信息中心機(jī)房環(huán)境遠(yuǎn)程檢測(cè)系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、蘭州工業(yè)學(xué)院蘭州工業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目題目 信息中心機(jī)房環(huán)境遠(yuǎn)程檢測(cè)系統(tǒng)信息中心機(jī)房環(huán)境遠(yuǎn)程檢測(cè)系統(tǒng) 系系 別別 電子信息工程電子信息工程 專(zhuān)專(zhuān) 業(yè)業(yè) 應(yīng)用電子技術(shù)應(yīng)用電子技術(shù) 班班 級(jí)級(jí) 應(yīng)電應(yīng)電 10-2 班班 姓姓 名名 學(xué)學(xué) 號(hào)號(hào) 201010102240 指導(dǎo)教師（職稱(chēng)）指導(dǎo)教師（職稱(chēng)） 日日 期期 2013 年年 03 月月 蘭州工業(yè)學(xué)院蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū) 電子信息工程電子信息工程 系系 2013 屆屆 電子信息工程技術(shù)電子信息工程技術(shù) 專(zhuān)業(yè)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目信息中心機(jī)

2、房環(huán)境遠(yuǎn)程檢測(cè)系統(tǒng)課題內(nèi)容性質(zhì)工程設(shè)計(jì)課題來(lái)源性質(zhì)結(jié)合教師科研課題設(shè)計(jì)/論文校內(nèi)（外）指導(dǎo)教師職 稱(chēng)工作單位及部門(mén)聯(lián)系方式 講師電子信息工程一、題目說(shuō)明（目的和意義）：通過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè)遠(yuǎn)程環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)，解決信息中心機(jī)房無(wú)人值守時(shí)的環(huán)境（溫濕度等環(huán)境特性）檢測(cè)問(wèn)題，具有一定的實(shí)用價(jià)值。系統(tǒng)要求熟練掌握單片機(jī)系統(tǒng)、溫度濕度等傳感器的使用等技能，通過(guò)本課題使學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的綜合應(yīng)用、查閱專(zhuān)業(yè)技術(shù)資料、科技論文撰寫(xiě)、電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)等方面的能力得到進(jìn)一步的提高。二、設(shè)計(jì)（論文）要求（工作量、內(nèi)容）：【設(shè)計(jì)內(nèi)容】：設(shè)計(jì)一個(gè)遠(yuǎn)程環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)，解決信息中心機(jī)房無(wú)人值守時(shí)的環(huán)境（溫濕度等環(huán)境

3、特性）檢測(cè)問(wèn)題，可以先利用軟件protues進(jìn)行系統(tǒng)電路的模擬，模擬成功后可設(shè)計(jì)實(shí)際電路。系統(tǒng)要求能夠檢測(cè)并顯示當(dāng)前溫濕度信息，并都?jí)蜻M(jìn)行環(huán)境量基準(zhǔn)的設(shè)置；當(dāng)環(huán)境量超過(guò)設(shè)定值，系統(tǒng)能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程告警，遠(yuǎn)程告警方案可自行考慮實(shí)現(xiàn)。【設(shè)計(jì)環(huán)境】：?jiǎn)纹瑱C(jī)實(shí)驗(yàn)板、led或lcd、鍵盤(pán)、串行接口等。protues軟件?！驹O(shè)計(jì)步驟】：1題目分析；2電路設(shè)計(jì)、模擬；3系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)； 4系統(tǒng)測(cè)試；5完成畢業(yè)設(shè)計(jì)論文?！驹O(shè)計(jì)報(bào)告要求】1. 論文撰寫(xiě)應(yīng)該符合蘭州工業(yè)高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)論文撰寫(xiě)規(guī)范要求；2. 論文中應(yīng)該包括緒論、實(shí)現(xiàn)功能說(shuō)明、方案論證、電路仿真、單元電路設(shè)計(jì)、完整的硬件電路設(shè)計(jì)及軟件流程等內(nèi)容。【注意事

4、項(xiàng)】：1畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)間安排根據(jù)時(shí)間表，最后一周，檢查程序、交畢業(yè)設(shè)計(jì)論文；畢業(yè)設(shè)計(jì)論文要求有封面（封面上寫(xiě)明班級(jí)、姓名、指導(dǎo)教師、時(shí)間等） ，并裝訂成冊(cè)。2指導(dǎo)老師打分方案：畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)=考勤*30%+論文*40%+系統(tǒng)*30% 3每周考勤二次，有特殊情況需向指導(dǎo)教師或班主任老師請(qǐng)假。 三、進(jìn)度表日 期內(nèi) 容第 15-16 周根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)查閱資料、確定設(shè)計(jì)方案第 17-18 周系統(tǒng)設(shè)計(jì)第 19-20 周整理資料、撰寫(xiě)論文下學(xué)期開(kāi)學(xué) 1-2 周畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯完成日期本學(xué)期末答辯日期下學(xué)期第二周 四、主要參考文獻(xiàn)、資料、設(shè)備和實(shí)習(xí)地點(diǎn)及翻譯工作量：1黃智偉，朱衛(wèi)華 .433mhz 單片機(jī)射頻收發(fā)芯

5、片 nrf401j.世界電子元器件， 20012李朝青 .pc 機(jī)及單片機(jī)數(shù)據(jù)通信技術(shù) m.北京：科學(xué)出版社 ,20033 沙占友. 集成化智能傳感器原理及應(yīng)用 m. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2004.4 陳偉人. mcs-1 系列單片機(jī)實(shí)用子程序集錦 m.北京：清華大學(xué)出版社， 1993.5 陳汝全，林永生等 . 實(shí)用微機(jī)與單片機(jī)控制技術(shù) m.成都：電子科技大學(xué)出版社， 1998.6 趙負(fù)國(guó). 現(xiàn)代傳感器集成電路 m. 北京：人民郵電出版社， 2001.7 盧勝利智能儀器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) m重慶：重慶大學(xué)出版社， 2003.8 徐愛(ài)鈞智能化測(cè)量控制儀表原理與設(shè)計(jì)m北京：北京航空航天大學(xué)出版

6、社，1999.9 謝自美. 電子線路設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、測(cè)試 m. 武漢：華中科技大學(xué)出版社， 2000.10 433mhz single chiprf transceiver nrf401.nordic 200設(shè) 備：?jiǎn)纹瑱C(jī)實(shí)驗(yàn)板、led、按鍵、電路板、焊接材料工具等。實(shí) 習(xí) 地點(diǎn)：學(xué)校實(shí)驗(yàn)室，和學(xué)生的外部地點(diǎn)。翻譯工作量：對(duì)論文標(biāo)題；關(guān)鍵字；摘要進(jìn)行英文翻譯。指導(dǎo)教師簽字教研室主任簽字主管系領(lǐng)導(dǎo)簽字 年 月 日 年 月 日 年 月 日注：本任務(wù)書(shū)要求一式兩份，一份系部留存，一份報(bào)教務(wù)處實(shí)踐教學(xué)科。 i摘要摘要首先本論文針對(duì)遠(yuǎn)程溫濕度采集及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)加以研究和介紹，并討論系統(tǒng)軟硬件的選擇及具體開(kāi)

7、發(fā)調(diào)試環(huán)境；然后，詳細(xì)介紹了系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案及其實(shí)現(xiàn)，并著重介紹了上位機(jī)部分的設(shè)計(jì)，通過(guò)界面的形式完成遠(yuǎn)程人機(jī)互動(dòng)，更高效快捷的完成對(duì)復(fù)雜環(huán)境因素的把握。系統(tǒng)監(jiān)測(cè)參數(shù)包括現(xiàn)場(chǎng)多點(diǎn)溫濕度值，主控單片機(jī)通過(guò)將設(shè)定閾值與測(cè)定值進(jìn)行比較進(jìn)而驅(qū)動(dòng)蜂鳴器報(bào)警同時(shí)觸發(fā)繼電器進(jìn)行相應(yīng)電氣控制，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)溫濕度調(diào)控。同時(shí)上位機(jī)通過(guò)串行通信與下位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，將下位機(jī)檢測(cè)到的數(shù)據(jù)在上位機(jī)上進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示和相應(yīng)控制。后臺(tái)運(yùn)行的數(shù)據(jù)庫(kù)通過(guò)將下位機(jī)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行錄入存檔，同時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)支持上位機(jī)的調(diào)用。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：溫濕度采集；stc 單片機(jī)；上位機(jī)；遠(yuǎn)程控制;數(shù)據(jù)庫(kù) iiabstractabstractthis paper fi

8、rstly remote temperature and humidity acquisition and monitoring system design to research and introduce, and discuss the selection and specific system hardware and software development of commissioning environment; then, detailed introduces system design scheme and realization, and introduces empha

9、tically the design of computer parts, through the form complete remote human-machine interface, the more highly effective quick interactive environment factors of complex complete assurance.system monitoring parameters including the scene multipoint control temperature and humidity value set thresho

10、ld microcontroller through comparison with determination value and buzzer alarm and trigger relay driver corresponding electric control, and realizing scene temperature and humidity control. meanwhile pc through serial communication and lower level computer data communication, will lower place machi

11、ne detected on the data real-time display in the upper and the corresponding control. the background database by will lower level computer acquisition data input file, and database support pc calls.keywords: temperature and humidity collecting; stc microcontroller; principal computer; remote control

12、; database iii目錄目錄摘要摘要.i iabstractabstract.iiii第一章第一章 緒論緒論.1 11.1 課題研究的目的和意義.11.2 課題研究的背景 .21.3 設(shè)計(jì)原則.21.4 本課題完成內(nèi)容.3第二章第二章 選擇方案選擇方案.4 42.1 遠(yuǎn)程溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的特點(diǎn) .42.1.1 課題研究的意義 .42.1.2 論文研究的內(nèi)容.42.1.3 論文研究的目標(biāo).52.1.4 論文的結(jié)構(gòu) .5第三章第三章 環(huán)境無(wú)線監(jiān)測(cè)硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)環(huán)境無(wú)線監(jiān)測(cè)硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì).6 63.1 stc 單片機(jī)簡(jiǎn)介 .63.1.1 stc 單片機(jī)接口性能分析 .63.2 基于 web 的

13、遠(yuǎn)程溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的硬件接口設(shè)計(jì) .73.2.1 stc89c52 引腳介紹 .73.3 下位機(jī)硬件電路介紹與設(shè)計(jì).7第四章第四章 環(huán)境無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)環(huán)境無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì).12124.1 軟件設(shè)計(jì)流程.124.2 鍵盤(pán)及顯示部分程序設(shè)計(jì).134.3 報(bào)警和繼電控制程序設(shè)計(jì).134.4 數(shù)據(jù)采集程序設(shè)計(jì).154.5 串行通信接口程序設(shè)計(jì).154.5.1 下位機(jī)部分程序設(shè)計(jì) .164.5.2 上位機(jī)部分程序設(shè)計(jì) .174.6 調(diào)用本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì).20第五章第五章 系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試.2222 iv5.1 硬件調(diào)試.225.1.1 硬件靜態(tài)的調(diào)試.225.1.2 系統(tǒng)硬件調(diào)試.235.2

14、 軟件調(diào)試.235.2.1 系統(tǒng)軟件調(diào)試步驟.235.3 軟硬聯(lián)調(diào).24第六章第六章 結(jié)論與展望結(jié)論與展望.26266.1 難點(diǎn)與創(chuàng)新.266.2 測(cè)試結(jié)果討論.266.3 前景與展望.27參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).2828致致 謝謝.2929附錄附錄.3030 1第一章第一章 緒論緒論1.11.1 課題課題研究的目的和意義研究的目的和意義隨著通信事業(yè)的迅速發(fā)展，各地電信運(yùn)營(yíng)商在廣闊的地域內(nèi)運(yùn)行著眾多的機(jī)房及設(shè)備，承載著龐大的信息流。一旦機(jī)房系統(tǒng)出現(xiàn)故障，或出現(xiàn)侵入、破環(huán)等事件，就會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸、存儲(chǔ)及系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性構(gòu)成威脅，如事故嚴(yán)重又不能及時(shí)處理，就可能損壞硬件設(shè)備，造成嚴(yán)重后果。目前許多機(jī)房的管

15、理不得不采用 24 小時(shí)專(zhuān)人值班，或是定時(shí)巡查機(jī)房環(huán)境，這樣不僅加重了運(yùn)營(yíng)的負(fù)擔(dān)和成本，而且更多的時(shí)候，不能及時(shí)獲知排除故障，對(duì)事故發(fā)生的時(shí)間及責(zé)任也無(wú)科學(xué)的管理。為了解決上述問(wèn)題，我利用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控技術(shù)，提供基于視頻的遠(yuǎn)程監(jiān)控方案，能夠配合電信運(yùn)營(yíng)商實(shí)現(xiàn)機(jī)房的無(wú)人值守，提高了系統(tǒng)的可靠性，降低了系統(tǒng)維護(hù)成本，實(shí)現(xiàn)了機(jī)房的科學(xué)管理。近年來(lái)，隨著有線電視業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，機(jī)房設(shè)備種類(lèi)和數(shù)量在不斷增加，如數(shù)據(jù)設(shè)備、edfa、光纖收發(fā)器、ups 電源、機(jī)房環(huán)境控制設(shè)備（機(jī)房監(jiān)控、機(jī)房防火、機(jī)房溫濕度環(huán)境）等等，另外，在分前端機(jī)房建設(shè)方面，逐漸向著無(wú)人化、智能化方向發(fā)展。這給機(jī)房的管理帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)

16、，設(shè)備的管理必須網(wǎng)絡(luò)化、遠(yuǎn)程化，便于在中心機(jī)房對(duì)遠(yuǎn)端機(jī)房的設(shè)備實(shí)現(xiàn)管理,而環(huán)境檢測(cè)是智能化的必備設(shè)施。機(jī)房作為數(shù)據(jù)傳輸中心、處理中心和數(shù)據(jù)交換中心，在整個(gè)信息網(wǎng)絡(luò)工程中占著重要的位置，對(duì)機(jī)房環(huán)境具有重要意義。信息中心機(jī)房環(huán)境遠(yuǎn)程檢測(cè)系統(tǒng)主要應(yīng)用需求包括：溫度是機(jī)房環(huán)境中最重要的參數(shù)，合理的溫度保證了機(jī)房設(shè)備的正常運(yùn)行；數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量高、實(shí)時(shí)性好，以保證對(duì)機(jī)房環(huán)境的實(shí)時(shí)和有效監(jiān)測(cè)；支持遠(yuǎn)程訪問(wèn)，便于對(duì)多個(gè)機(jī)房環(huán)境的集中監(jiān)測(cè)。針對(duì)上述需求，設(shè)計(jì)了一種基于b /s 架構(gòu)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以滿足遠(yuǎn)程訪問(wèn)、低成本、實(shí)時(shí)性好的機(jī)房環(huán)境遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)需求。機(jī)房的設(shè)備（環(huán)境量：門(mén)禁、窗禁、溫濕度、煙霧、紅外、水浸等；機(jī)

17、房/圖像：通過(guò)機(jī)房監(jiān)控單元可對(duì)上述全部監(jiān)控對(duì)象進(jìn)行可靠、準(zhǔn)確的監(jiān)控）的運(yùn)行狀態(tài)、溫度、濕度、潔凈度、供電的電壓、電流、頻率、配電系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)、測(cè)漏系統(tǒng)等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控并記錄歷史數(shù)據(jù)，同時(shí)將機(jī)房/基站設(shè)備的工作狀態(tài)的進(jìn)行實(shí)時(shí)的視頻監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)房/基站五遙（遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)，遙視）的管理功能，使機(jī)房/基站監(jiān)控達(dá)到無(wú)人或少人值守，為機(jī)房/基站高效的管理和安全運(yùn)營(yíng)提供有力的保證。遠(yuǎn)程機(jī)房綜合監(jiān)控集中管理系統(tǒng)，集門(mén)鎖控制；環(huán)境、動(dòng)力安全監(jiān)控；實(shí)時(shí)查 2詢；及時(shí)告警；記錄存檔等功能于一身，采用了網(wǎng)絡(luò)、低頻遠(yuǎn)程控制、微電腦控制、語(yǔ)音平臺(tái)等技術(shù)。利用移動(dòng)、固定電話的通訊網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)無(wú)人值守機(jī)房的綜合

18、監(jiān)控和集中統(tǒng)一管理。該系統(tǒng)的應(yīng)用，使分散機(jī)房的管理工作，由被動(dòng)轉(zhuǎn)為主動(dòng)，由人管變?yōu)闄C(jī)管，由混亂成為有序。體現(xiàn)了規(guī)范、簡(jiǎn)化、有效的管理理念。大大減少了由于基站故障未能及時(shí)排除而給企業(yè)和消費(fèi)者帶來(lái)的不便和損失。系統(tǒng)通過(guò) pstn 電話網(wǎng)與遠(yuǎn)程機(jī)房控制器遵循 e-monitor system 遠(yuǎn)程通訊控制協(xié)議進(jìn)行協(xié)議通信，從而使系統(tǒng)控制中心的監(jiān)控人員能實(shí)時(shí)地操控遠(yuǎn)程機(jī)房，并獲得遠(yuǎn)程機(jī)房各種報(bào)警信息、機(jī)房開(kāi)啟和關(guān)閉報(bào)告信息。在每一次通信結(jié)束后，由數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)并管理協(xié)議通信的結(jié)果數(shù)據(jù)，供監(jiān)控人員查詢、編輯之用。1.21.2 課題研究的背景課題研究的背景對(duì)于溫濕度的檢測(cè)系統(tǒng)的研究有很多，歸納起來(lái)有兩個(gè)大的走

19、向，一是趨于小型化的手持式或現(xiàn)場(chǎng)式的檢測(cè)設(shè)備，數(shù)據(jù)的記錄需要人工干預(yù),工作效率和精度都不高。二是采用檢測(cè)元件集中管理的數(shù)據(jù)采集模式，但是管理范圍大都只局限在本地計(jì)算機(jī)上，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)訪問(wèn)的技術(shù)目前的研究發(fā)展還是不夠的主要體現(xiàn)在檢測(cè)系統(tǒng)功能的完備性上，所以本設(shè)計(jì)集中檢測(cè)技術(shù)、上位機(jī)控制、數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)和訪問(wèn)技術(shù)于一體，最大限度的滿足實(shí)際工作需要，提高工作效率。1.31.3 設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)原則本方案的設(shè)計(jì)中遵循了以下原則：1 先進(jìn)性2 穩(wěn)定性系統(tǒng)采用三層架構(gòu)，中心采用主、備服務(wù)器架構(gòu)，具備災(zāi)難轉(zhuǎn)移能力和容錯(cuò)能力。3 開(kāi)放性系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)發(fā)接口，可以方便地和現(xiàn)有的第三方系統(tǒng)軟件進(jìn)行對(duì)接， 同時(shí)可以

20、兼容多種廠商的終端。4 安全性5 經(jīng)濟(jì)性在制定總體設(shè)計(jì)方案時(shí)，充分考慮了方案經(jīng)濟(jì)實(shí)用性。6 易用性易用性體現(xiàn)在一下兩個(gè)方面：系統(tǒng)操作界面方便易用，設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮了用戶的使用習(xí)慣。 3系統(tǒng)維護(hù)升級(jí)的方便性，系統(tǒng)和終端設(shè)備都可以在線升級(jí)。1.41.4 本課題完成內(nèi)容本課題完成內(nèi)容（1）實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)溫度的實(shí)時(shí)采集與顯示，可應(yīng)用于環(huán)境溫度的檢測(cè)；（2）在溫度檢測(cè)的基礎(chǔ)上完成報(bào)警功能，即完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)溫度的設(shè)定比對(duì)，超過(guò)設(shè)定值現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)報(bào)警；（3）無(wú)線傳輸及控制部分已完成硬件電路的原理設(shè)計(jì)，同時(shí)完成硬件實(shí)物電路的制作及控制部分電路完成測(cè)試；（4）完成無(wú)線傳輸模塊雙工多通道通信程序設(shè)計(jì)；（5）由于時(shí)間倉(cāng)促，畢業(yè)設(shè)計(jì)

21、制作時(shí)間有限，暫時(shí)未能完成整機(jī)的統(tǒng)調(diào)。 4第二章第二章 選擇方案選擇方案2.12.1 遠(yuǎn)程溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的特點(diǎn)遠(yuǎn)程溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的特點(diǎn)要通過(guò) intemet 實(shí)現(xiàn)溫濕度的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，一般是采用在現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中構(gòu)建服務(wù)器的方法。采用這種方法在本地構(gòu)建的服務(wù)器運(yùn)行后可以支持訪問(wèn)服務(wù)器本地?cái)?shù)據(jù)，同時(shí)由于本地服務(wù)器的特殊性管理者可以通過(guò)設(shè)置較高的安全等級(jí)提高系統(tǒng)的安全性。隨著科技的發(fā)展網(wǎng)絡(luò)幾乎無(wú)處不在，這為遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)提供了強(qiáng)大的硬件支持，只要有網(wǎng)絡(luò)的地方就可以實(shí)現(xiàn)“遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)” 。.1 課題研究的意義課題研究的意義本項(xiàng)目采用價(jià)格低廉的單片機(jī)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，通過(guò)串行通信方式完成前置單片機(jī)

22、與計(jì)算機(jī)間的通信，采用 vb 進(jìn)行上位機(jī)的編程并結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，方便數(shù)據(jù)分析和網(wǎng)絡(luò)上其他主機(jī)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)和調(diào)用，是一套造價(jià)低廉、方便實(shí)用的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控平臺(tái)。同時(shí)，該平臺(tái)具具有良好的兼容性和穩(wěn)定性。此次設(shè)計(jì)的突出優(yōu)勢(shì)是：(1) 突破了檢測(cè)系統(tǒng)高成本、移植性差的通病，以單片機(jī)作為控制中心實(shí)現(xiàn)了成本最小化，通過(guò)采用 ds18b20 溫度傳感器元件通過(guò)單總線技術(shù)既節(jié)約控制端口同時(shí)增加了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，同時(shí)該元件的溫度適用范圍比較大從而實(shí)現(xiàn)了可移植性的突破。(2) 遠(yuǎn)程多點(diǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行了冗余備份，解決了現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控和故障檢修的不便，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程對(duì)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)條件的掌控和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的故障

23、檢測(cè)和判斷。(3) 系統(tǒng)硬件部分采用模塊化的設(shè)計(jì)方法，將功能模塊與主控模塊分離，便于系統(tǒng)擴(kuò)展和故障檢修，提高系統(tǒng)可用性。.2 論文研究的內(nèi)容論文研究的內(nèi)容(1) 分析溫濕度傳感器的工作原理。由于此次論文是對(duì)于溫濕度的監(jiān)控，因而對(duì)于傳感器的選擇很重要，不同的傳感器對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力不同，可移植性也存在較大差異，選擇一個(gè)適合的傳感器在系統(tǒng)設(shè)計(jì)成本和系統(tǒng)可移植性的方面具有重要意義。(2) 分析繼電控制原理和應(yīng)用。在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控的過(guò)程中控制相關(guān)電氣設(shè)備對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)控是本系統(tǒng)中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。由于系統(tǒng)控制核心采用單片機(jī)架構(gòu)，而單片機(jī)屬于弱點(diǎn)控制范疇，要驅(qū) 5動(dòng)中大型現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行即必須實(shí)現(xiàn)小

24、電壓對(duì)大電壓的控制，采用繼電器可以很好的解決這一問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。(3) 分析串行通信方法。在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過(guò)程中上位機(jī)和下位機(jī)的通信是重要組成環(huán)節(jié)，上位機(jī)下位機(jī)通過(guò)串行口進(jìn)行串行通信。串行通信速度快、誤碼率低，通信高效可靠。(4) 了解 vb 界面開(kāi)發(fā)和相關(guān)控件使用。vb 是一款面向?qū)ο蟮能浖缑骈_(kāi)發(fā)工具，簡(jiǎn)單易用。利用 vb 開(kāi)發(fā)串口通信程序既可以使用 mscomm 控件也可以調(diào)用 windows api 函數(shù)實(shí)現(xiàn)。本系統(tǒng)采用 mscomm控件實(shí)現(xiàn)，因?yàn)?mscomm 控件的功能和 api 調(diào)用一樣強(qiáng)，甚至比它還好且使用起來(lái)更加簡(jiǎn)單。(5) 采用通信實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)?；ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展為這一方

25、案提供了可能性，遠(yuǎn)程監(jiān)控脫離傳統(tǒng)意義上的“遠(yuǎn)” ，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)距離的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。.3 論文研究的目標(biāo)論文研究的目標(biāo)(1) 能過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行多點(diǎn)溫濕度數(shù)據(jù)采集和傳輸。(2) 通過(guò)程序控制，實(shí)現(xiàn)設(shè)定閾值、報(bào)警和繼電控制功能等。(3) 下位機(jī)能夠顯示多點(diǎn)測(cè)試數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù)量。(4) 能通過(guò)串行通信的方法實(shí)現(xiàn)上位機(jī)和下位機(jī)的實(shí)時(shí)通信，并且可以通過(guò)上位機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)下位機(jī)的控制功能。(5) 能夠在上位機(jī)界面實(shí)現(xiàn)對(duì)各監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示和報(bào)警，并可以對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行相應(yīng)操作，比如實(shí)現(xiàn)查詢和報(bào)表打印等功能。(6) 能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，讀取相關(guān)數(shù)據(jù)。.4 論文的結(jié)構(gòu)論

26、文的結(jié)構(gòu)本論文的結(jié)構(gòu)如下：第一部分介紹遠(yuǎn)程溫濕度采集及控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的基本框架，以及課題的背景及意義，并論述了研究?jī)?nèi)容和目標(biāo)，最后說(shuō)明了本論文的組織結(jié)構(gòu)。第二部分介紹了下位機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)，以及對(duì)選用器件的性能要求所作的簡(jiǎn)要分析。第三部分是對(duì)軟件設(shè)計(jì)部分的介紹。第四部分是對(duì)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)的技術(shù)介紹以及本次設(shè)計(jì)的前景和展望分析。 6第三章第三章 環(huán)境無(wú)線監(jiān)測(cè)硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)環(huán)境無(wú)線監(jiān)測(cè)硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)本節(jié)介紹下位機(jī)的硬件電路設(shè)計(jì)。其流程如圖 3。性能分析選擇器件接口設(shè)計(jì)硬件測(cè)試結(jié)束圖 3 硬件設(shè)計(jì)流程圖3.13.1 stcstc 單片機(jī)簡(jiǎn)介單片機(jī)簡(jiǎn)介stc89 系列單片機(jī)是 mcs-51 系列單片機(jī)的派生產(chǎn)

27、品。它們?cè)谥噶钕到y(tǒng)、硬件結(jié)構(gòu)和片內(nèi)資源上與標(biāo)準(zhǔn) 8052 單片機(jī)完全兼容，dip40 封裝系列與 8051 為 pin-to-pin 兼容。stc89 系列單片機(jī)高速(最高時(shí)鐘頻率 90mhz)，低功耗，在系統(tǒng)/在應(yīng)用可編程(isp，iap),不占用戶資源。.1 stcstc 單片機(jī)接口性能分析單片機(jī)接口性能分析3v/5v 工作電壓，操作頻率 033mhz（stc89le516ad 最高可達(dá) 90mhz） ；5v 工作電壓，操作頻率 040mhz；大容量?jī)?nèi)部數(shù)據(jù) ram：1k 字節(jié) ram；64/32/16/8kb 片內(nèi) flash 程序存儲(chǔ)器，具有在應(yīng)用可編程(iap) ,在

28、系統(tǒng)可編程(isp)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程軟件升級(jí)，無(wú)需編程器；支持 12 時(shí)鐘(默認(rèn))或 6 時(shí)鐘模式；雙 dptr 數(shù)據(jù)指針；spi(串行外圍接口)和增強(qiáng)型 uart ；pca(可編程計(jì)數(shù)器陣列)，具有 pwm 的捕獲/比較功能；4 個(gè) 8 位 i/o 口，含 3 個(gè)高電流 p1 口，可直接驅(qū)動(dòng) led；3 個(gè) 16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；可編程看門(mén)狗定時(shí)器(wdt)；低 emi 方式(ale 禁止)；兼容 ttl 和 coms 邏輯電平；掉電檢測(cè)和低功耗模式等。 73.23.2 基于基于 webweb 的遠(yuǎn)程溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的硬件接口設(shè)計(jì)的遠(yuǎn)程溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的硬件接口設(shè)計(jì).1 stc89

29、c52stc89c52 引腳介紹引腳介紹進(jìn)行單片機(jī)的接口設(shè)計(jì)首先需要分析一下 stc89c52 單片機(jī)的引腳。stc89c52單片機(jī)擁有四個(gè)并行口其中 p1 口為準(zhǔn)雙向口，p2 口為可作為地址總線輸出口的準(zhǔn)雙向口，p0 口可作為地址/數(shù)據(jù)總線口的三態(tài)雙向口，當(dāng) p3 口作為 8 為雙向 i/o 端口時(shí)，其內(nèi)部具有上拉電阻，輸出緩沖器具有對(duì)稱(chēng)的驅(qū)動(dòng)特性，可以輸出和吸收20ma 大電流。此外，它還可以作為 ad 轉(zhuǎn)換引腳。當(dāng) p0、p1、p2 端口全作為普通i/o 口時(shí)，和 p3 口功能基本相同。另外，p3.0 和 p3.1 作為串行通信口實(shí)現(xiàn)上位機(jī)和下位機(jī)間的串口通信連接。單片機(jī)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖 3.2

30、.1。圖 3.2.1 stc89c52 單片機(jī)引腳圖3.33.3 下位機(jī)硬件電路介紹與設(shè)計(jì)下位機(jī)硬件電路介紹與設(shè)計(jì)首先，介紹一下時(shí)鐘和復(fù)位電路的設(shè)計(jì)。時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)采用石英晶體振蕩器。石英晶體頻率較穩(wěn)定，抗干擾能力較強(qiáng)。具體電氣連接電路見(jiàn)圖 3.3.1。 8圖 3.3.1 時(shí)鐘電路圖 3.3.2 復(fù)位電路(2) 復(fù)位電路的設(shè)計(jì)。51 單片機(jī)使用的是高電平復(fù)位，其連接方法比較固定，其常見(jiàn)接法見(jiàn)圖 3.3.2。剛上電時(shí)，電容 c7 促使 rest 引腳保持一段時(shí)間的高電平使電路復(fù)位，這屬于上電復(fù)位。當(dāng)按鍵按下時(shí)，rest 與電源正極通變高電平，電路發(fā)生復(fù)位，程序終止運(yùn)行后從新開(kāi)始運(yùn)行，程序

31、運(yùn)行的起點(diǎn)是 main 函數(shù)，這是手動(dòng)復(fù)位。采用上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位相結(jié)合的硬件電路設(shè)計(jì)提高了系統(tǒng)的可靠性。(3) 鍵盤(pán)接口電路采用獨(dú)立鍵盤(pán)的方法，利用三個(gè)按鍵完成系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)定，三個(gè)按鍵分別定義為功能選擇鍵、加一鍵和減一鍵，具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程為系統(tǒng)初始化后后，系統(tǒng)以輪詢的方式進(jìn)行鍵盤(pán)操作掃描，當(dāng)檢測(cè)到功能定義鍵第一次輸入低電平即第一次按下時(shí)，啟動(dòng)設(shè)置下限功能，功能定義腳第二次按下啟動(dòng)設(shè)置上限功能，功能鍵第三次按下則退出閾值設(shè)置功能。采用功能鍵控制的方式可以在節(jié)約接口的同時(shí)使系統(tǒng)功能集約化。鍵盤(pán)電路見(jiàn)圖 3.3.3，圖中硬件電路采用上拉電阻的作用是保證按鍵沒(méi)有被按下時(shí)各引腳輸入為高電平，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性

32、。 9圖 3.3.3 鍵盤(pán)接口電路(4) 顯示電路部分采用了 lcd1602 液晶，具體的電路如圖 3.3.4。圖 3.3.4 lcd 液晶顯示電路(5) 串行接口及其電路的設(shè)計(jì)。串行通信的發(fā)送方向和接收方向共用一個(gè)緩沖器，只是緩沖器的地址不同。工作方式分為單工、半雙工和全雙工三種，本系統(tǒng)采用全雙工方式進(jìn)行通信，即在下位機(jī)上傳數(shù)據(jù)時(shí)上位機(jī)可以同時(shí)接收數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)，51 單片機(jī)的串行口是一個(gè)全雙工的異步串行通信端口，特殊功能寄存器 scon對(duì)串行通信起控制作用可設(shè)置工作波特率等。 10圖 3.3.5 max232 芯片引腳及連接圖圖 3.3.6 max232 硬件連接方法max232 芯片介紹

33、。電平 0 +5v,max232 就是用來(lái)進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換的,該器件包含 2驅(qū)動(dòng)器、2 接收器和一個(gè)電壓發(fā)生器電路提供 tia/eia-232-f 電平，max232 芯片引腳及內(nèi)部邏輯見(jiàn)圖 3.3.5。該器件符合 tia/eia-232-f 標(biāo)準(zhǔn)，每一個(gè)接收器將tia/eia-232-f 電平轉(zhuǎn)換成 5-v ttl/cmos 電平。每一個(gè)發(fā)送器將 ttl/cmos 電平轉(zhuǎn)換成 tia/eia-232-f 電平。(6) 傳感器的選擇和使用。溫度傳感器采用 ds18b20 溫度傳感器，ds18b20 單線數(shù)字溫度傳感器，即“一線器件” ，其具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：采用單線制數(shù)據(jù)傳輸，支持單線元件擴(kuò)展；測(cè)溫范

34、圍大適應(yīng)范圍廣；因而具有較好的環(huán)境適應(yīng)能力。濕度傳感器采用 dht11 傳感器，該傳感器具有體積小測(cè)定范圍大的特點(diǎn)同樣也為單總線原件，便于系統(tǒng)功能擴(kuò)展。硬件連接圖分別見(jiàn)圖 3.3.7、圖 3.3.8。 11 圖 3.3.7 ds18b20 管腳及內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖圖 圖 3.3.8 dht11 連接方法(7) 繼電控制模塊和報(bào)警模塊。繼電控制是系統(tǒng)控制核心環(huán)節(jié)，采用 5v 繼電器實(shí)現(xiàn)控制過(guò)程小電壓對(duì)大電壓的控制，繼電器采用三極管驅(qū)動(dòng)，繼電器驅(qū)動(dòng)電氣設(shè)備在圖中以 led 指示燈代替，本設(shè)計(jì)采用的繼電器型號(hào)為 srd-05vdc-sl-c 可由 5v電壓驅(qū)動(dòng)，最大控制變量達(dá)到 10a/250v 可以滿足大

35、部分電氣設(shè)備的運(yùn)行要求，電氣連接電路如圖 3.3.9 所示。圖 3.3.9 繼電器連接電路圖 圖 3.3.10 實(shí)物圖報(bào)警模塊主要功能是在現(xiàn)場(chǎng)溫濕度超出設(shè)定閾值時(shí)對(duì)外界發(fā)出警報(bào)，此部分采用蜂鳴器作為報(bào)警設(shè)備，同時(shí)考慮到系統(tǒng)的穩(wěn)定性對(duì)硬件進(jìn)行了冗余備份，具體做法是在蜂鳴器上并聯(lián) led 指示燈，這樣在其中一個(gè)報(bào)警設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)另一個(gè)冗余設(shè)備可以繼續(xù)工作而不會(huì)影響系統(tǒng)穩(wěn)定性。(8) 硬件整體實(shí)物圖和電路圖如圖所示 12圖 3.3.11 下位機(jī)硬件電氣連接圖 13第四章第四章 環(huán)境無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)環(huán)境無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.14.1 軟件設(shè)計(jì)流程軟件設(shè)計(jì)流程本節(jié)將根據(jù)相應(yīng)的硬件自下而上的設(shè)計(jì)相應(yīng)

36、程序或軟件。首先對(duì)鍵盤(pán)、顯示、報(bào)警、串行通信部分設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的程序，并對(duì)這些程序加以排列、組合以獲得最佳控制狀態(tài)，最后設(shè)計(jì)高層人機(jī)接口程序（上位機(jī)） 。軟件總體程序流程見(jiàn)圖 4.1.1。具體軟件流程圖如圖 4.1.1 所示： 圖 4.1.1 軟件流程圖 144.24.2 鍵盤(pán)及顯示部分程序設(shè)計(jì)鍵盤(pán)及顯示部分程序設(shè)計(jì)鍵盤(pán)部分：設(shè)計(jì)中使用三個(gè)獨(dú)立鍵盤(pán)，分為一個(gè)功能鍵和兩個(gè)設(shè)置鍵，將單片機(jī)接口設(shè)為高電平輸出，鍵盤(pán)引腳接低電平。檢測(cè)到輸入引腳有低電平時(shí)，使用軟件延時(shí) 10ms 防止干擾，再次檢測(cè)，若仍然為低電平，則說(shuō)明有鍵按下，執(zhí)行相應(yīng)程序。顯示部分：設(shè)計(jì)采用的是 lcd1602 液晶顯示器，其工作指令如

37、表 1。lcd1602 液晶顯示器的初始化過(guò)程如下：1.延時(shí) 15ms；2.寫(xiě)指令 38h（不檢測(cè)忙標(biāo)志） ；3.延時(shí) 5ms；4. 寫(xiě)指令 38h（不檢測(cè)忙標(biāo)志） ；5. 延時(shí) 5ms；6. 寫(xiě)指令 38h（以后每次寫(xiě)指令、讀/寫(xiě)數(shù)據(jù)操作之前均需檢測(cè)忙信號(hào)） ；7. 寫(xiě)指令 38h：顯示模式設(shè)置；8.寫(xiě)指令 08h：關(guān)閉顯示；9.寫(xiě)指令 01h：顯示清屏；10.寫(xiě)指令 06h：顯示光標(biāo)移動(dòng)設(shè)置；11.寫(xiě)指令 0ch：顯示開(kāi)及光標(biāo)設(shè)置。表 1 lcd1602 指令表4.34.3 報(bào)警和繼電控制程序設(shè)計(jì)報(bào)警和繼電控制程序設(shè)計(jì)控制中心將檢測(cè)元件測(cè)得的數(shù)據(jù)與預(yù)先設(shè)定的閾值相對(duì)比，得到相應(yīng)的返回值從而

38、觸發(fā)報(bào)警和電氣運(yùn)行，具體分為三個(gè)信號(hào)輸出，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)任一檢測(cè)點(diǎn)溫濕度超出設(shè)定閾值時(shí)蜂鳴器控制引腳均輸出脈沖信號(hào)觸發(fā)蜂鳴器和 led 告警，繼電器的控制則在進(jìn)行數(shù)據(jù)比對(duì)之后分別觸發(fā)不同的繼電器達(dá)到控制目的，繼電器控制流程見(jiàn)圖 154.3.1。圖 4.3.1 繼電控制流程圖繼電控制部分具體代碼為：if(tempsheding2)|(temp1sheding2)|(temp2sheding2)p3_6=1;elsep3_6=0;if(tempsheding1)|(temp1sheding1)|(temp2sheding2)|(temp1sheding2)|(temp2sheding2)p3_3=1;el

39、sep3_3=0;4.44.4 數(shù)據(jù)采集程序設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集程序設(shè)計(jì)溫度量采集使用 ds18b20 溫度傳感器，溫度數(shù)據(jù)關(guān)系如表 2 所示。表 2 ds18b20 溫度數(shù)據(jù)關(guān)系圖根據(jù) ds18b20 的通訊協(xié)議，主機(jī)控制 ds18b20 完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過(guò)三個(gè)步驟：每一次讀寫(xiě)之前都要對(duì) ds18b20 進(jìn)行復(fù)位，復(fù)位成功后發(fā)送一條 rom 指令，最后發(fā)送 ram 指令，這樣才能對(duì) ds18b20 進(jìn)行預(yù)定的操作。復(fù)位要求主 cpu 將數(shù)據(jù)線下拉500 微秒，然后釋放，ds18b20 收到信號(hào)后等待 1660 微秒左右，后發(fā)出 60240微秒的存在低脈沖，主 cpu 收到此信號(hào)表示復(fù)位成功。dht

40、11 濕度傳感器的工作流程為：通過(guò)單總線訪問(wèn) dhtxx 順序歸納如下： 1. 主機(jī)發(fā)開(kāi)始信號(hào) 2. 主機(jī)等待接收 dht11 響應(yīng)信號(hào) 3. 主機(jī)連續(xù)接收 40bit 的數(shù)據(jù)4. 校驗(yàn)和數(shù)據(jù)處理 174.54.5 串行通信接口程序設(shè)計(jì)串行通信接口程序設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)用到的硬件和軟件清單如表 3 所示。表 3 設(shè)計(jì)用軟、硬件序 號(hào)名 稱(chēng)數(shù) 量1pc 或 ipc22串口通信線（三線制）13visual basic 6.014access 2003 數(shù)據(jù)庫(kù)1設(shè)計(jì)目的是實(shí)現(xiàn)下位機(jī)與上位機(jī)的實(shí)時(shí)通信包括下位機(jī)實(shí)時(shí)上傳數(shù)據(jù)和上位機(jī)對(duì)下位機(jī)發(fā)送控制命令，以及完成上位機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的調(diào)用和查詢功能。.

41、1 下位機(jī)部分程序設(shè)計(jì)下位機(jī)部分程序設(shè)計(jì)下位機(jī)部分串行發(fā)送數(shù)據(jù)系統(tǒng)框圖如圖 4.5.1 所示：圖 4.5.1 下位機(jī)數(shù)據(jù)發(fā)送系統(tǒng)框圖下位機(jī)部分采用單片機(jī)作為主控中心，單片機(jī)控制信號(hào)為 ttl 電平高電平為+5v低電平為 0v，而計(jì)算機(jī)串行通信采用 rs232 電平高電平為-12v 低電平為+12v，要 18進(jìn)行通信必須進(jìn)行相應(yīng)的電平轉(zhuǎn)換本設(shè)計(jì)中采用 rs232 芯片進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。單片機(jī)串行通信端口 p3.0、p3.1 連接到 max232 芯片進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，然后通過(guò) 9pin 串行接口連接到計(jì)算機(jī)。數(shù)據(jù)發(fā)送采用輪詢方式進(jìn)行，程序每運(yùn)行一次發(fā)送一次數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)在發(fā)送時(shí)采用按位發(fā)送的方法，因?yàn)橄挛粰C(jī)

42、需要上傳的數(shù)據(jù)換算成十進(jìn)制數(shù)是一個(gè)三位數(shù)，而串行通信每次發(fā)送的數(shù)據(jù)為八位不能一次發(fā)送完，同時(shí)由于有多路數(shù)據(jù)需要上傳因而必須在所發(fā)送數(shù)據(jù)前添加相應(yīng)的標(biāo)志位以便對(duì)各發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行區(qū)分，上位機(jī)接收數(shù)據(jù)后再進(jìn)行組裝。具體數(shù)據(jù)發(fā)送格式如圖 4.5.2 所示，各數(shù)據(jù)位的分離方法具體為取余法和取模法。初始化起始位fa第一個(gè)數(shù)據(jù)百位第一個(gè)數(shù)據(jù)十位第一個(gè)數(shù)據(jù)個(gè)位第二個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)束位fb下一次發(fā)送圖 4.5.2 下位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)格式數(shù)據(jù)發(fā)送部分程序如下：void init_ser(void)scon=0 x50;/串口工作模式 1，8 位數(shù)據(jù)tmod=0 x20;/定時(shí)器 1 模式 2，8 位自動(dòng)重裝pcon=0 x80

43、;th1=0 xfd;/波特率為 19200，晶振為 11.0592ie=0 x90;/允許串口中斷tr1=1;/啟動(dòng)定時(shí)器 1ti=1;void serial() interrupt 4 using 3/中斷程序,用于數(shù)據(jù)發(fā)送/下位機(jī)數(shù)據(jù)發(fā)送處理.2 上位機(jī)部分程序設(shè)計(jì)上位機(jī)部分程序設(shè)計(jì)上位機(jī)采用 vb 語(yǔ)言編寫(xiě)交互界面，同時(shí)后臺(tái)運(yùn)行 microsoft office access 2003 數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，并通過(guò)上位機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的調(diào)用在界面實(shí)時(shí)顯示現(xiàn)場(chǎng)溫濕度數(shù)值及其相應(yīng)曲線。上位機(jī)設(shè)計(jì)的重難點(diǎn)在于串口從下位機(jī)接收到數(shù)據(jù)和將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)里并實(shí)時(shí)顯示在界面上。上位機(jī)

44、串行通信的實(shí)現(xiàn)借助于 vb 自帶的 mscomm 控件等，相應(yīng)控件從 vb 部件選項(xiàng)卡中進(jìn)行調(diào)用。上位機(jī)總體流程圖如 19圖 4.5.3 所示。 - 圖 4.5.3 上位機(jī)總體設(shè)計(jì)圖從串口采集數(shù)據(jù)主要采用的控件有：mscomm32.ocx 控件，在 microsoft visual basic 6.0 中添加該控件，需要設(shè)置 com 口（可修改） 、波特率（9600） 、數(shù)據(jù)位（8） 、停止位（1） 、校驗(yàn)位（0）等，通過(guò) oncomm（）事件驅(qū)動(dòng)方式接收數(shù)據(jù)。由于 vb 的串行通信組件并不會(huì)主動(dòng)出現(xiàn)在工具箱里中，當(dāng)我們需要 mscomm 控件時(shí)，首先要把它加入到工具箱中。讓 mscomm 控

45、件出現(xiàn)在工具箱中的步驟如下。選擇“工程”菜單下的“部件”子菜單，在彈出的“部件”對(duì)話框中，在“控件”選項(xiàng)卡屬性中選中“microsoft comm control 6.0”復(fù)選框，單擊“確定”按鈕后，在工具箱中就出現(xiàn)了一個(gè)形似“電話”的圖標(biāo)，它就是 mscomm 控件。工具箱中有了 mscomm 控件，就可以選擇 mscomm 控件的圖標(biāo)后將其添加到程序窗體上，利用該控件編程，pc 就可以通過(guò) vb 實(shí)現(xiàn)與串口設(shè)備的串口通信了，其他需要的 控件調(diào)用方法與 mscomm 的調(diào)用方法一致。完成控件的添加之后開(kāi)始上位機(jī)界面的設(shè)計(jì)。（1）首先向新建界面添加串口通信控件 mscomm。（2）為了實(shí)現(xiàn)連續(xù)

46、的自動(dòng)接收，將工具箱中的 timer 控件添加到程序窗體上。（3）按需求添加文本框控件：用于輸入要發(fā)送的字符和顯示要接收的字符。（4）添加兩個(gè)標(biāo)簽控件：label1 和 label2，作為發(fā)送和接收字符區(qū)的標(biāo)簽。（5）添加一些按鈕控件：command 用于執(zhí)行執(zhí)行發(fā)送或接收字符命令。 20（6）添加 ado 控件，用于上位機(jī)和數(shù)據(jù)庫(kù)表的連接，便于上位機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)表的調(diào)用。（7）添加 data grid 控件即網(wǎng)格控件，用于將上位機(jī)調(diào)用的數(shù)據(jù)庫(kù)表中的內(nèi)容進(jìn)行顯示，便于對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)工作情況的監(jiān)控。（8）添加 picture 控件，用于對(duì)溫濕度走勢(shì)變化情況進(jìn)行實(shí)時(shí)曲線顯示，便于對(duì)溫濕度值的直觀了解和對(duì)比。

47、（9）添加 shape 控件，用于對(duì)溫濕度值的報(bào)警，閾值范圍內(nèi)為綠色，超閾值為紅色。（10）添加 dtpicker 控件用于選擇數(shù)據(jù)庫(kù)查詢的時(shí)間范圍。由于本設(shè)計(jì)涉及多個(gè)界面間的相互調(diào)用和連接故應(yīng)建立多個(gè)界面拖放相應(yīng)的控件并進(jìn)行相應(yīng)的編程操作，具體頁(yè)面包括登錄頁(yè)面、監(jiān)控主頁(yè)面、數(shù)據(jù)庫(kù)查詢頁(yè)面、程序說(shuō)明頁(yè)面。本設(shè)計(jì)中上位機(jī)可以實(shí)現(xiàn)的功能如下：實(shí)時(shí)采集三路溫度信息和一路濕度信息并在上位機(jī)界面分別以數(shù)字和曲線的形式進(jìn)行顯示，曲線顯示時(shí)三路溫度分別以不同的顏色表示便于對(duì)比、區(qū)分。上位機(jī)可以對(duì)每一路數(shù)據(jù)單獨(dú)設(shè)立閾值并分別進(jìn)行報(bào)警操作，增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性、精確度。上位機(jī)可以通過(guò)串行通信的方式控制下位機(jī)繼電器運(yùn)行

48、進(jìn)而控制進(jìn)而控制相應(yīng)電氣運(yùn)行，并可以通過(guò)上位機(jī)對(duì)下位機(jī)進(jìn)行閾值進(jìn)行設(shè)置，提高工作效率，減少現(xiàn)場(chǎng)巡查人員工作量。上位機(jī)可以調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)并在上位機(jī)界面實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容，同時(shí)可以通過(guò)上位機(jī)設(shè)置數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)頻率，增加數(shù)據(jù)可用性。通過(guò)上位機(jī)可以對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行查詢和修改，同時(shí)可以調(diào)用打印功能進(jìn)行報(bào)表打印。上位機(jī)接收數(shù)據(jù)部分程序如下：select case mscomm1.commevent case comevreceive 收到 rthreshold # ofchars.xv: dim hk as variant hk = mscomm1.input第 0 通道數(shù)據(jù)接受與處理 if hk(0) = &hfa

49、 then 通道 0 的開(kāi)始標(biāo)志位 z_start = true ovt = 0 end if 21 if hk(0) = &hfb then 通道 0 的結(jié)束標(biāo)志位 z_start = false if (in_data(1) = 0) then text1.text = val(in_data(2) & in_data(3) & . & in_data(4) end if if (in_data(1) = 1) then text1.text = val(- & in_data(2) & in_data(3) & . & in_data(4) - 0.1 end if text4.text

50、 = in_data(1) if (in_data(5) = 1) then text2.text = val(in_data(6) & in_data(7) & . & in_data(8) else text2.text = val(- & in_data(6) & in_data(7) & . & in_data(8) - 0.1 end if if (in_data(9) = 1) then text12.text = val(in_data(10) & in_data(11) & . & in_data(12) else text12.text = val(- & in_data(1

51、0) & in_data(11) & . & in_data(12) - 0.1 end if end if if z_start = true then in_data(ovt) = hk(0) ovt = ovt + 1 end if數(shù)據(jù)庫(kù)采用,microsoft office access 2003，先要建立數(shù)據(jù)庫(kù)，然后創(chuàng)建所需要的表單和字段。在 visual basic 6.0 中對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行操作，首先要連接數(shù)據(jù)源，然后打開(kāi)數(shù)據(jù)庫(kù)并進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)操作，接著更新數(shù)據(jù)庫(kù)，最后進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的關(guān)閉，在實(shí)際操作中通過(guò)控件 adodc 與控件 datagrid 連接，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)源與數(shù)據(jù)顯示相聯(lián)系，并

52、通過(guò) picturebox 控件實(shí)現(xiàn)繪圖的功能，ado 控件與數(shù)據(jù)庫(kù)表連接的方法如圖。另外通過(guò) vb 功能調(diào)用可加以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢和報(bào)表打印功能。 22第五章第五章 系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試5.15.1 硬件調(diào)試硬件調(diào)試近年來(lái)隨著科技的飛速發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷地走向深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測(cè)日新月異更新。在實(shí)時(shí)檢測(cè)和自動(dòng)控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)往往是作為一個(gè)核心部件來(lái)使用，僅單片機(jī)方面知識(shí)是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對(duì)具體應(yīng)用對(duì)象特點(diǎn)的軟件結(jié)合，加以完善。根據(jù)方案設(shè)計(jì)的要求，調(diào)試過(guò)程共分三大部分：硬件調(diào)試、軟件調(diào)試和軟硬聯(lián)調(diào)。 單片機(jī)系統(tǒng)的硬件調(diào)試和軟件調(diào)試是不能分開(kāi)的，許多硬

53、件錯(cuò)誤是在軟件調(diào)試中被發(fā)現(xiàn)和糾正的。但通常是先排除明顯的硬件故障以后，再和軟件結(jié)合起來(lái)調(diào)試以進(jìn)一步排除故障?？梢?jiàn)硬件的調(diào)試是基礎(chǔ)，如果硬件調(diào)試不通過(guò)，軟件設(shè)計(jì)則是無(wú)從做起。.1 硬件靜態(tài)的調(diào)試硬件靜態(tài)的調(diào)試 （1）排除邏輯故障 這類(lèi)故障往往由于設(shè)計(jì)和加工制板過(guò)程中工藝性錯(cuò)誤所造成的。主要包括錯(cuò)線、開(kāi)路、短路。排除的方法是首先將加工的印制板認(rèn)真對(duì)照原理圖，看兩者是否一致。應(yīng)特別注意電源系統(tǒng)檢查，以防止電源短路和極性錯(cuò)誤，并重點(diǎn)檢查系統(tǒng)總線（地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線）是否存在相互之間短路或與其它信號(hào)線路短路。必要時(shí)利用數(shù)字萬(wàn)用表的短路測(cè)試功能，可以縮短排錯(cuò)時(shí)間。（2）排除元器件

54、失效造成這類(lèi)錯(cuò)誤的原因有兩個(gè)：一個(gè)是元器件買(mǎi)來(lái)時(shí)就已壞了；另一個(gè)是由于安裝錯(cuò)誤，造成器件燒壞?？梢圆扇z查元器件與設(shè)計(jì)要求的型號(hào)、規(guī)格和安裝是否一致。在保證安裝無(wú)誤后，用替換方法排除錯(cuò)誤。（3）排除電源故障 在通電前，一定要檢查電源電壓的幅值和極性，否則很容易造成集成塊損壞。加電后檢查各插件上引腳的電位，一般先檢查 vcc 與 gnd 之間電位。若有高壓，聯(lián)機(jī)仿真器調(diào)試時(shí)，將會(huì)損壞仿真器等，有時(shí)會(huì)使應(yīng)用系統(tǒng)中的集成塊發(fā)熱損壞。 .2 系統(tǒng)硬件調(diào)試系統(tǒng)硬件調(diào)試電路的調(diào)試主要看接口以及連線是否正確，特別是 4 位數(shù)碼管的連線，由于 4位數(shù)碼管的型號(hào)很多，剛開(kāi)始制作電路板前最好先

55、進(jìn)行引腳的測(cè)試，不同廠家生產(chǎn)的數(shù)碼管有所區(qū)別。硬件的調(diào)試是電路原理能不能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，所以要認(rèn)真的調(diào)試，依次仔細(xì)檢查，直到正常工作。同時(shí)，在測(cè)試電路過(guò)程中，注意電路的保護(hù)以防元件燒毀，特別是在測(cè)試電路引腳電壓時(shí)，萬(wàn)用表不要將電路給短路了，這樣極易引起部分耐壓比較低的元器件毀壞。5.25.2 軟件調(diào)試軟件調(diào)試本系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)較大，全部采用 c 語(yǔ)言編寫(xiě)，除語(yǔ)法與邏輯差錯(cuò)外，當(dāng)確認(rèn)程序沒(méi)問(wèn)題時(shí)，直接下載到單片機(jī)仿真調(diào)試。采取自下到上的方法，單獨(dú)調(diào)好每一個(gè)模塊，最后完成一個(gè)完整的系統(tǒng)調(diào)試。.1 系統(tǒng)軟件調(diào)試步驟系統(tǒng)軟件調(diào)試步驟先是在 proteus 軟件將電路原理圖畫(huà)出來(lái)，對(duì)相應(yīng)的模塊

56、進(jìn)行相應(yīng)的仿真，由于 proteus 軟件相當(dāng)?shù)耐晟疲院芏嗤鈬娐房梢允÷圆挥迷?，在仿真調(diào)試時(shí)相對(duì)實(shí)物板要簡(jiǎn)單一些。調(diào)試完顯示子程序后開(kāi)始對(duì)溫度子程序進(jìn)行調(diào)試，正確設(shè)定端口有利于程序的編譯。但相對(duì)外部電路的簡(jiǎn)單，內(nèi)部軟件的設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)需要進(jìn)行相應(yīng)的精度選擇，以及在數(shù)碼管上的正負(fù)溫度的顯示問(wèn)題等。完成溫度子程序和顯示子程序就可以一目了然的知道環(huán)境的溫度，這時(shí)進(jìn)行報(bào)警子程序的編寫(xiě)，對(duì) ds18b20 采集到的溫度與所設(shè)定的溫度值進(jìn)行比較，超出設(shè)定范圍時(shí)進(jìn)行報(bào)警。對(duì)于本電路的設(shè)計(jì)相對(duì)來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單，只采用蜂鳴器，進(jìn)行報(bào)警，只要超出設(shè)定的溫度范圍就進(jìn)行報(bào)警，所以軟件的設(shè)計(jì)與仿真也比較容

57、易實(shí)現(xiàn)。在完成溫度的的顯示和報(bào)警等相關(guān)子程序的設(shè)計(jì)后，最重要的收發(fā)子程序的設(shè)計(jì)，對(duì)于這個(gè)部分由于模塊的選擇，無(wú)法在 proteus 上進(jìn)行相應(yīng)的仿真，所以在完成上面幾部子程序的實(shí)物硬件上正常后，將相應(yīng)收發(fā)程序燒寫(xiě)到實(shí)物板上進(jìn)行調(diào)試。先單獨(dú)的對(duì)發(fā)射程序和接收程序進(jìn)行編譯，還有相應(yīng)的按鍵設(shè)定。對(duì)于總機(jī)的軟件設(shè)計(jì)大體與分機(jī)相同，少了溫度子程序的設(shè)計(jì)，而顯示子程序也采用了更好的 lcd1602 進(jìn)行顯示，這樣可以同時(shí)顯示多臺(tái)分機(jī)情況。其軟件程序設(shè)計(jì)與仿真與 4 位數(shù)碼管的步驟差不多相同?？倷C(jī)的完成需要接收子程序的正確接 24收，才能完好的完成總體設(shè)計(jì)要求。所以本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)難點(diǎn)在于收發(fā)子程序的調(diào)試，而且

58、是在實(shí)物上進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)試，使其正常正確的收發(fā)完成設(shè)計(jì)。5.35.3 軟硬聯(lián)調(diào)軟硬聯(lián)調(diào) 系統(tǒng)做好后，進(jìn)行系統(tǒng)的完整調(diào)試。聯(lián)機(jī)仿真必須借助仿真開(kāi)發(fā)裝置、示波器、萬(wàn)用表等工具。這些工具是單片機(jī)開(kāi)發(fā)的最基本工具。信號(hào)線是聯(lián)絡(luò) 89c51 和外部器件的紐帶，如果信號(hào)線連結(jié)錯(cuò)誤或時(shí)序不對(duì)，那么都會(huì)造成對(duì)外圍電路讀寫(xiě)錯(cuò)誤。51 系列單片機(jī)的信號(hào)線大體分為讀、寫(xiě)信號(hào)線、片選信號(hào)線、時(shí)鐘信號(hào)線、外部程序存貯器讀選通信號(hào)（psen） 、地址鎖存信號(hào)（ale） 、復(fù)位信號(hào)等幾大類(lèi)。這些信號(hào)的檢測(cè)需在仿真軟件上時(shí)行相應(yīng)的測(cè)試。對(duì)于系統(tǒng)的顯示報(bào)警等相應(yīng)的可視功能測(cè)試在硬件上容易實(shí)現(xiàn)，只要采取相應(yīng)的操作就可以達(dá)到測(cè)試要求

59、。相對(duì)直觀化的測(cè)試，收發(fā)子程序的測(cè)試就需要采用相關(guān)的工具進(jìn)行測(cè)試。對(duì)相應(yīng)的管腳進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試其收發(fā)頻率，以及相應(yīng)的操作結(jié)果。在系統(tǒng)的測(cè)試過(guò)程中，首先完成 ds18b20 溫度采集的顯示，在硬件中要注意 4位數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)，這樣才成比較清晰的顯示當(dāng)前溫度。同時(shí)根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案要求，溫度顯示的范圍可以從負(fù)溫度到正的一百多度，而采用 4 位數(shù)碼管就是為了精確顯示，所以在軟件編寫(xiě)時(shí)對(duì)溫度的顯示最小值變化為 0.1c。其次，對(duì)輸入電路的測(cè)試，采用 led 燈的顯示來(lái)判斷輸入電路是否正常，即在按下鍵時(shí) led 燈點(diǎn)亮。最后是結(jié)合收發(fā)模塊的整機(jī)調(diào)試，下圖 5.3.1 是環(huán)境溫度的顯示報(bào)警測(cè)試的仿真結(jié)果及圖

60、5.3.2 為總機(jī)接收顯示仿真結(jié)果。圖 5.3.1 顯示報(bào)警仿真結(jié)果 25圖 5.3.2 主機(jī)接收顯示仿真結(jié)果 26第六章第六章 結(jié)論結(jié)論與展望與展望6.16.1 難點(diǎn)與創(chuàng)新難點(diǎn)與創(chuàng)新在本次設(shè)計(jì)中難點(diǎn)主要有一下幾方面：串行通信的設(shè)置和實(shí)現(xiàn)、vb 上位機(jī)的編寫(xiě)和數(shù)據(jù)庫(kù)的調(diào)用?，F(xiàn)就前兩點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。串行通信的難點(diǎn)主要是由于所需要發(fā)送的數(shù)據(jù)格式的特殊要求，從下位機(jī)傳送數(shù)據(jù)到上位機(jī)的過(guò)程中由于數(shù)據(jù)量比較大所以需要在不同類(lèi)別的數(shù)據(jù)前添加相應(yīng)的標(biāo)志位，并且由于一次傳輸只能傳輸八個(gè)字節(jié)，所以必須將一個(gè)數(shù)據(jù)按位分別發(fā)送，上位機(jī)接收后在進(jìn)行進(jìn)一步分析和組裝，否則將會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)接收紊亂，無(wú)法有效的分別不同測(cè)試點(diǎn)的