0 导言
粮食的安全贮藏是国家为了备战和防备灾荒的重要战略决策，而粮库储粮监测技能又是科学保粮的关键技能之一。现在国内出产的粮情监测体系，品种繁多，体系结构各异，但其监测的内容首要会集在粮库表里温度和湿度，不能一起监测虫灾状况;并且现场检测电路和上位机的通讯大多选用RS-485，这就使整个体系抗干扰才能差，实时性和纠错才能不强，添加节点困难，当某一通讯节点呈现毛病时，还会影响整个体系[1]。因而为了提高粮情监测体系的牢靠性，扩展粮情监测的功用，咱们提出了依据CAN总线的多功用大型粮仓长途监测体系。
1体系整体结构原理
粮食在贮藏期间,因为受环境、气候和通风条件等要素的改变，粮仓内温度或湿度会产生反常，这极易形成粮食的腐烂、或产生虫灾。那么针对粮食贮藏的特殊性，咱们挑选了粮仓内的温度和湿度作为首要监测参数，把粮虫产生状况作为辅佐参数。
整个监测体系由上位办理主机(HOST)、USB/CAN转化器和多个智能节点组成。节点的数量由大型仓库里的粮库数量决议，一般在选用规范帧进行CAN通讯时，节点不超越110个;选用扩展帧CAN进行CAN通讯时，节点数量原则上无限制。整个监测网络选用总线式拓扑结构，其结构原理图如图1所示。
上位办理机选用PC机，首要完结整个监测网络体系的参数设置、粮库的状况查询、数据处理、粮情剖析、超限实时报警和报表打印等功用。下位智能节点由单片机、数据收集电路和CAN通操控驱动电路构成。
下位机不只要实时监测本粮库内各个测试点的温度、湿度和粮虫产生状况，并保存和显现成果，还要担任接纳上位办理机的指令，依据上位机的要求上传数据。
USB/CAN转化器担任将上位机通过USB口输出的指令转化成CAN总线数据格式后，再下传到CAN总线;或许将下位机通过CAN总线上传的数据转化成USB数据格式后，再送到PC机。
2 下位机硬件电路结构
下位机以单片机AT89S52为中心，通过扩展显现电路、数据收集电路和CAN通讯模块构成一个完好硬件体系，如图2所示。
2.1 数据收集电路
数据收集电路由温度收集电路、湿度收集电路和粮虫检测电路构成。温度检测选用Dallas公司出产的单总线数字温度传感器DS18B20，它不只能直接输出串行数字信号，并且具有微型化、低功耗、高功用、易于微处理器衔接和抗干扰才能强等利益。DS18B20数字温度传感器关于实测的温度供给了9-12位的数据和报警温度寄存器，它的测温规模为-55℃~+125℃，其间在-10℃~+85℃的规模内的丈量精度为±0.5℃。因为每个DS18B20有仅有的一个接连64位的产品号，所以答应在一根电缆上衔接多个传感器，以构成大型温度测控网络。图2电路中，规划了两条测温单总线，每条单总线用一只场效应管供给电源，每条总线上可并联十几只数字温度传感器DS18B20。
湿度检测选用湿度传感器HIH3610和DS2438组合模块。HIH-3610是美国Honeywell公司出产的相对湿度传感器，该传感器具有精度高、呼应快速、高安稳性、低温漂、抗化学腐蚀功用强及互换性好等利益。HIH-3610选用热固聚酯电容式传感头，在芯片内部集成了信号处理功用电路，能够完结将相对湿度值变换成电容值，再将%&&&&&%传转化成线性的电压输出。因而它输出的模仿湿度信号，不能直接送单片机处理，有必要通过A/D转化。DS2438也是Dallas公司的单总线器材，具有A/D功用。
粮虫检测器选用文献[3]所介绍的办法制造，当检测到粮食虫灾产生时，粮虫检测器输出负脉冲，送微处理器记数和处理。体系选用一个8输入与非门，可带8台粮虫检测器。
2.2 显现电路
显现电路和微操控器的衔接选用I2C总线，因为AT89S52单片机内部没有集成I2C总线模块，故选用软件模仿的办法完结I2C通讯。显现驱动器选用具有I2C总线的器材SAA1064，可动态驱动4位8段LED显现器。它内部具有显存和主动改写功用，可免除微操控器的频频改写使命，腾出很多时刻做其他作业。
2.3 CAN通讯模块
CAN是现场总线中仅有被同意为国际规范的现场总线。其信号传输介质为双绞线。通讯速率最高可达1Mbps/40m，直接传输间隔最远可达10Km/5Kbps。CAN协议选用CRC查验并可供给相应的错误处理功用，确保了数据通讯的牢靠性。当节点严重错误时，具有主动封闭的功用，以堵截该节点于总线的联络，使总线上的其它节点及其通讯不受影响，具有较强的抗干扰才能。
图2中的CAN操控驱动模块由CAN操控器SJA1000、光耦6N137模块和CAN驱动器82C50构成。SJA1000担任与微操控器进行状况、操控和指令等信息交流，并承当网络通讯使命;82C50为CAN操控器和总线接口，供给对总线的差动发送和对CAN操控器的差动接纳功用。光耦6N137起阻隔效果。
3 体系软件规划
体系软件由上位机主程序和下位监控程序构成，上位机主程序用VB言语开发，选用模块化规划，详细的功用模块如图3所示。使用VB编写的应用软件人机界面友爱，便于保护和办理。
下位机的软件由下位机主程序、温度收集程序、湿度收集程序、粮虫检测中止程序和CAN收发中止服务程序等构成。因为篇幅所限这儿仅给出了下位机主程序和CAN通讯中止服务程序的流程图，别离如图4和图5所示。在下位机主程序里，体系要首要进行单片机的初始化、CAN的初始化、开外部中止、敞开计数器和使能CAN接纳中止的进程，是体系处于安排妥当状况，然后调用数据收集程序和数据处理程序，实时收集粮库现场的参数并予以处理，处理后的数据要保存起来供上位机随时查询，一起送显现器显现。
粮虫检测中止程序首要完结粮库产生粮虫后的处理，一方面要判断粮虫计数器是否计满，计满清零并保存数据;一方面设置粮库产生虫灾标志，并供上位机查询和显现。
CAN收发中止服务程序担任上下位机的指令和数据传送。当上位机发送指令时，CAN接纳一个报文，CAN的中止使能标志置1，产生接纳中止，CPU当即呼应，进入中止服务程序，然后体系再依据上位机的详细指令，向上位机传送该节点作业状况或收集的数据。
4 定论
因为体系选用了全数字化的温度、湿度传感器，直接输出的是表明温度和湿度的数字信号，不存在由模仿量到数字量转化的中间环节，所以该体系具有安稳牢靠、丈量精度高、一致性好、无需任何调整、信号线长短不会影响其功用等利益，还有单总线也带来装置便利、线路明晰、节约线材等利益。上下位机通讯选用CAN总线通讯方法，提高了体系内部的速率和实时性，降低了误码传送的概率。粮虫检测器的规划使该体系除了能实时监测温度和湿度外，也能监测粮食虫灾的产生状况。
