34基于酝燥凿遭怎泽总线的一主多从数据采集系统的设计
基于酝燥凿遭怎泽总线的一主多从数据采集系统的设计
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扈书亮渊天津机电职业技术学院袁天津猿园园猿缘园冤韩淼渊天津天狮学院袁天津猿园员苑怨怨冤
摘要院采用基于酝燥凿遭怎泽通信协议实现一主多从的多点数据采集系统袁各从机分别采用不同的传感器测量温辕湿度袁主机采用酝燥凿遭怎泽协议获取各从机的数据袁并通过液晶显示模块显示遥其中通信接口采用砸杂源愿缘总线遥系统结构简单尧功能完善袁具有一定实用价值遥
关键词院酝燥凿遭怎泽袁数据采集袁砸杂源愿缘总线
粤遭泽贼则葬糟贼押月葬泽藻凿燥灶酝燥凿遭怎泽糟燥皂皂怎灶蚤糟葬贼蚤燥灶责则燥贼燥糟燥造蚤皂责造藻皂藻灶贼葬贼蚤燥灶蚤泽葬皂葬蚤灶枣则燥皂皂怎造贼蚤原责燥蚤灶贼凿葬贼葬葬糟择怎蚤泽蚤贼蚤燥灶泽赠泽贼藻皂熏泽藻责葬则葬贼藻枣则燥皂贼澡藻泽造葬增藻葬凿燥责贼凿蚤枣枣藻则藻灶贼贼藻皂责藻则葬贼怎则藻辕澡怎皂蚤凿蚤贼赠泽藻灶泽燥则皂藻葬泽怎则藻皂藻灶贼熏贼澡藻澡燥泽贼怎泽藻泽酝燥凿遭怎泽责则燥贼燥糟燥造贼燥早藻贼贼澡藻凿葬贼葬枣则燥皂贼澡藻泽造葬增藻熏葬灶凿凿蚤泽责造葬赠贼澡藻凿葬贼葬贼澡则燥怎早澡贼澡藻造蚤择怎蚤凿糟则赠泽贼葬造凿蚤泽责造葬赠皂燥凿怎造藻援栽澡藻糟燥皂皂怎灶蚤糟葬贼蚤燥灶蚤灶贼藻则枣葬糟藻葬凿燥责贼泽砸杂源愿缘遭怎泽援栽澡藻泽赠泽贼藻皂泽贼则怎糟贼怎则藻蚤泽泽蚤皂责造藻熏贼澡藻枣怎灶糟贼蚤燥灶蚤泽责藻则枣藻糟贼熏澡葬泽糟藻则贼葬蚤灶责则葬糟贼蚤糟葬造增葬造怎藻援
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目前大量的测控系统是由上位机与以单片机为核心的测控装置组成袁单片机把采集的数据渊模拟量尧数字量冤通过串口传送到上位机进行分析尧处理尧显示和存储袁同时上位机的数据或命令也通过串口传送到单片机袁从而实现控制设备间数据交换遥实现单片机与上位机通信而进行数据传输袁早期主要有动态数据交换渊阅阅耘冤尧板卡等方式袁但这些方式具有一定局限性袁如阅阅耘方式增加了系统的不可靠性袁降低了系统的实时性袁同时对开发人员的要求也更高遥酝燥凿遭怎泽通信协议的出现袁使得单片机通过串口即可以实现与上位机通信咱员暂遥
本文利用酝燥凿遭怎泽通信协议袁实现了一个基于一主多从的数据采集系统袁能够将不同形式的来自传感器的信号集中到主机进行处理遥
员系统的总体设计
系统由一个主机和三个从机构成遥其中袁三个从机分别以不同的接口形式连接了传感器袁不停地采集相应的传感器信号遥主机通过酝燥凿遭怎泽总线发送命令袁对应的从机接收其
图员系统总体结构
命令并回送传感器数据遥
圆硬件电路设计
圆援员主机硬件电路的设计
主机电路主要有两部分构成袁其中第一部分是单片机的最小系统以及酝葬曾源愿缘总线接口电路袁实现主机与各从机之间的物理连接曰第二部分是基于蕴悦阅员圆愿远源的液晶显示电路袁用以实时显示来自各从机的传感器数据遥如图圆尧图猿所示遥
图猿液晶屏接口电路
从图圆尧图猿可以看出袁主机的砸载阅尧栽载阅分别和砸韵尧阅陨相连遥孕圆援苑用来确定当前源愿缘总线的数据传输方向遥主机的孕员口连接液晶屏的并行数据线接口阅月园耀阅月苑袁孕圆援园耀孕圆援源连接液晶屏的控制引脚遥
圆援圆各从机硬件电路的设计
从机员采用比较简单的数字式温度传感器阅杂员愿月圆园采集外界的温度数据袁作为其通过酝燥凿遭怎泽总线向主机传送的数据源遥
图圆主机最小系统及源愿缘接口电路
图源从机圆孕栽员园园测温电路
叶工业控制计算机曳圆园员愿年第猿员卷第员员期从机圆采用孕栽员园园模拟测温电路测量当前环境温度遥电路采用栽蕴源猿员和电位器砸灾员调节产生源援怨远灾的参考电源院采用砸圆尧砸猿尧砸远尧孕栽员园园构成测量电桥渊其中砸圆越砸猿越圆噪赘袁砸远为员园园赘精密电阻冤袁当孕栽员园园的电阻值和砸远的电阻值不相等时袁电桥输出一个皂灾级的压差信号袁这个压差信号经过运放蕴酝猿圆源放大后输出期望大小的电压信号袁该信号可直接连粤阅转换
芯片遥
图缘从机圆的粤阅采集电路
从机圆采用孕悦云愿缘怨员作为粤阅采集芯片袁利用陨陨悦总线使从机圆获取当前的温度数据遥其中袁杂悦蕴和杂阅粤连接到从机猿直接采用基于陨陨悦总线的数字式温湿度传感器遥其中杂悦运和阅粤栽粤引脚分别连接到从机猿的孕猿援圆和孕猿援猿引脚上遥
各从机分别通过酝葬曾源愿缘芯片构成总线与主机相连遥猿软件系统设计
猿援员基于酝燥凿遭怎泽总线的通信设计
酝燥凿遭怎泽是韵杂陨模型第苑层上的应用层报文传输协议袁它在连接至不同类型总线或网络的设备之间提供客户机辕服务器通信遥自从员怨苑怨年出现工业串行链路的事实标准以来袁酝燥凿鄄遭怎泽使成千上万的自动化设备能够通信遥目前袁继续增加对简单而雅观的酝燥凿遭怎泽结构支持咱圆暂酝燥凿遭怎泽是一个请求辕应答遥
协议袁并且提供功能码规定的服务遥酝燥凿遭怎泽功能码是酝燥凿遭怎泽请求辕应答孕阅哉的元素遥酝燥凿遭怎泽协渊据孕阅哉议定单元冤遥义渊粤阅哉特了定一冤总线个与上引或基入网络础一些上通附的信加域酝燥凿遭怎泽层无关的遥协简议映单射协能议够数在据应单用数元猿援圆主从机程序设计
主机程序的功能主要包括院员圆愿远源初始化尧发送命令尧接受从机数据尧处理数据尧显示数据遥流程图如图远所示遥
从机员程序的功能主要包括院扫描是否有命令下达尧接受命令尧解析命令尧采集阅杂员愿月圆园的温湿度数据尧处理数据尧返回数据给主机遥如图苑所示遥
图远
主机程序流程图
图苑
从机员程序流程图
从机圆程序的功能主要包括院扫描是否有命令下达尧接受命
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令尧解析命令尧采集孕栽员园园调理电路的温湿度数据尧粤辕阅转换尧处理数据尧返回数据给主机遥如图愿所示遥
从机猿完成基于杂匀栽员员温湿度传感器的数据采集及酝燥凿鄄遭怎泽总线数据通讯遥流程图与从机员类似遥源系统调试
利用孕则燥贼藻怎泽软件进行仿真调试遥如图怨所示遥
与各传感器模拟数据比较发现袁基于酝燥凿遭怎泽总线的多点数据采集系统可以准确的采集到各从机的传感器数据遥
图愿
从机圆程序流程图
图怨主机数据获取及显示
缘结束语
本文设计并实现了基于酝燥凿遭怎泽总线的一主多从多点数据采集系统袁通过仿真对比袁主机能够快速准确地采集各从机的温湿度数据袁且简单高效袁具有一定的推广价值遥
参考文献
咱员暂朱仿小真超咱允袁暂徐援仪雪表春技术援基于与传酝燥凿遭怎泽感器袁圆园员员协议渊的远冤
上位机与单片机通信的实现与咱圆暂王及应书根用袁咱王允暂振援自动化松袁刘与仪晓云表援酝燥凿遭怎泽袁圆园员员渊缘协冤议的砸杂源愿缘总线通讯机的设计咱猿暂袁臣虎云圆愿员圆袁串王行臻通袁李信秀研究艳袁咱等允暂援援基天于津酝韵阅月哉杂工业大学学协议报的袁圆园员园触摸渊屏圆冤与栽酝杂猿圆园原咱源暂陈系统池袁咱陈允暂援峦装备袁任制金造忠技术援基于袁圆园园怨酝韵阅月哉杂渊缘冤
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串行通讯协议在工业现场的应
咱收稿日期院圆园员愿援苑援猿暂
