分散采集執(zhí)行集中顯示監(jiān)控?zé)o線發(fā)射控制系統(tǒng)

胡佳壘

廣東省深圳市午越物業(yè)管理有限公司 廣東 深圳 518052

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用涉及自動化控制領(lǐng)域技術(shù)，尤其是指一種分散采集執(zhí)行集中顯示監(jiān)控?zé)o線發(fā)射控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

過去的終端設(shè)備控制均采用的是現(xiàn)場手動按鈕起停控制，發(fā)展到今天有單臺現(xiàn)場液晶溫度控制器控制。在這些控制方式中存在人力資源的增加、控制線路鋪設(shè)投資和維護(hù)成本，這種液晶控制器它只適合于小面集單元內(nèi)現(xiàn)場控制、它的溫控探測埋于墻內(nèi)對溫度監(jiān)測不夠精確，這些控制方式不能滿足大型綜合體集中監(jiān)控科學(xué)管理、存在能源浪費(fèi)。

方案設(shè)計

2.主站，該主站包含主站STC單片機(jī)和主站無線模塊，所述主站STC單片機(jī)有一個全雙工串行通訊口，該全雙工串行通訊口通過電腦的USB口轉(zhuǎn)RS232串口與電腦連接進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，所述主站無線通訊模塊是基于SPI接口方式相接于STC單片機(jī)，該主站無線模塊負(fù)責(zé)主站與各分站的數(shù)據(jù)交換傳輸，選用XL4432-D01的型號的模組；

多個分站，各分站均包含分站STC單片機(jī)、分站無線模塊、數(shù)字溫度傳感器和光耦隔離驅(qū)動電路；所述分站STC單片機(jī)作為邏輯執(zhí)行器，用于各終端設(shè)備的控制；該數(shù)字溫度傳感器用于采集終端設(shè)備區(qū)域環(huán)境溫度，與分站STC單片機(jī)的I/O端口P1.7口相連接；該分站STC單片機(jī)的I/O端口通過現(xiàn)場驅(qū)動板的光耦隔離驅(qū)動電路與終端設(shè)備連接，控制終端設(shè)備變頻器的多段速運(yùn)行；所述分站無線模塊相接于該分站STC單片機(jī)，選用XL4432-D01的型號的模組，通過XL4432-D01分站無線模塊以無線通訊的方式進(jìn)行接收主站的命令、同時上傳現(xiàn)場數(shù)據(jù)和運(yùn)行狀態(tài)給主站。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果，具體而言，由上述技術(shù)方案可知，采用STC單片機(jī)作為主站和各分站的處理器，主站與上位機(jī)連接、上位機(jī)(電腦)畫面用VB編寫以動畫呈現(xiàn)各分站的狀態(tài)和溫度。主站與各分站之間采用無線發(fā)射模塊傳輸數(shù)據(jù)及控制命令，主站(電腦)控制畫面可手動/自動切換控制各分站。本控制方式除電源線外無需鋪設(shè)控制線路，(各分站控制器)溫度傳感器裝于現(xiàn)場或空調(diào)處理機(jī)的回風(fēng)口，實(shí)時準(zhǔn)確采集現(xiàn)場溫度、每隔一分鐘向上位機(jī)發(fā)射一次溫度數(shù)據(jù)和運(yùn)行狀態(tài)，上位機(jī)根據(jù)各分站采集發(fā)回的數(shù)據(jù)結(jié)合現(xiàn)場所需要的環(huán)境溫度給出控制命令，各分站根據(jù)上位機(jī)發(fā)出的控制命令執(zhí)行運(yùn)行模式。本控制方式適用于大型綜合體及大型商場和大型寫字樓

本實(shí)用新型針對現(xiàn)有技術(shù)存在之缺失，其主要目的是提供一種分散采集執(zhí)行集中顯示監(jiān)控?zé)o線發(fā)射控制系統(tǒng)，集中監(jiān)控節(jié)省人力資源、同時科學(xué)管控杜絕了浪費(fèi)，無需設(shè)控制線路節(jié)約成本和維護(hù)成本開資，適時精準(zhǔn)運(yùn)行提高了環(huán)境質(zhì)量同時節(jié)能效果顯著。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用采用如下之技術(shù)方案:

一種分散采集執(zhí)行集中顯示監(jiān)控?zé)o線發(fā)射控制系統(tǒng)，包括

1.上位機(jī)，所述上位機(jī)是安裝了控制軟件的電腦，該電腦配套連接有電腦顯示器；的公共區(qū)域的終端空調(diào)和新風(fēng)換氣處理設(shè)備的控制，有用于節(jié)約能源和資源。

為更清楚地闡述本實(shí)用的結(jié)構(gòu)特征和功效，下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施例來對本實(shí)用進(jìn)行詳細(xì)說明。

附圖標(biāo)識說明:

10、上位機(jī) 11、電腦顯示器

20、主站 21、主站STC單片機(jī)

22、主站無線模塊 23、主站LCD顯示屏

30、分站 31、分站STC單片機(jī)

32、分站無線模塊 33、數(shù)字溫度傳感器

34、光耦隔離驅(qū)動電路 35、分站LCD顯示屏

40、終端設(shè)備。

具體實(shí)施方案

參照圖1所示，其顯示出了本實(shí)用之較佳實(shí)施例的具體結(jié)構(gòu)，是一種分散采集執(zhí)行集中顯示監(jiān)控?zé)o線發(fā)射控制系統(tǒng)，包括上位機(jī)10、主站20和多個分站30。

其中，所述上位機(jī)10是安裝了控制軟件的電腦，該電腦配套連接有電腦顯示器11。

所述主站20包含主站STC單片機(jī)21和主站無線模塊22，所述主站STC單片機(jī)21有一個全雙工串行通訊口，該全雙工串行通訊口通過電腦的USB口轉(zhuǎn)RS232串口與電腦連接進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，所述主站無線模塊是基于SPI接口方式相接于STC單片機(jī)，該主站無線模塊22負(fù)責(zé)主站20與各分站30的數(shù)據(jù)交換傳輸，選用XL4432-D01的型號的模組。

各分站30均包含分站STC單片機(jī)31、分站無線模塊32、數(shù)字溫度傳感器33和光耦隔離驅(qū)動電路34；所述分站STC單片機(jī)31作為邏輯執(zhí)行器，用于各終端設(shè)備40的控制；該數(shù)字溫度傳感器33用于采集終端設(shè)備40區(qū)域環(huán)境溫度，與分站STC單片機(jī)31的I/O端口P01.7口相連接；該分站STC單片機(jī)的I/O端口通過現(xiàn)場驅(qū)動板的光耦隔離驅(qū)動電路34與終端設(shè)備40連接，控制終端設(shè)備40的變頻多段速運(yùn)行；所述分站無線模塊32相接于該分站STC單片機(jī)31，選用XL4432-D01的型號的模組，通過XL4432-D01分站無線模塊32以無線通訊的方式進(jìn)行接收主站20的命令、同時上傳現(xiàn)場數(shù)據(jù)和運(yùn)行狀態(tài)給主站20。

本實(shí)用采用STC單片機(jī)作為主站20和各分站30的處理器，主站20與上位機(jī)10連接、上位機(jī)10(電腦)畫面用VB編寫以動畫呈現(xiàn)各分站30的狀態(tài)和溫度。主站20與各分站30之間采用無線收發(fā)模塊傳輸數(shù)據(jù)及控制命令，上位機(jī)10(電腦)控制畫面可手動/自動切換控制各分站30。本控制方式除電源線外無需鋪設(shè)控制線路，(各分站30控制器)溫度傳感器裝于現(xiàn)場或空調(diào)處理機(jī)的回風(fēng)口，實(shí)時準(zhǔn)確采集現(xiàn)場溫度、每隔一分鐘向上位機(jī)10發(fā)射一次溫度數(shù)據(jù)和運(yùn)行狀態(tài)，上位機(jī)10根據(jù)各分站30采集發(fā)回的數(shù)據(jù)結(jié)合現(xiàn)場所需要的環(huán)境溫度給出控制命令，各分站30根據(jù)上位機(jī)10發(fā)出的控制命令執(zhí)行運(yùn)行模式。本控制方式適用于大型綜合體及大型商場和大型寫字樓的公共區(qū)域的終端空調(diào)和新風(fēng)換氣處理設(shè)備的控制，主要目的用于節(jié)約能源和資源。

更為具體的，所述上位機(jī)10之電腦顯示器11所示，上位機(jī)10(電腦)畫面是用VB(控件)編寫的軟件。它負(fù)責(zé)顯示與人機(jī)對話，通過電腦的usb口轉(zhuǎn)RS232串口與下位機(jī)主站20進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。在應(yīng)用中，電腦顯示器畫面中集中顯示各空調(diào)及換氣設(shè)備的動畫運(yùn)行狀態(tài)。

所述主站STC單片機(jī)21和分站STC單片機(jī)31相同，型號為STC-89C52RC，40-I-PIT。單片機(jī)是控制系統(tǒng)的核心部件，負(fù)責(zé)主站20和分站30的程序邏輯關(guān)系處理，用c語言編寫邏輯程序。主站STC單片機(jī)21通過串口與上位機(jī)10連接進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，同時通過端口進(jìn)行數(shù)據(jù)采集輸入和邏輯輸出控制。

分站STC單片機(jī)31作邏輯執(zhí)行器，用c語言編寫邏輯程序，用于中央空調(diào)終端設(shè)備40及變頻器的控制。處理器的I/O端口通過現(xiàn)場驅(qū)動板的光耦隔離與變頻器設(shè)備連接，控制變頻器7段速運(yùn)行。通過XL4432-D01無線收發(fā)模塊進(jìn)行接收主站20的命令、同時上傳現(xiàn)場數(shù)據(jù)和運(yùn)行狀態(tài)給主站20。

所述主站STC單片機(jī)21有MAX202數(shù)字接口電路，供USB口轉(zhuǎn)RS232串口連接。串口線(USB轉(zhuǎn)RS232):負(fù)責(zé)控制系統(tǒng)主站20與上位機(jī)10電腦進(jìn)行數(shù)據(jù)輸通訊。單片機(jī)有一個全雙工的串行通訊口，所以單片機(jī)和電腦之間可以方便的進(jìn)行串口通訊。進(jìn)行串行口通訊時要滿足一定的條件，電腦的串口是RS232電平，而單片機(jī)的串口是TTL電平，兩者之間必須有一個電平轉(zhuǎn)換電路，我們采用了專用芯片MAX202進(jìn)行轉(zhuǎn)換，采用專用芯片比三極管模擬轉(zhuǎn)換更簡單可靠。

所述主站無線模塊22和分站無線模塊32均采用XL4432-D01模塊。無線模塊負(fù)責(zé)控制系統(tǒng)主站20和各分站30的數(shù)據(jù)交換傳輸。XL4432-D01是采用silicon Lab公司的無線收發(fā)IC SI4432設(shè)計的一款高性能433 M無線收發(fā)模塊，具有多種調(diào)制方式，工作在433.92 M的國際通用ISM頻段，最高調(diào)制速率可達(dá)128KBPS。基于SPI接口方式，很方便于各種MCU連接。模塊大小46*18.5mm，254mm間距的雙排插針接口，使用外置天線設(shè)計，開闊地1.2k速率下，收發(fā)10個字節(jié)的數(shù)據(jù)量測試距離最遠(yuǎn)可達(dá)2500米左右。

如圖1所示，所述數(shù)字溫度傳感器33用于采集終端區(qū)域環(huán)境溫度，與各分站30處理器的I/O口P1.7口相連接。其采用DALLAS半導(dǎo)體公司推出的一種“一線總線”接口的溫度傳感器，型號為DS18B20。其與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測溫元件相比，它是一種新型的體積小、適用電壓寬、與微處理器接口簡單的數(shù)字化溫度傳感器。一線總線結(jié)構(gòu)具有簡潔且經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，可使用戶輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，從而為測量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念。

此款DS18B20數(shù)字溫度傳感器33特點(diǎn)如下:

1)測量溫度范圍為-55～+125℃ 。

2)在-10～+85℃范圍內(nèi)，精度為±0.5℃。

3)可程序設(shè)定9～12位的分辨率。

4)3.0～5.5V 的工作電壓范圍。

5)自帶EEPROM，可用于存儲設(shè)定分辨率及用戶設(shè)定的報警溫度。

6)轉(zhuǎn)換得到一次數(shù)字輸出需要750ms(Max)。

7)數(shù)據(jù)線(DQ)也可以用來提供電源(寄生電源，實(shí)現(xiàn)方式見datasheet)

所述數(shù)字溫度傳感器33直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。它能直接讀出被測溫度，并且可根據(jù)實(shí)際要求通過簡單的編程實(shí)現(xiàn)9～l2位的數(shù)字值讀數(shù)方式。采用多種封裝形式，從而使系統(tǒng)設(shè)計靈活、方便。

再有，所述主站20和分站30上均分別設(shè)有LCD顯示屏，分別是指主站LCD顯示屏23和分站LCD顯示屏35，該主站LCD顯示屏23相接于主站STC單片機(jī)P0口，該分站LCD顯示屏35相接于分站STC單片機(jī)P0口。各分站30站點(diǎn)的區(qū)域溫度和運(yùn)行狀態(tài)均會顯示在LCD顯示屏上，以及還上傳至上位機(jī)10，從電腦顯示器11中示出。

本實(shí)用之分站的電路，由于電路設(shè)計基本與主站相同，對于其功能以及型號應(yīng)用在此不再贅述。

綜上所述，本實(shí)用的設(shè)計重點(diǎn)在于，本控制系統(tǒng)的上位機(jī)10(電腦)通過USB口與系統(tǒng)主站20串行口連接通訊，主站20與各分站30之間的數(shù)據(jù)傳送是通過XL4432-D01無線發(fā)射模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。由各分站30溫度傳感器DS18B20采集各區(qū)域現(xiàn)場溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯比較執(zhí)行，同時將溫度數(shù)據(jù)及運(yùn)行狀態(tài)傳送到主站20，主站20在將數(shù)據(jù)送入上位機(jī)10(電腦)畫面上顯示各站點(diǎn)區(qū)域的溫度和運(yùn)行狀態(tài)，(溫度數(shù)據(jù)在各分站30和主站20的LCD上都同時顯示)。上位機(jī)10畫面用VB控件編寫的虛擬按鈕可手自動切換控制，在自動狀態(tài)下運(yùn)行時均按照設(shè)定的時間與邏輯關(guān)系適時環(huán)境質(zhì)量隨機(jī)自動運(yùn)行，當(dāng)切換到手動狀態(tài)運(yùn)行時、可手動鼠標(biāo)在電腦畫面上啟停對應(yīng)各分站30終端設(shè)備40。

結(jié)束語

該系統(tǒng)投入運(yùn)行后，其性能相對穩(wěn)定，但隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，會發(fā)現(xiàn)有不完善的地方，我們將在今后的實(shí)踐工作中不斷的對其升級、改進(jìn)。在此，我表示歡迎同行們提出批評和指導(dǎo)。

說明書附圖

圖1