［編輯簡介］：本文介紹一種系統采用主從式兩級結構的大型糧庫溫度監控系統，主機為PC上位機，從機為68HC08GP32為主控芯片的分機（下位機）。可以在三根線（電源線、地線、信號線）上同時并聯多個溫度探測點。文章對系統結構、特點進行了較為詳細的論述。

［摘要］：

［關鍵詞］：大型糧庫 溫度監控系統 PC 傳感器

             傳統的國內糧庫溫度監控系統采用熱敏電阻或PN結為溫度傳感器，采用通用的IN的單片機為控制芯片進行分級控制。這種結構比較適合于房式倉，因為房式倉高度小，每根電纜上只需3～4個測溫點，廠家可通過每若干電纜（2～3根）組成一級分線器，再若干分線器組成一級分機，再若干分機組成總機的三級結構（每個分機，分線器所能容納的子結構取決于單片機的I/O口的數目）。

        　　而對于倉高20～40米，一根電纜上將會有15～30個溫度點。倘若還采用以前的結構，采用熱敏電阻為溫度傳感器，勢必造成一根電纜一個分線器，同時在一根電纜中將要同時容納20～30根信號傳輸線。這樣帶來系統安裝，維護，可靠性以及成本的一系列問題。

        　　本系統采用主從式兩級結構，主機為PC上位機，從機為68HC08GP32為主控芯片的分機（下位機）。下位機采用DALLAS的數字式溫度傳感器芯片DS1820，可以在三根線（電源線、地線、信號線）上同時并聯多個溫度探測點。每個分機上可以連接10跟電纜，每根電纜上可并聯幾十個點。分機利用了68HC08GP32的片內FLASH功能，實現了DS1820的序列號在68HC08GP32中的動態存取，從而節省了大量存儲器。溫度數據保存在68HC08GP32的片內RAM里并且利用了充分利用了68HC08GP32的片內的A/D實現了濕度數據的測量。

        DS1820數字式溫度傳感器芯片

        　　DS1820采用9個位來表示被測量點的溫度，通過單一根線和控制器進行信息通訊。溫度讀取，溫度測量和溫度設置等所需的能源也都可以數據線上獲取而無須另加電源。由于每個DS1820內部都設有一個*的序列號，所以多個DS1820可以共存與同一條線上。每個DS1820內部可以分為4個部分：

        　　1.>64位的序列號，是區別不同傳感器芯片的*編號；

        　　2.>8字節的片內RAM，用于保存芯片檢測到的溫度數據以及臨時保存報警溫度限；

        　　3.>2字節的EEPROM，用于*性保存溫度報警上下限；

        　　4.>溫度傳感器。

        　　用戶對于DS1820的訪問分為3個步驟：

        　　1.初始化

        　　2.序列號訪問命令

        　　接下來，用戶通過信號線，發送一個特定的64位序列號編碼。這時，信號線上所有相連DS1820都進行編碼匹配，只有編碼一致的DS1820才被激活，可以接受下面的內存訪問命令。

        　　3.內存訪問命令

        　　在用戶發送序列號訪問命令選定特定DS1820芯片后，被選中的芯片便可以接受內存訪問命令。讀取溫度數據，設定溫度報警限。

        單片機68HC08GP32主要特性

        　　68HC08GP32為MOTOROLA公司新出品的帶片內FLASH的8位單片機。其主要特性為：

        　　* 32K的片內FLASH，可以動態修改其內容
　　* 512字節的RAM
　　* 具備SPI和SCI接口
　　* 具備2路16位雙通道的定時器，可分別作為輸入捕捉，輸出比較和PWM功能
　　* 具備8路8位A/D
　　* 具備內部PLL功能，高總線8M
　　* 具備8個鍵盤中斷輸入

        　　本系統（圖1）采用二級系統結構。上位機為PC機，通過一個自制的232-485轉換器直接和眾多的下位機（分機）相連。每個分機由一片MC68HC08GP32控制，可連接10根電纜，而每根電纜多可以連接40個測溫點（DS1820），另外，每個分機可以接入2路模擬濕度傳感器輸入。分機自帶鍵盤和液晶模塊，通過鍵盤輸入可以實現分機的單機運行也可以實現與上位機連網運行。分機檢測范圍±64.0度，精度0.5度，其濕度的精度低于1%。系統整體上分為4個部分：

        　　·上位機軟件；
　　·RS232-485轉換器；
　　·分機模塊；
　　·電纜連接。

        上位機軟件

        　　PC上位機提供了一個強大的數據庫支持軟件。用戶通過PC機的串口輕松實現與下位機的通訊。數據庫采用通用的ACCESS數據庫，軟件用Visual C++編制，具備速度快，效率高的特點。其主要功能為：

        　　·可以上載，下載分機配置（每根電纜測溫點個數及其序列號）；
　　·對分機發送檢測溫度命令以及提取溫度數據；
　　·設置分機時間參數以及風機控制命令；
　　·將溫度數據以各種圖形化方式（正視，俯視，三維）顯示及存入數據庫；
　　·進行簡單的糧情分析處理功能及打印功能。

        RS232-485的轉換器

        　　由于糧庫溫度測溫對可靠性，成本都要求較高，所以，我們采用RS485通訊方式來實現上下位機的通訊。
　　RS-485傳輸速度快，距離遠。因為它采用平衡式傳送方式，它的輸入，輸出均為差動方式，這樣在受到干擾時，兩根信號線可能同時產生干擾電平，對差動輸入，將不起作用。它高速率可近兆，距離可達幾公里。

        　　另外，在通用串行通訊方式主從結構的多機系統中，主機的串行輸出將同時接到多個從機的輸入上，多個從機的輸出（每一時刻多只能一個有效）將連至主機的輸入上。這要求一個傳送器的輸出要驅動多個接受器，多個傳輸器的輸出還能夠并聯在一起。RS485的接受器的輸入負載小，可以允許一個傳送器驅動多個接受器；而且處于禁止狀態的輸出的漏電流較小，可以允許多個傳送器的輸出并聯。所以，采用RS485協議是較為理想的選擇。

        分機結構

        　　分機采用68HC08GP32為主控芯片，自帶鍵盤和液晶。既可以與PC機連網運行，又可以脫網單機運行。其主要功能為：
　　·自動檢測分機中每根電纜連接的測溫點的個數及其序列號，并將其保存到68HC08GP32的內部FLASH中；
　　·檢測各點溫度，濕度以及本機編號，并將其保存到68HC08GP32的RAM中以便查閱；
　　·根據需要設定風機開關；
　　·接受鍵盤輸入，并根據用戶的輸入在液晶中顯示分機狀態及分機信息；
　　·根據用戶設定，定時對分機進行溫度測量，動態刷新溫濕度數據；
　　·接受上位機（PC）機發來的指令和數據，并對此作出響應。

        電纜

        　　電纜采用3線制，一根信號線，一根電源線和一根地線。線上同時可以并聯40個DS1820溫度探測器，線長大可至40米。
系統功能擴展

        　　雖然這是一個針對筒式倉結構特點的溫度控制系統。但是由于該系統具有溫度探測點并聯，濕度檢測以及相應的風機控制等功能，所以系統將很容易移植到樓宇控制自動化，賓館飯店中央空調系統的溫濕度控制等。具有廣泛的應用市場。

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