。
通过自定义通信协议,可以实现数据的采集、传输和处理,并将数据展示在中心监控系统上。
2.工业控制系统:在工业自动化控制系统中,可以使用RS-485总线作为通信接口,将各种传感器、执行器和控制器连接到总线上。
通过自定义通信协议,实现设备之间的数据交换和控制指令的发送。
3.楼宇自控系统:楼宇自控系统包括照明控制、空调控制、门禁系统等。
通过RS-485总线和自定义通信协议,可以实现这些设备之间的数据传输和控制指令的发送,从而实现对楼宇设备的集中管理和控制。
4.电力系统监测与控制:电力系统中包含各种传感器和执行器,如电流传感器、电压传感器、断路器等。
RS-485总线在地电数据采集系统中的使用
![RS-485总线在地电数据采集系统中的使用](https://img.taocdn.com/s3/m/fbea023dee06eff9aef80733.png)
算机 与单 片机 基 于R 一4 5总线 的 串口通 信 系统 的设计 。给 出 了R 一4 5串行通 信 系统的硬 S 8 S 8 件 结构 、 自定 义 通信 协议 、 片机 的程 序设计 方法 以及 计算 机通 信 程 序的部 分 源代 码 , 单 并通 过 具体 应 用证 明 了本 系统 的可 靠性 。
Da a Ac uiii n Sy t m t q sto s e
GAO h n —io Z o g a
( p . fElcrcEn ie rn De to e ti ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ gn e ig,An u ie st fS in ea dTeh oo y,Hu ia h i 3 0 1 Chn ) h i Un v riyo ce c n c n lg an n An u 2 0 , ia 2
Ab t a t Th a e t o u e t o o e i l o s r c : e p p ri r d c s a me h d f rs ra mm u ia i n b t e e s n l o n c n c t e we n p r o a mp t ra d s n l o c u e n ig e c i c o o h p mir c mp t r u e ,wi e fd f e r t c l n a i g Viu l sc . S mm o t o l me t t a s l e i d p o o o d t k n s a h n a Ba i 6 0 M Co c n r l e n e a e eo i g o 1 Th s p p r a s d s rb s t e h r wa e c n t u t n a d o t r e i n n . s a d v l p n t o . i a e l o e c i e h a d r o s r c i n s fwa e d sg i g o Th o g h p c f p l a i n,i p o e h tt e s s e i e ib e a d s a l . r u h t es e i ca p i t i c o t r v s t a h y t m s r l l n t b e a
基于RS485总线的机外远程静压信号采集系统设计
![基于RS485总线的机外远程静压信号采集系统设计](https://img.taocdn.com/s3/m/2ae73943852458fb770b5645.png)
将 压 力 测 量 单 元 安 装 在 飞 机 机 身 前 方 附 近 】 . 而 空 速 校 准 则 是 对 飞 机 大 气 数 据 采 集 系 统 进 行 校 准 测 试 和 测
和 显 示
系统 硬件 主要 由压 力传 感器 、 MAX4 8 5收 发 模 块 、 RS 4 8 5与 US B 转 换 模 块 3部 分 组 成 , 软 件 运 用 虚 拟 仪
1 机外 远 距 离静 压 测 量 方 案
航 空科 学 基 金 资 助 项 目 ( 编号: 2 0 1 1 Z D 5 3 0 4 4 )
中图分类号: T H7 6 5 . 3 ; T P 8 7 3
文 献标 识 码 : A
文 章 编号 : 1 0 0 0 — 4 9 9 8 ( 2 0 1 3 ) 0 7 — 0 0 6 2 — 0 3
在 航 空 领 域 .一 般 通 过 测 量 大 气 静 压 和
气 流 动 压 来 间 接 测 量 飞 机 的 飞 行 高 度 、空 速 和 马 赫 数 等 重 要 飞 行 数 据 。 静 压 作 为 大 气 数 据 系 统 的 一 项 重 要 测 量 指 标 ,其 测 量 的 准 确
2 o 0 6 .
试 平 台已投 入到 实际 生产 中 , 实践 证 明 , 它 满 足 了 对 汽 车 座 椅 坐 垫 骨 架 性 能 的 精 确 测 量 要 求 , 也 为 今 后 其 它 汽 车座 椅 的检测 提供 了参考 。
基于RS485总线的流量计远程数据采集与监控的实现
![基于RS485总线的流量计远程数据采集与监控的实现](https://img.taocdn.com/s3/m/8c12b211a300a6c30c229f8d.png)
一
R S 4 8 5 总 线概 述
R S 4 8 5 总线标 准规 范主 要是 由 电子工 业协会 与通讯 工业 协会 共 同研发 与 制定 的 。 目前 属于 专业研 究领 域应用 最为广 泛 的通信 接 口之 一 。 它是基 于多 点 差 分传 输方 式的 电气标准 规范 类型 。 具备 数据 传输速 度较快 , 对 通信 电缆 长度 要 求较 低 、 噪声 抑制 功能 较优 等优 势。 R S 4 8 5 总线 的工作 模式 主要 是采取 平衡 传 输的 形式 , 它 能够承 受的最 大收 发器数 量为 3 2 , 同时仅仅 受到收 发器 芯片驱 动能力 的 限制 , 其所 能够接 受的最 大 电缆长度 为 1 2 1 9 米, 最 高数据 传 输速率 可 达1 0 Mb  ̄, R S 4 8 5 总线 的最小 驱动 输出 电压 范 围在一1 . 5 vN +1 . 5 V 之间, 最大 驱动输 出 电压 则在- 5 V 到 +5 v之间 。 驱动器 输 出抗阻 能力较 优 , 接 收器 具备 较 高的 灵敏 度 , 且输 出逻 辑性 较高 。 总之, 基于 R S 4 8 5 现场 总线 的数据 互联 , 能够 实现9 位数据 传 输 , 传 输距 离较大 , 且 通信速 率较 高 , 自身具 备较 强的抗 干扰 能 力, 能够支持 较多的硬 软件设 备 , 接E l 相对 而言 比较简单 , 可 以实 现有效 的拓展 与推 广 , 且价 格十分 低廉 , 能 够应用 于诸 多 中小 型远程 数据 采集 与监控 系统 的
现较 多的 现场总 线类 型 , 包括C AN、 P R O F I B US 等, 但 由于 价格 比较 昂贵 , 尚不
启 动与停 止 。 各现 场流量 计数据 的 采集必 须首 先获取 主机 的收发 许可 。 在 系统 中控制主 机 与其他机 器之 间主 要采取 异步 通信 的方式 , 它 不同于 同步通 信 , 在 通信 信号传 输过程 中 , 所 有数据 、 字符 的发送 间隙是任 意控制 的。 同时数据 接收 端 口也必 须随时做 好数据接 收的 准备。 现 场主机通 过 中央控 制器 向现场从 机传 输通讯信 号 , 其 中主要包 括从 属机 器的 编号等 。 在收 到通信信 号后 , 从机通 过信 号 识别 , 对 与之相 对应 的地址 编号进 行操 作与 处理 。 并将 处理 完毕后 的 网络信 号输送至 主机 , 经 由总 线接 口与主机 串联接 口进行连接 , 传递 数据 采集信号 。 在 该工厂 的现 场总 线系统设 计 中 , 所 应用 的网 络通讯 协议为 无线链 路控 制协 议 。 端 口设 置 中所 接 收 的数 据 位 为7 位, 停 止位为 l 位, 调 制 速率 为9 6 0 0 Mb p s , 所
基于RS485总线的远距离水位监控系统
![基于RS485总线的远距离水位监控系统](https://img.taocdn.com/s3/m/3c23485ff01dc281e43af00c.png)
基于RS485总线的远距离水位监控系统摘要:在煤矿安全日益重视的今天,煤矿井下的水位监测成了煤矿安全运行的一个重要任务。
本文将介绍一种基于RS-485总线远距离通信的矿井水位监控系统。
RS-485是工业现场最常见的一种串行总线形式,相比于RS-232C而言,它具有传输速率快、传送距离远、多机通信简单等特点。
对于尚未安装工业以太网的煤矿而言,采用RS485总线,非常的合适。
在本系统中,单片机首先读取传感器信号,计算分析后,再通过RS485总线传输到矿井地面。
关键词:RS-485 水位监控系统煤矿安全日益受到重视,而水害更是煤矿安全中最为关键的问题之一[1,2],如何监控井下水位,成了一个重要的课题。
在本为中介绍的系统是基于RS485总线的远距离水位监控系统,采用AT89s52单片机为核心构成下位机,通过液位传感器把要测量的水位信息转换为4~20mA的标准电流信号,然后把标准电流信号通过电流/电压变送器转换为0~5V的电压信号。
0~5V的模拟电压经过模数转化为数字量,利用单片机读取水位值。
由于需要进行RS-485的串行通信,因此选用MAX485实现TTL电平与TIA/EIA-485-A之间的电平转换。
对于井上计算机,为了接收该数据,上位机选用波士电子生产的U485A型转换器来实现RS-485/RS-232转换。
1、硬件电路设计基于RS485总线的远距离水位监控系统硬件主要包括信号采集处理模块、主电路模块、RS485通信模块和显示模块,下面一一介绍。
1.1 信号采集处理部分基于RS485总线的远距离水位监控系统,通过液位传感器把要测量的水位转换为4~20mA的标准电流信号,然后把标准电流信号通过电流/电压变送器转换为0~5V的电压信号。
在此液位传感器采用磁浮子液位计,磁浮子液位计又叫磁翻板或磁翻柱液位计,是玻璃板、玻璃管液位计的升级换代产品。
就地显示无须电源,显示部分和介质完全隔离,不会因介质污染显示条而使观测受到影响。
基于MODBUS_RTU协议的PLC多路数据采集系统
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2) PL C 控 制 与 显 示 层 涉 及 PL C 控 制 设 备 ADAM25510 E/ TCP 和显示屏 ,ADAM25510 E/ TCP 通过 ADAM25510 Series Utilit y 软件平台与工作主 机通信 ,实现嵌入式编程 。采用串口 1 接口与显示 屏连接 ,通过 ADAM 输入/ 输出模块和串口 2 控制 各传感器 ,采用 RJ245 网络口与上位机通信并存储 数据信息 。
4) COM4 ( RS2232/ RS2485) 为保留端口 。 设计实现如图 1 所示 。
器 ,然后通过程序按 MODBU S2R TU 通信协议发送 垂询指令 ,观察响应数据情况 。程序中关键的一步 是输入十六进制指令的 A SC II 码 ,转换为十六进制 显示 。程序流程如图 2 所示 。
2 系统结构设计
可编程逻辑控制器 ( PL C) 远程通信控制主模块 ADA M25510 E/ TCP 有 4 个 通 信 端 口[526 ] : COM1 , COM2 ,COM3 和 COM4 。端口应用情况如下 :
1) COM1 有 2 种工作方式 : RS2232 和 RS2485 , 本设计采用 RS2232 串口形式接当地显示屏 ,用于 显示部分数据信息 。
变为 F10003090300C57CF2 和 01030000000D840 F , 分别召测水位闸位计和泵机传感器的数据 。程序接 收界面如表 2 所示 。
测试证明 ,对总线上的传感器进行数据召测 , RS2485 总线上的传感器同时回复响应信息 ,总线上 因竞争现象而出现乱码 ,只能返回部分传感器数据 。
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基于RS 485总线的数据采集处理系统李新超,李继凯(茂名学院 广东茂名 525000)摘 要:为了解决多通道数据的远程采集和处理问题,介绍基于RS 485总线的串行通信数据采集处理系统的方案设计。
给出RS 485通信接口的具体硬件电路,应用VC ++6.0编写PC 机软件,完成了PC 机与数据采集模块的串行通信及数据处理的软件系统设计,实现了对多通道现场数据的实时采集和处理,系统具有较强的实用性和扩展性。
关键词:RS 485总线;数据采集;串口通信;VC ++中图分类号:TN919 文献标识码:B 文章编号:10042373X (2007)122124203The Data Acquisition and Processing System B ased on RS 485BusL I Xinchao ,L I Jikai(Maoming University ,Maoming ,525000,China )Abstract :To meet the remote multi 2channel data acquisition and processing.In this paper a serial communication data ac 2quisition and processing system based on RS 485are designed.The hardware design of RS 485bus is presented.The system software design of serial communication between PC and multi 2channel data Acquisition modules and processing module by u 2sing VC ++6.0are described.The multi 2channel real 2time data acquisition and processing is realized.The system proves practi 2cability and expansibility.K eywords :RS 485bus ;data acquisition ;serial communication ;VC ++收稿日期:2006212216基金项目:茂名学院青年科研基金项目(203259) 单片机具有集成度高、控制功能强、系统结构简单、价格优廉等优点。
但是他的存储器容量太小,无法存储大量的采集数据;速度较慢,无法完成复杂数据处理、分析。
将二者结合起来,单片机对输入的信号进行采集,然后向PC 机系统发送数据,PC 机系统对采集的数据进行处理,系统的功能将非常强大。
二者的通信在速度要求不高的情况下常采用串行通信。
串行通信具有实现简单、使用灵活方便、数据传输可靠等优点,因而在工业监控、数据采集和实时监控系统中得到广泛应用。
目前,有多种接口标准可用于串行通信,包括RS 232,RS 422和RS 485等。
RS 232是最早的串行接口标准,在短距离、较低波特率串行通信中得到了广泛应用。
其后发展起来的RS 422,RS 485是平衡传送的电气标准,比起RS 232非平衡的传送方式在电气指标上有了大幅度的提高。
RS 485硬件设计简单、控制方便、成本低廉,支持远距离多机通信。
在实际应用如小区智能管理,楼宇监控等场合通常需要多个测控点才能有效完成测控任务,传输距离通常较远,RS 232总线无法满足设计要求,所以采用RS 485总线进行设计。
1 系统总体设计为满足对多通道数据采集和处理、控制的开发设计,系统采用1台PC 机和多个单片机采集终端构成集总式系统。
由单片机P89L PC935构成采集控制终端即下位机,采用RS 485总线与PC 机进行串口通信数据传输。
系统中所有下位机挂接于同一条数据通信总线,总线为各现场单元共享,为避免总线通信的竞争与冲突,系统网络通信采用主从通信控制方法,即系统中每个下位机被赋予惟一的本机地址,采用上位机轮询,下位机应答的通信方式。
用VC ++编写PC 机系统软件控制整个系统工作,利用VC 的MSComm 控件编写程序实现与下位机串口通信,编写程序实现对所得数据进行处理,如可以动态显示采集数据的曲线图形,并用ADO 数据库实现了采集数据的保存和查询。
图1是采集处理系统的总体框图。
图1 系统总体结构框图2 系统的设计与实现2.1 RS 485通信接口PC 机只有RS 232接口,所以要设计电路将RS 232421总线与网络李新超等:基于RS 485总线的数据采集处理系统信号转换成RS 485的信号进行传输,如图2所示,PC 通过MAX 232与MAX 491的连接电路,实现了信号的转换,构成PC 机RS 485接口。
所有的下位机可以通过这个接口与PC 机连接,MAX 491是MAXIM 公司的全双工RS 485收发器,支持32路分级连接,最大传输距离达3km ,满足一般监测系统使用。
单片机也与MAX 491连接构成下位机RS 485接口。
上位机处于全双工工作状态,下位机工作在半全双工模式。
即一开始所有的下位机都只工作在接收状态,即单片机控制MAX 491的DE 端为低电平,DI 高阻。
主机通过发送呼叫命令(含要呼叫的下位机地址)启动一次通信,下位机收到命令后,判断呼叫地址是否和本机相同;如不同则不予理睬,若相同则根据指令,按要求发送上位机所要的数据。
图2 RS 485通信接口硬件电路图2.2 单片机采集系统采集系统由P89L PC935单片机为核心构成,该单片机支持串口通信,支持ISP (在系统编程),内有8路A/D 转换器和两路D/A 转换器。
以其为核心构成采集系统电路简单,成本低,可在系统编程、调试。
系统要完成数据的采集、A/D 转换、数据显示、系统初始化、单片机工作控制以及串口之间数据的发送与接收等。
限于篇幅仅给出单片机串口接收数据流程。
2.3 PC 机软件程序设计PC 机采用VC++环境编程,VC ++6.0是非常好的可视化开发环境,他的集成环境中提供了许多好用的工具和功能,供编程人员使用,从而大大提高了应用程序的开发效率;他在图形处理和数据库管理等方面都有较大的优势。
我们利用VC ++6.0提供的串行通信控件MSComm ,以MFC 来设计界面编制程序,调用ADO (ACTIV EX DA 2TA OBJ ECTS )应用层数据访问接口,实现数据采集、控制、数据存储、查询等功能。
2.3.1 系统软件的构成系统软件总体由3个部分组成,控制设置模块、串口通信模块、数据处理模块构成。
如图4所示。
控制设置模块主要通过人机接口与软件操作者进行信息交互,控制系统的工作,如采集方式是自动轮查还是指定通道,进行通信出错信息的提示等。
图3 单片机串口通信流程串口通信模块利用VC ++6.0自带的串行通信控件521《现代电子技术》2007年第12期总第251期 嵌入式与单片机 MSComm 编写。
串口通信前首先进行串口属性设置,如波特率、校验位、数据位、停止位设置。
接收控制模块传来的控制指令、呼叫通道地址进行发送,建立与对应下位机的通信,接收下位机传来的数据。
串口接收缓冲区的的数据首先根据接收的时间、通道号、数值存入ADO 数据库以便查询。
同时按通道存入按通道顺序设定的动态数组中,波形描绘程序将动态数组内的数据采用描点、折线连接法绘制波形。
图4 PC 机软件系统构成2.3.2 PC 机软件主界面及说明当运行该软件时,图5所示为8通道数据采集系统的主界面。
点击右下角的“设置参数”按钮,进行串口通信参数设置,进行通道选择或设置为自动轮查方式。
设置好串行口通信配置后,接着按“开始接收”按钮即可开始接收串口数据,接收显示从单片机发送来的数据了。
再按波形显示即可在左边的图形显示区绘制波形图。
发送按钮用来向单片机发送数据的。
清除按钮清除发送缓冲区和清除接收缓冲区的内容的。
按下查询将按时间、通道、数值的顺序显示ADO 数据库内存储的数据。
按下波形显示后将按照每个通道的采集数据的时间、数值动态扫描显示波形。
图5所示为自动轮查的方式,2路单图5 PC 机软件主界面片机采集方波,其他6路采集直流电压的波形图。
3 结 语本设计通过RS 485总线实现了对多通道现场数据的实时监测,具有较强的实用性、通用性及可扩展性,稳定可靠,易于实现,达到了预期的设计目的。
该系统可以用于对温度、压力、流量、速度等的多通道远距离测控。
参 考 文 献[1]王英杰,林怡青,聂一彪.基于VC ++6.0的PC 机和单片机串口通信[J ].电脑应用技术,2006(67):36240.[2]求是科技.Visual VC ++串口通信技术与工程实践[M ].北京:人民邮电出版社,2004.[3]求是科技.Visual VC ++串口通信技术与工程实践[M ].北京:人民邮电出版社,2004.[4]求是科技.单片机典型模块设计实例导航[M ].北京:人民邮电出版社,2004.作者简介 李新超 男,1980年出生,河南南阳人,助理实验师,华南理工大学在读硕士。
研究方向为通信与电子技术。
(上接第118页)参 考 文 献[1]Zhang Shijun ,Jing Zhongliang.A Novel Translation ,Scaleand Rotation Invariant Feature Extractor and Its Applica 2tions To Target Recognition[J ].Machine Learning and Cy 2bernetics ,IEEE ,2004,6:367823683.[2]杨小冈,付光远.基于图像NMI 特征的目标识别新方法[J ].计算机工程,2002,28(6):1492151.[3]Tzouveli P K ,Ntalianis K S.Human Video Object Water 2marking Based on Hu moments.Signal Processing SystemsDesign and Implementation ,IEEE ,2005:1042109.[4]Arvacheh E M ,Tizhoosh.Pattern Analysis Using ZernikeMoments.IEEE ,2005:157421578.[5]Haitao Jia ,Mei Xie.Improvement of Fourier Descriptor U 2sing Spatial Normalization [J ].ISCIT IEEE ,2005,2:128421287.[6]Zheng Chunhong ,Jiao Licheng.Automatic Parameters Selec 2tion for SVM Based on GA [J ].IEEE ,2004,2:186921872.作者简介 张守娟 女,在读硕士研究生。