1 概述
环境条件中的温湿度目标是许多作业场合中的重要参数，不论是库房管理、图书保存仍是工业测量与计量检定，都需求契合操作规则的温湿度环境条件。而温湿度也是最不容易保证的目标，针对这一状况，研发牢靠且有用的温湿度监控体系显得非常重要。监控体系以RS-485总线协议为根底组成分布式网络结构，选用PC机与单片机组成的多机体系完结测量与操控使命。
2 体系硬件结构及作业原理
2.1网络监控体系结构
图1 体系结构原理图
体系结构原理图如图1。体系选用两级主从式总线型网络拓扑结构。由1台PC机(作为上位机)、若干台AT89S52单片机(作为下位机)和RS-485总线通讯网络组成。整个体系在监控体系管理软件的操控下，同一和谐作业，完结规划功用。
2.2 主从式通讯网络
监控体系中网络通讯选用RS-485串行总线衔接，串行通讯具有传输距离长、衔接简略、运用灵敏便利、数据传输牢靠性高的特色，在工业监控、数据收集和实时操控体系中得到了广泛使用。其间选用差分通讯办法进行信号发送与接纳的RS-485(EIA-485Standard)总线协议较RS-232C协议前进了抗共模搅扰才干和传输速率，扩展了传输距离，更适合作为现场总线使用于杂乱的环境中的工业操控和实时监控体系中[1]。
下位现场数据收集与操控单元挂接于同一条数据通讯总线，总线为各现场单元同享，为防止总线通讯的竞赛与抵触，体系网络通讯选用主从式和播送式通讯操控办法。由主控微机决议一次通讯进程的发动和中止，经过给需求通讯的现场单元分配总线通讯运用权的办法来完结与下位单片机与主控微机之间的网络通讯。网络中的下位单片机恳求通讯时有必要等候主控微机将总线运用权分配给它后才干收发数据[2]。选用主从通讯操控办法当然速度稍慢，但因为现场单片机与主控微机间的信息交流不是特别频频，因而关于本监控体系是适用的。
PC主控微机与各现场单元单片机之间所选用的通讯规约是自定义的、非规范的、比较简略的格局。主控PC微机经过RS-232C串口向总线通讯协议转化操控器发送指令帧信息，总线操控器接口电路担任RS-232C电平缓RS-485电平之间的彼此转化，转发此通讯帧向RS-485总线网络播送。在通讯帧中包含主控微机所要求的下位现场单元编号，一切下位现场单元单片机都收听播送，在收到播送帧后，进行编号比照操作，各下位单片机把收到的编号与自己的编号进行比较，编号相同的下位单片机操控器为被选中的下位机，对接纳到的帧信息进行处理，其他下位单片机操控器皆为未选中的下位机，需求丢掉收到的帧信息并持续进行网络侦听作业[3]。相同，下位现场单元单片机向主控微机发送信息帧时，由总线通讯协议转化操控器转化为RS-232C通讯协议电平向主控微机转发。在规划试验中，监控体系在串行通讯波特率为9600bit/s，无奇偶校验位，8位数据位，1位中止位的设置下通讯正常，没有产生丢帧或错帧的现象。
2.3 下位机数据收集与操控单元
下位机是一个以AT89S52单片机为中心的数据收集与操控单元。AT89S52是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，器材选用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技能制作，兼容规范MCS-51指令体系及80C51引脚结构，功用强大的AT89S52可为许多嵌进式操控使用体系供给高性价比的解决方案。AT89S52具有如下资源：40个引脚，8k Bytes Flash片内程序存储(In system programmable可重复擦写1000次)，256 bytes的随机存取数据存储器(RAM)，32个外部双向输进/输出(I/O)口，5个中止优先级2层中止嵌套中止，2个16位可编程守时计数器，2个全双工串行通讯口，看门狗(WDT)电路，片内时钟振荡器。可经过软件设置省电形式。闲暇形式下，CPU暂停作业，而RAM守时计数器，串行口，外中止体系可持续作业，直至外中止激活或硬件复位[4]。下位机别离接有8路温度湿度传感器，进行温度湿度检测，并依据各路的均匀温度和均匀湿度，操控除湿机、空调机或其他设备，以使环境温度与湿度操控在特定的范围内，并轮番显现均匀温度、湿度值。下位机还设有烟雾、火光和热释电红外传感器及其相关电路 ，组成防火、防盗报警体系。下位单片机经过TTL/RS-485通讯接口电路与总线网络相衔接构成半双工主从式串行通讯网络，完结下位机经过串行口与上位机交流数据。下位机是一个相对独立的智能型区域数据测量与操控子体系，当监控主机与下位单片机之间的通讯产生毛病时，各下位机仍可独立完结相关区域的数据收集、告警和操控功用。
各温度和湿度传感器别离将检测到的温度和湿度物理量转化成电信号，经各自的低噪声扩大器扩大、模数转化器(A/ D)后，送到AT89S52单片机进行数据剖析处理。下位机可接受上位机的拜访，依据需求将温度、湿度数据实时传递给上位机，由上位机对各库房的温湿度数据进行记载并做相应处理。因为不同武器装备对环境温、湿度要求不同，用户可经过外加键盘，在所需求的范围内随意设置体系监控的温、湿度目标，以便体系习惯不同的需求。
3 软件规划
3.1网络监控体系软件的规划与开发
网络监控体系软件的规划与开发选用根据面向对象程序规划思维和联络数据库技能，在Windows9x/2000/XP体系平台上选用Borland C++ Builder编程言语开发而成。监控体系软件完结的主要使命和功用有:体系组态、串行通讯管理、图形显现管理、数据存储、报表打印、统计剖析、反常处理等。仓储网络监控体系的软件规划功用较多而杂乱，而且层次比较多。因而在规划上首要根据Windows的多使命处理机制，前台完结指令呼应、各模块调用以及体系作业状况的动态实时图形化显现等，后台担任实时监督接纳各下位现场单元发送的数据、守时巡检或随机抽检作业现场的单片机操控器、进行反常处理和报警处理等;在编程技能上选用VCL组件开发技能，使用多线程技能进行多使命处理;其次，选用模块化程序规划，把一个大的程序划分为若干个小的功用模块，每个模块之间既彼此独立又彼此联络，这样能够前进软件的可维护性、可读性、牢靠性和高效性[2]。
3.2 下位机程序规划[5]
下位机主程序流程图如图2所示。包含对体系进行初始化处理;断定中止办法(含优先级)设置;串行口作业办法设置;体系各种目标的装进;键盘初始化;操控信号初始化以及树立数据指针、通道初值并发动 A/ D转化。
图2 下位机主程序流程图
以下仅给出下位机处理呼喊应对时的部分程序：
# define ADD0 x01
…
sbit tr=p1.3;
void service serial(void) interrupt4using1
{
uchar rs;
RI=0;
ES=0; //关串行中止
tr=0;
rs=SBUF;
…
｝
if(rs!=ADD) //不是呼喊本机
{
ES=1;
if(P3.3=0 ) //A/D转化恳求中止
…
Return;
｝
SM2 =0;
tr=1;
SBUF=ADD; //应对
While(TI=0);
TI=0;
tr=0; //履行通讯指令
…
4 结语
实践证明，根据RS-485总线协议的网络监控体系依托会集管理、涣散操控的现代操控技能，组成监控体系的硬件和软件选用规范化、模块化和体系化的规划，体系的装备具有通用性强、体系组态灵敏、操控功用完善以及体系装置、调试和修理简洁等特色，而且还能够经过智能通讯接口或规范的通讯网络协议和其它监控体系，如门禁管理子体系相交联通讯，组成功用更完善的自动化网络管理体系。
参考文献
[1] 邱公伟，赵祥元，巫淑萍.实时操控与智能仪表多微机体系的通讯技能[M].北京:清华大学出版社，1996
[2] 周海峰，赵春宇，陈大跃.根据RS-485的种子处理成套设备的网络操控规划[J].测控技能，2004,23(12):48-49
[3] 韩世进，张乐年.根据RS-485的多路数据收集体系[J].现代电子技能,2003(11):14-15
[4] 孙育才，王荣兴，孙华芳. ATMEL新式AT89S52系列单片机及其使用[M].北京:清华大学出版社，2005
[5] 李华，孙晓民，李红青，等.MCS-51系列单片机有用接口技能[M].北京:北京航空航天大学出版社，1993
