rs485总线的温室多点监测系统设计(附件)
针对温湿度对各行业有着很大影响，但是在现在温湿度测量的发展情况并不理想的条件下，设计了本课题基于RS-485总线的温室多点监测系统。基于现在大多数温湿度的测量都是采用无线的方式，这样节约了成本。但是干扰因素却大大的增加，而且传输的距离太短，准确度自然就有所减小。所以本课题采用了总线RS485传输方式，可以很好的解决干扰问题以及传输距离太短的弊端。系统的下位机部分可以分为两个模块，数据采集和数据传输。用DHT11温湿度传感器和单片机AT89C52结合来采集数据。使用TTL转RS485模块和RS485转USB模块，构成了总线RS485系统，进行数据的传输。系统上位机也可以分为两个模块，数据的接收和数据的显示。数据的接收直接通过串口接收字符串，使用LABVIEW代替串口将接收到的字符串，十进制显示测量。由此设计了基于RS-485总线的温室多点监测系统。关键词 单片机，温湿度传感器DHT11，RS485总线，LABVIEW
目录
1 引言 6
1.1 课题前景 7
1.2需求分析 7
1.3任务要求 8
2. 总体方案 8
2.1 总体设计 8
2.2 硬件设计 9
2.3软件设计 9
3.硬件设计 9
3.1 主控芯片模块 9
3.2 温湿度采集模块 11
3.2.1 主机发送启动信号 12
3.2.2 DHT11发送信号 12
3.2.3 数据信号‘0’‘1’判别 13
3.3 通信模块 13
3.3.1 RS485的特点 15
3.3.2RS485总线的连线方式 15
3.3.3 RS485总线的通信方式 16
4 程序设计 17
4.1 温湿度采集模块 17
4.1.1 main函数部分 17
4.1.2 温湿度的读取。 18
4.1.3 DHT11数据采集 19
4.2上位机模块 20
4.2.1 串口显示设计 21
4.2.2 节点设计 23
4.2.3 报警设计 23
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
4.2.4 波形图设计 24
5. 系统测试 26
5.1测试目的 26
5.2 测试方法 26
5.3硬件测试过程及结果 26
5.3.1单片机的绘制 26
5.3.2 硬件的连接 26
5.4软件测试过程及结果 27
5.4.1 DHT11数据的采集 27
5.4.2 LABVIEW上位机 28
5.4.3数据的导出 28
结论 31
致谢 32
参考文献 33
附录一 主要代码 34
1 引言
在无线监测系统的广泛应用的时代，大多数人忽略了无线传输过程中，安全性低且易受到干扰的缺点。在要求不高的情况下，使用无线传输，能够高效方便的解决一些问题。但是一旦通信距离拉长，安全要求增加。无线传输的弊端就会放大，这时候就需要研究一下，有线的传输。但也并不是所有的有线传输都能够解决上述那个问题。本课题采用的是总线RS485的传输方式，传输距离可达到几百甚至上千米，而且采用半双工工作方式，不易造成信号的混乱，大大增强了传输过程的安全性及通信距离。本课题是基于RS485总线的温室多点监测系统，使用DHT11数字温湿度传感器与单片机结合，采集数据，通过TTL转RS485和RS485转USB两个模块，将采集到的数据通过LABVIEW设计的上位机显示在PC机上，最后直接通过波形图导出数据。温湿度对于人类生活和工业发展都有着重要的意义。合适的温湿度有利于个人得生活，提高生活品质。有利的温湿度对植物的生长，动植物的得繁殖，都是必不可少的。安全的温湿度，是工业发展的必要条件。所以设计了本课题，具有深远的现实意义。
1.1 课题前景
温湿度采集系统已经有了广泛的应用，而在这些应用中，绝大分部采用的是无线的方式。这样使用无线的方式采集发送数据的缺点显而易见，无线在传输的过程中，数据信号容易受到干扰甚至被窃取。而一般有线的方式，一个节点一个输出，这样就会造成资源的浪费。用总线的方式，即增加了安全性，又大大缩短了资源的浪费。
有线的方式主要有RS232和RS485两种，它们之间又存在着差别，RS485较RS232后出现。RS232用的是3根线，发送数据和接收数据同时进行，所以RS232得效率要比RS485高出很多，但是3根线的总线RS232不方便进行组网，只适用于短距离两个设备点对点的通讯。然而总线RS485使用的是2根线，发送和接收数据交替进行，即半双工的工作方式，2根线能够方便的与多个设备串接组成网络，适合多个节点远距离的通讯。对于综合组网和距离的问题，本课题选用了RS485，这样系统安全性高，传输的距离远。
RS485 采用的是半双工的工作方式，发送和接收数据只能进行一个，所以任何时候只能有一点处于发送状态，就是这样信号才能不会混乱。并且RS485 用于多点通信非常方便，多个节点串在同一个总线上，可以省掉许多信号线。
在之前传统的温度检测，多采用的是水银温度器，比如体温计，水银温度计确实可以较精准而且方便的一种方式，但是其缺点是无法实现电子化记录。电子技术的发展使得数据保存显示发生了很大的变换，数据信号较多的可以实现电子化，在数据的采集过程中，产生了两种数据信号，模拟信号与数据信号。模拟信号需要将模拟量转换成数字量，才能够正常的输出使用，温湿度传感器DHT11，直接采集到的就是数字量，不需要再将模拟量进行转换。数字传感器比如DHT11在温湿度监测中应用更为方便。在数据的传输过程也存在着两种方式，有线与无线。无线监测具有运行费用较高特点而且容易受到干扰。有线检测RS485总线是一种传输距离较远且安全的一种传输方式，易实现与其他设备的互联。因此，基于RS485总线的温湿度检测系统相当于无线检测系统更加的安全，方便。
1.2需求分析
温湿度的作用很广泛。比如在纺织业中，温度与湿度会严重的影响纺织品的质量与颜色。而在食品行业，温湿度的控制会直接影响到食物的口感和营养，一旦温度与湿度超过了食品制作的限度，将会造成食品原料的浪费。除去工业上的影响，温湿度对于个人和家庭的影响也是十分重要的。一个舒适的环境，对应个人的生活与成长都显得尤其的必要。但是但纺织企业对温湿度的检测仍然使用干湿球湿度计和水银温度器，在现在就显得非常落后，制药行业里也基本如此。而在食品行业里，则基本上凭经验，很少有人使用湿度传感器，但是人的判断很多时候会出现错误，所以对于温湿度的研究迫在眉睫。
目录
1 引言 6
1.1 课题前景 7
1.2需求分析 7
1.3任务要求 8
2. 总体方案 8
2.1 总体设计 8
2.2 硬件设计 9
2.3软件设计 9
3.硬件设计 9
3.1 主控芯片模块 9
3.2 温湿度采集模块 11
3.2.1 主机发送启动信号 12
3.2.2 DHT11发送信号 12
3.2.3 数据信号‘0’‘1’判别 13
3.3 通信模块 13
3.3.1 RS485的特点 15
3.3.2RS485总线的连线方式 15
3.3.3 RS485总线的通信方式 16
4 程序设计 17
4.1 温湿度采集模块 17
4.1.1 main函数部分 17
4.1.2 温湿度的读取。 18
4.1.3 DHT11数据采集 19
4.2上位机模块 20
4.2.1 串口显示设计 21
4.2.2 节点设计 23
4.2.3 报警设计 23
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
4.2.4 波形图设计 24
5. 系统测试 26
5.1测试目的 26
5.2 测试方法 26
5.3硬件测试过程及结果 26
5.3.1单片机的绘制 26
5.3.2 硬件的连接 26
5.4软件测试过程及结果 27
5.4.1 DHT11数据的采集 27
5.4.2 LABVIEW上位机 28
5.4.3数据的导出 28
结论 31
致谢 32
参考文献 33
附录一 主要代码 34
1 引言
在无线监测系统的广泛应用的时代，大多数人忽略了无线传输过程中，安全性低且易受到干扰的缺点。在要求不高的情况下，使用无线传输，能够高效方便的解决一些问题。但是一旦通信距离拉长，安全要求增加。无线传输的弊端就会放大，这时候就需要研究一下，有线的传输。但也并不是所有的有线传输都能够解决上述那个问题。本课题采用的是总线RS485的传输方式，传输距离可达到几百甚至上千米，而且采用半双工工作方式，不易造成信号的混乱，大大增强了传输过程的安全性及通信距离。本课题是基于RS485总线的温室多点监测系统，使用DHT11数字温湿度传感器与单片机结合，采集数据，通过TTL转RS485和RS485转USB两个模块，将采集到的数据通过LABVIEW设计的上位机显示在PC机上，最后直接通过波形图导出数据。温湿度对于人类生活和工业发展都有着重要的意义。合适的温湿度有利于个人得生活，提高生活品质。有利的温湿度对植物的生长，动植物的得繁殖，都是必不可少的。安全的温湿度，是工业发展的必要条件。所以设计了本课题，具有深远的现实意义。
1.1 课题前景
温湿度采集系统已经有了广泛的应用，而在这些应用中，绝大分部采用的是无线的方式。这样使用无线的方式采集发送数据的缺点显而易见，无线在传输的过程中，数据信号容易受到干扰甚至被窃取。而一般有线的方式，一个节点一个输出，这样就会造成资源的浪费。用总线的方式，即增加了安全性，又大大缩短了资源的浪费。
有线的方式主要有RS232和RS485两种，它们之间又存在着差别，RS485较RS232后出现。RS232用的是3根线，发送数据和接收数据同时进行，所以RS232得效率要比RS485高出很多，但是3根线的总线RS232不方便进行组网，只适用于短距离两个设备点对点的通讯。然而总线RS485使用的是2根线，发送和接收数据交替进行，即半双工的工作方式，2根线能够方便的与多个设备串接组成网络，适合多个节点远距离的通讯。对于综合组网和距离的问题，本课题选用了RS485，这样系统安全性高，传输的距离远。
RS485 采用的是半双工的工作方式，发送和接收数据只能进行一个，所以任何时候只能有一点处于发送状态，就是这样信号才能不会混乱。并且RS485 用于多点通信非常方便，多个节点串在同一个总线上，可以省掉许多信号线。
在之前传统的温度检测，多采用的是水银温度器，比如体温计，水银温度计确实可以较精准而且方便的一种方式，但是其缺点是无法实现电子化记录。电子技术的发展使得数据保存显示发生了很大的变换，数据信号较多的可以实现电子化，在数据的采集过程中，产生了两种数据信号，模拟信号与数据信号。模拟信号需要将模拟量转换成数字量，才能够正常的输出使用，温湿度传感器DHT11，直接采集到的就是数字量，不需要再将模拟量进行转换。数字传感器比如DHT11在温湿度监测中应用更为方便。在数据的传输过程也存在着两种方式，有线与无线。无线监测具有运行费用较高特点而且容易受到干扰。有线检测RS485总线是一种传输距离较远且安全的一种传输方式，易实现与其他设备的互联。因此，基于RS485总线的温湿度检测系统相当于无线检测系统更加的安全，方便。
1.2需求分析
温湿度的作用很广泛。比如在纺织业中，温度与湿度会严重的影响纺织品的质量与颜色。而在食品行业，温湿度的控制会直接影响到食物的口感和营养，一旦温度与湿度超过了食品制作的限度，将会造成食品原料的浪费。除去工业上的影响，温湿度对于个人和家庭的影响也是十分重要的。一个舒适的环境，对应个人的生活与成长都显得尤其的必要。但是但纺织企业对温湿度的检测仍然使用干湿球湿度计和水银温度器，在现在就显得非常落后，制药行业里也基本如此。而在食品行业里，则基本上凭经验，很少有人使用湿度传感器，但是人的判断很多时候会出现错误，所以对于温湿度的研究迫在眉睫。
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