國内大(dà)中型庫房(fáng)在倉儲管理(lǐ)中由于技術和(hé)資金上的(de)原因,多(duō)數僅限于隻對(duì)溫度進行監測,當溫度超标時(shí)進行強制通(tōng)風和(hé)翻倉,即使如此,處理(lǐ)不及時(shí)或因設備人(rén)力條件有限仍會造成大(dà)量損失。實現庫房(fáng)儲藏物(wù)的(de)溫升主要是由于濕度引起的(de),庫房(fáng)儲藏物(wù)本身的(de)水(shuǐ)分(fēn)過高(gāo)或連續的(de)高(gāo)濕天氣将導緻儲藏物(wù)新陳代謝加快(kuài)而放出熱(rè)量,放熱(rè)引起的(de)溫升又使代謝進一步加劇以至發黴變質。這(zhè)種惡性循環一旦形成很難進行有效控制。因此,庫房(fáng)在進行溫度監測的(de)同時(shí),必須重視對(duì)空氣濕度的(de)檢測,以利于提前采取有效措施控制庫房(fáng)儲藏物(wù)升溫而黴變。本文所介紹的(de)溫濕度控制系統以AT89C2051單片機[1]爲控制核心,結合傳感器、通(tōng)訊和(hé)數字電子電路技術,實現了(le)溫度和(hé)濕度檢測與庫房(fáng)溫度和(hé)濕度的(de)有效控制,降低經濟損失和(hé)勞動強度。
1 系統總體結構 應用(yòng)戶要求對(duì)若幹個(gè)地理(lǐ)位置分(fēn)散的(de)庫房(fáng)的(de)溫濕度進行實時(shí)的(de)監測與控制,爲了(le)适應對(duì)多(duō)個(gè)測控點的(de)監控與管理(lǐ),經分(fēn)析采用(yòng)了(le)分(fēn)布式系統的(de)控制方式,即在每個(gè)測控點配置能獨立工作的(de)從機,多(duō)個(gè)從機由1個(gè)上位機進行監控管理(lǐ),上下(xià)采用(yòng)主從式監控管理(lǐ)形式,系統總體結構如圖1所示。 系統的(de)各個(gè)部分(fēn)功能和(hé) 關系如下(xià):
1)主機爲管理(lǐ)機,完成參數設置、數據存儲、處理(lǐ)及管理(lǐ)功能。
2)從機爲控制機,采用(yòng)單片機2051,直接實現各個(gè)模塊的(de)控制功能,并能在主機關機的(de)條件下(xià)實現所有的(de)控制功能。
3) 通(tōng)訊轉換機實現RS232信号和(hé)RS485信号的(de)轉換,主機通(tōng)過其向從機發送控制參數,從機将現場(chǎng)采集數據通(tōng)過其傳給主機。
4)數據采集實現對(duì)傳感器及運行設備的(de)檢測。
5)控制器及其設備根據系統輸出的(de)信号對(duì)現場(chǎng)設備進行控制。
6) 輸入輸出部分(fēn)包括輸入模塊和(hé)輸出模塊,輸入模塊将采集的(de)信号轉換後輸入到從機,輸出模塊将系統的(de)控制信号輸出到控制器及其設備。
2 系統工作方式 系統以溫濕度監控爲核心,溫濕度參數和(hé)設備運行狀态由主機根據用(yòng)戶要求定時(shí)向從機查詢,各控制模塊的(de)設置參數修改時(shí),将新的(de)參數發送到從機。主機可(kě)以對(duì)從機進行參數設置及控制,從機也(yě)可(kě)以獨立工作。從機通(tōng)過數據采集裝置不間斷地采集溫濕度數據,根據控制模塊的(de)設置參數做(zuò)出控制決策,驅動設備運行,并随時(shí)準備接受主機的(de)指令,當受到詢問時(shí),将庫房(fáng)的(de)各項數據編碼通(tōng)過串行通(tōng)信方式傳輸到主機。主機接收到數據後,進行數據處理(lǐ),在監控界面上顯示當前的(de)狀态信息,并将此信息實時(shí)地存儲到數據庫中,爲用(yòng)戶維護和(hé)管理(lǐ)準備數據。對(duì)數據可(kě)以進行查詢,也(yě)可(kě)以将一段時(shí)期的(de)數據信息彙集成報表,報表包括各項統計數據,還(hái)可(kě)以将數據處理(lǐ)繪制成圖形曲線,實現對(duì)數據的(de)分(fēn)析與管理(lǐ)。
3 系統硬件組成 控制系統的(de)主機采用(yòng)一般的(de)PC(64M以上即可(kě)),就完全可(kě)以滿足系統對(duì)數據處理(lǐ)、運行速度的(de)要求。從機部分(fēn)以2051單片機爲核心
[2],外接數據采集輸入電路、輸出電路、狀态監測電路等部分(fēn)組成。 本系統對(duì)多(duō)個(gè)測控點進行監控,l台主機與多(duō)台從機實現主從式通(tōng)信,通(tōng)過通(tōng)訊接口機實現RS485标準總線通(tōng)訊,系統的(de)數據檢測是由各類傳感器來(lái)承擔,圖2所示爲單片機控制平台1系統原理(lǐ)圖。 此控制平台主要實現現場(chǎng)數據采集,并将采集數據處理(lǐ)、存儲、發送給主機。2051是控制平台的(de)核心,溫濕度數據的(de)采集通(tōng)過多(duō)路傳感器獲得(de),采集的(de)信号經ADS1286實現轉換。爲有效控制多(duō)路傳感器,在系統設計中使用(yòng)4051實現擴展,使控制平台可(kě)以控制多(duō)路傳感器,采集的(de)數據存放于24LC04。在控制平台的(de)驅動上,使用(yòng)CMOS管1120提高(gāo)2051的(de)驅動能力[3],使控制平台每路可(kě)以控制多(duō)個(gè)傳感器(主要是提高(gāo)控制平台對(duì)18B20、溫濕度采集器的(de)驅動能力)。在與主機通(tōng)訊時(shí),爲達到電平一緻,控制平台通(tōng)過RS485芯片實現2051的(de)引腳RXD、TXD的(de)TTL電平與RS485的(de)引腳A、B的(de)485電平之間的(de)轉換。把主機通(tōng)過通(tōng)訊接口機送來(lái)的(de)RS485标準電平轉換爲TTL電平傳送給2051,把2051送出的(de)TTL電平轉換成RS485标準電平通(tōng)過通(tōng)訊接口機傳送給主機。 圖3 單片機控制平台2接口電路
圖3所示爲單片機控制平台2接口電路,主要實現對(duì)現場(chǎng)設備(現場(chǎng)設備主要指通(tōng)用(yòng)空調、加/除濕機等)的(de)控制,并将設備狀态情況發送給主機。
該控制平台的(de)主要部分(fēn)如下(xià):
1)2051單片機 2051是控制平台的(de)核心。
2)24LC16存儲器擴展 24LC16用(yòng)于存放現場(chǎng)設備的(de)狀态數據。
3)遙控 控制平台通(tōng)過HS0038和(hé)紅外發光(guāng)管實現對(duì)現場(chǎng)設備的(de)遙控。可(kě)根據現場(chǎng)設備的(de)不同,選用(yòng)HS0038或紅外發光(guāng)管遙控現場(chǎng)設備。
4)RS232通(tōng)訊 控制平台把80C196的(de)串口引腳RXD、TXD和(hé)GND接到光(guāng)電耦合電路,把8OC196串行口輸出的(de)TTL電平轉換爲RS232标準電平,
把其它微機送來(lái)的(de)RS232标準電平轉換爲TTL電平給80C196,并實現RS232電平與TTL電平的(de)隔離,在實現RS232電平與TTL電平轉換的(de)同時(shí)保護計算(suàn)機串口。