基于VB開(kāi)發(fā)的物流倉(cāng)儲(chǔ)遠(yuǎn)程多測(cè)點(diǎn)溫度測(cè)控系統(tǒng)

蚌埠學(xué)院電子與電氣工程學(xué)院 董 健 韓 瑞 孫 干 王朝平 邵涵涵

1 引言

由于現(xiàn)今社會(huì)信息化日益發(fā)展，而數(shù)據(jù)的利用越來(lái)越廣泛。例如：購(gòu)物推薦、天氣預(yù)測(cè)、交通監(jiān)控與軍事偵察。和以前相比較而言，現(xiàn)今對(duì)數(shù)據(jù)的精度和準(zhǔn)確度要求越來(lái)越高，比如倉(cāng)庫(kù)溫度檢測(cè)、無(wú)線通信和物聯(lián)網(wǎng)+等，對(duì)于這些檢測(cè)，需要更為可靠和實(shí)用的檢測(cè)系統(tǒng)。

而溫度控制是對(duì)電子設(shè)備來(lái)說(shuō)是非常重要的一環(huán)。在保護(hù)環(huán)境，調(diào)控生產(chǎn)成本和使用安全等方面有著至關(guān)重要的作用。測(cè)量的精度越來(lái)越高，響應(yīng)時(shí)間越來(lái)越短，提高了系統(tǒng)的可靠性。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)的目的是為了完成實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)的采集、保存和利用VB設(shè)計(jì)上位機(jī)遠(yuǎn)程控制。

2 溫度測(cè)量系統(tǒng)描述

2.1 溫度測(cè)量元件DS18B20

DS18B20數(shù)字溫度測(cè)量元件提供9位（二進(jìn)制）溫度讀數(shù)指示器件的溫度信息經(jīng)過(guò)單線接口送入DS18B20或從DS18B20送出，然而對(duì)于DS18B20采用一線總線方式很大的提高了抗干擾能力，而且其電源由數(shù)據(jù)線提供且不用外接電源線。其測(cè)量精度可達(dá)0.5℃，測(cè)量范圍在-55℃～125℃，本項(xiàng)目中報(bào)警電路由三極管驅(qū)動(dòng)的蜂鳴音報(bào)警，其硬件接口如圖1所示。

圖1 DS18B20硬件電路

2.2 數(shù)碼管顯示LCD1602

LCD1602在本項(xiàng)目設(shè)計(jì)中用于顯示溫度，而LCD1602字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、字符等點(diǎn)陣式LCD，目前常用于16*1,16*2,20*2,40*2行等的模塊。數(shù)碼管顯示硬件電路如圖2所示。

圖2 數(shù)碼顯示硬件電路

主要技術(shù)參數(shù)：顯示容量：16×2個(gè)字符；芯片工作電壓：4.5--5.5V；

工作電流：2.0mA；模塊最佳工作電壓：5.0V

2.3 RS485通信

RS485總線在本項(xiàng)目設(shè)計(jì)中主要用于傳輸信息，并能夠用于PC機(jī)控制單片機(jī)的板子，而RS485是實(shí)現(xiàn)串行通訊的通道，RS485通信在此處利用的原因有：RS485傳輸?shù)木嚯x比較長(zhǎng)，最遠(yuǎn)可以達(dá)到上千米。而且經(jīng)濟(jì)適用，控制方便，具有較高的傳輸速率，最高可以達(dá)到10Mbps，低功耗，有較高的信噪比，而且其接收器敏感度為0.2，在傳輸過(guò)程中外部環(huán)境對(duì)其影響較低，保證傳輸數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。符合本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)條件。

基本參數(shù)：半雙工；速率：2.5Mbps；限擺率：NO；低電流關(guān)斷模式：NO；接收允許控制：YES；靜態(tài)電流：300；負(fù)載個(gè)數(shù)：32；引腳數(shù)：8。如圖3所示。

圖3 RS485硬件電路

2.4 按鍵控制模塊

在本項(xiàng)目設(shè)計(jì)中按鍵用于控制單片機(jī)，令其顯示不同地點(diǎn)的溫度，由不同的按鍵控制更能明確的顯示，并且可以更好更快的觀察檢測(cè)各地點(diǎn)的溫度，對(duì)于現(xiàn)實(shí)的操作更加的方便和快捷（見(jiàn)圖4）。

圖4 按鍵控制模塊

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

3.1 上下位機(jī)控制指令

本項(xiàng)目采用控制指令，利用控制指令可以在很大程度上來(lái)更加精確的控制下一級(jí)元件來(lái)更加精確是執(zhí)行命令。通過(guò)更精確的控制來(lái)確保更加精準(zhǔn)的檢測(cè)。以便于獲取更加流暢的數(shù)據(jù)。

3.2 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)

由于上位機(jī)不僅要實(shí)現(xiàn)對(duì)下位機(jī)的命令控制，還要實(shí)現(xiàn)兩機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸與接受，但是由于該系統(tǒng)采用的是只能半雙工通信RS485數(shù)據(jù)傳輸通信，所以要嚴(yán)格的分配上下位機(jī)傳輸?shù)臅r(shí)間段，防止同一時(shí)間段既要傳輸又要接收。所以在該次設(shè)計(jì)中上位機(jī)軟件采用的是以Visual Basic編程為基礎(chǔ)可直觀觀測(cè)界面的軟件，由于VB是一種事件驅(qū)動(dòng)型的語(yǔ)言，而且它不斷響應(yīng)各種事件，并根據(jù)其優(yōu)先級(jí)做出相應(yīng)響應(yīng)。上位機(jī)硬件連接后，即可實(shí)現(xiàn)尋找并自主打開(kāi)所用的串口。

圖5 主機(jī)和從機(jī)原理圖

3.3 下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)

下機(jī)是位利用c語(yǔ)言編程控制的，下位機(jī)用于對(duì)溫度的檢測(cè)，本項(xiàng)目的從機(jī)可以用按鍵控制，使操作更加方便快捷。

下位機(jī)采用串口接收中斷的方式，使得下位機(jī)一直處于待接收的狀態(tài)，以便于接收上位機(jī)的命令信號(hào)等。下位機(jī)接收并判斷后執(zhí)行與命令相對(duì)應(yīng)的程序。實(shí)現(xiàn)了主機(jī)與叢機(jī)之間的交互和命令接收以及溫度報(bào)警命令的傳遞。下位機(jī)程序設(shè)計(jì)包括按鍵控制、數(shù)碼管的顯示、DS18B20對(duì)溫度的實(shí)際檢測(cè)、報(bào)警指示燈的預(yù)警以及蜂鳴器的聲音預(yù)警等。

系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)采用分模塊的方式。對(duì)整個(gè)模塊進(jìn)行分類。系統(tǒng)軟件程序包括PC機(jī)可以通過(guò)STC90C5116RD+控制DS18B20并在LCD1602上來(lái)進(jìn)行溫度顯示，通過(guò)RS485總線可以傳輸和控制單片機(jī)，通過(guò)按鍵可以切換顯示溫度。用VB系統(tǒng)進(jìn)行控制。系統(tǒng)程序的核心是采集、顯示溫度和傳輸控制信號(hào)（見(jiàn)圖5）。

4 結(jié)束語(yǔ)

以物流倉(cāng)儲(chǔ)式遠(yuǎn)程溫度測(cè)量為研究對(duì)象，通過(guò)利用STC90C5116RD+對(duì)硬件進(jìn)行軟硬件的設(shè)計(jì)調(diào)試。可以控制多點(diǎn)測(cè)量的溫度顯示。在顯示的基礎(chǔ)之上可以進(jìn)行溫度報(bào)警和監(jiān)控。為了更好的控制多點(diǎn)的溫度顯示利用RS485總線了傳輸和控制更加的方便和快捷。利用VB和STC系列單片機(jī)構(gòu)成的溫度檢測(cè)系統(tǒng)可以 完成對(duì)于絕大多數(shù)場(chǎng)合的溫度檢測(cè)，該系統(tǒng)在倉(cāng)庫(kù)溫度檢測(cè)，家畜養(yǎng)殖場(chǎng)，食品加工廠和大型計(jì)算機(jī)房等各種場(chǎng)合都非常適用，且操作方便，成本低廉。該系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，學(xué)習(xí)入手都很快。

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