基于单片机的远程温度智能监控系统的设计与实现

单片机微 控制器 、 Ａ 控 制器 、 Ａ 收发 器、 盘 人机接 口 Ｃ Ｎ Ｃ Ｎ 键 模 块、Ｅ 显示 、 ＬＤ 电源 等 部 分 ［ 现 场 设 备 包 括 温 度 传 感 器 信 ３ ］ ； 号调理 电路 、 境调节 设 备和报 警 设备 ， 基本 结 构如 图 １ 环 其
图 ２ Ｐ Ａ８ Ｃ ５ Ｃ ２ ２ ０与 ＳＡ１０ Ｊ ０ ０的 接 口 电路 图
源自文库
定方 案的上 下 限值 ，系 统报警 ；同时 ，网络节 点还 负责对
Ｃ Ｎ 网络 上 的 报 文 要 求 进 行 响 应 ，这 包 括 对 上 位 机 的 现 场 Ａ 数 据 读 取 的 要 求 作 出 响 应 ，还 包 括 对 上 位 机 发 来 的 包 含 设 定 方 案 的 数 据 报 文 的接 收 ： 外 ， 此 网络 节 点 还 负 责 将 与 该 节
３ ２ 网络 硬 件 设 计 ． Ｐ Ａ８ Ｃ ５ Ｃ ２ ２ ０收 发 器 与 ＳＡ１０ Ｊ ０ ０接 口 的 典 型 应 用 如 图 ２
所 示 ， 议 控 制 器 ＳＡ１０ 协 Ｊ ０ ０的 串行 数 据 输 出 线 Ｔ Ｘ和 串行 数
据 输 入 线 Ｒ 分 别 通 过 光 电 隔 离 电 路 连 接 到 收 发 器 Ｘ Ｐ Ａ８ Ｃ ５ ， 收 发 器 Ｐ Ａ８ Ｃ ５ Ｃ ２ ２０ Ｃ ２ ２０通 过 有 差 动 发 送 和 接 收 功 能 的 两 个 总 线 终 端 Ｃ ＮＨ 和 Ｃ ＮＬ， 接 到 总 线 电缆 。输 入 Ａ Ａ 连 ＲＳ用 于模 式 控 制 。
警设备 。
２ 系 统 工 作 过 程 ． 上 位 机 通 过 与 网 络 节 点 通 信 ，进 而 将 所 有 与 其 相 连 的 现 场 传 感 器 设 备 的 数 据 进 行 监 视 ，并 且 当现 场 数 据 不 符 合
图 １ 网络 节 点结 构框 图
要求时 ， 通过 网络节 点对现 场 的环境 调节 设备进 行控 制 ， 从 而 调节现场环 境［ ２ ］ 上位机将 环境要 求方案修 改并下载 至相
作 者 简 介 ： 杨 ， ， 东沂 南人 ， 士研 究 生 ， 究 方 向 ： 号 与信 息 处理 ， 号 与 图像 的非 线性 处理 。 刘 男 山 硕 研 信 信
一
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用 技 术一 研 与
３ ３ 传 感 器 电 路 ． 扩 展 驱 动 电 流 和 驱 动 电压 ［］ Ｌ ２０芯 片 与 主 器 件之 间 ５。Ｚ Ｇ７９
漂 移 电压 为 ０Ｏ ３ ℃ ， 失调 电压 长 期 漂移 为 ０ ０３ＪＶ。 ． ｏ Ｉｖ／ Ｊ ．０‘ 经 过 计 算 ，Ｌ ２ ５ 性 能 参 数 可 以满 足 本 系 统 测 量 精 度 的 Ｔ Ｃ ６ ２的
要 求 ， 以本 系 统 的放 大 电路 中 的运 放 采 用 了 Ｔ Ｃ ６２ 所 Ｌ ２５ 。
应 节点 ， 可随 时收集各节 点的数据 ， 行存 储或显示 等 。 并 进 各 网 络 节 点 分 布 在 车 间 的 不 同 位 置 ，每 个 节 点 与 一 定 数 量 的 传 感 器 回 路 和 控 制 回路 相 连 。 当传 感 器 监 测 到 环 境 的温 度 发 生 变 化 时 ， 传 感 器 随 即 向 与 之 相 连 的 网络 节 点 发 送 信 号 ； 网 络 节 点 接 收 到 传 感 器 的 信 号 后 搜 索 从 上 位 机 下 载 的 该 节 点 的 环 境 设 定 方 案 ， 如 果 现 场 的 环 境 数 据 超 出 设
点 相 连 的传 感 器 的数 据 进 行 Ｌ Ｄ 显 示 ， 以及 响 应 键 盘 的 输 Ｅ
入 等 ， 而 实 现 监 控 的 智 能化 。 从 ３ 系 统 电路 设 计 ． ３ １ 网 络 节 点 基 本 结 构 ．
网 络 节 点 由 控 制 节 点 和 现 场 设 备 组 成 ， 控 制 节 点 包 括
线 的 Ｓ Ａ 与 Ｓ Ｌ ￣ 可 与 Ｚ Ｇ７ ９ Ｄ Ｃ） Ｌ ２ ０相 连 ， 图 ４所 示 。 如
囤 ３ 信 号 １０温 度传 感器 的调理 电路 ０
３ ４ Ｌ Ｄ 驱 动 电路 ． Ｅ
由于 每 个 控 制 节 点 外 接 ２路 的温 度 采 集 电 路 ， 以每 个 所 控 制 节 点 同 时 也 负 责 这 ２路 信 号 的 当 前 值 的 显 示 。 系 统 使 用 专 用 的 Ｌ Ｄ 驱 动 芯 片 ＭＡＸ７ １ 显 示 驱 动 。 Ｅ ２ ９作 ＭＡＸ ２ ９是 美 国 ＭＡＸＩ （ 信 ） 司 推 出 的 多位 Ｌ Ｄ ７１ Ｍ 美 公 Ｅ
对 于温 度 传 感器 ， 由于所 测 出 的 Ｐ 电 阻温 度 传 感 器 两 端 ｔ
的数 据 传 输 是 通 过 Ｓ Ｌ和 Ｓ Ａ 两 个 脚 ， １Ｃ 总 线 接 口 方 Ｃ Ｄ 按 ２
的电压信号较弱，所 以此电压在进行 Ａ／ Ｄ转换之前必须经 过放大 电路（ 如图 ３所示） 的放大值） １ （ ～ ｕ ｖ 最大值）输入失调 ；
式 进 行 数 据 的 读 取 和 写 入 ，Ｃ Ｓ Ｌ脚 的 最 大 时 钟 频 率 为
３ Ｋ ｚ 且 通 过 Ｚ Ｇ７９ ２Ｈ， Ｌ ２ ０的 ／Ｉ Ｔ 引 脚 ， 主 器 件 提 供 键 盘 Ｎ 给 中断 信 号 。 Ｌ ２ ０能 在 ３ ３伏 供 电 的情 况 下 正 常 工 作 。 Ｚ Ｇ７９ ． 单 片 机 提 供 三 条 Ｉ Ｏ 线 （ 条 中 断信 号 线 ， 另 两 条 为 １Ｃ 总 ／ 一 ２
１ ．系 统 总 体 设 计
总 体 结 构 ： 本 系 统 由一 个 上 位 机 节 点 和 若 干 个 网络 节
所示 。
点 构 成 。上 位 机 及 各 网络 节 点 间 通 过 Ｃ Ｎ 总 线 进 行 通 信 ， Ａ 网络 节 点 与 上 位 机 之 间 消 息 的 传 递 是 相 互 的 【。网 络 节 点包 １ ］ 括 控 制 节 点 和 现 场 设 备 ， 制 设 备 包 括 微 控 制 器 、 ＡＮ 控 制 控 Ｃ 器 、 Ａ 收 发器 、Ｅ 显示 、 盘 输 入模 块 及 电源 等 ； 现 Ｃ Ｎ ＬＤ 键 而 场 设 备 则 包 括 一 定 数 量 的 传 感 器 设 备 、环 境 调 节 设 备 和 报