无线储料罐监控系统软件系统设计
目 录
1 引言 1
1.1 课题研究背景意义 1
1.2 课题研究的发展现状 1
1.3 课题研究的内容 2
2 系统结构 2
2.1 系统开发语言环境 2
2.2 主要器件介绍 3
3 软件系统设计 16
3.1 主控端程序设计 17
3.2 被控端程序设计 20
4 调试 29
4.1 软件编译与调试 29
4.2 软硬件联合调试 34
结论 37
致谢 38
参考文献 39
附录 40
1 引言
1.1 课题研究背景意义
近年来，伴随单片机技术和无线通信技术的快速发展，产业的结构逐渐由人工操作和人工管理向信息化和智能化的方向发展。在产业安全生产的前提下，通过信息监控的技术对生产进行监控是非常有必要的，智能的监控系统在无线通信技术、传感器技术和控制技术等多门学术的理论支持下，可以运用各类微型传感器共同工作来达到对各类产业生产的数据参数及时监测与采集的目的，并将这些信息传送给用户[1]。智能储料罐在产业生产中的地位越来越明显，智能储料罐运用无线通信等高科技技术来完成对自身各类环境参数的监控，来达到智能监控的目的，从而使生产存储过程中起到高效率低成本的作用，通过掌握和改善储料罐内的环境，使储料罐内物品的质量和安全得到保障[2]。当对储料罐中的温度、物位等环境参数进行无线的及时的监控基于此项技术，伴随储料罐中物料所处环境呈现非正常紧急状态时候，储料罐中的微型传感器会立即采集其中的恶劣环境参数，并通过无线通信第一时间将数据传输给管理人员，而且同时触发储料罐系统的报警装 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
置使管理人员能够及时处理所发生的积极事态。智能监控能及时发现和处理风险，在保证生产人员的生命安全的同时，也尽可能的避免产业财产的损失。此次我们设计的就是以单片机技术为基础核心以无限通讯技术作为数据传输技术支持的储料罐监控系统设计[3~5]。
1.2 课题研究的发展现状
为了满足于小型、低成本领域的环境监测管理的要求，科学家经过研究，逐渐将这项技术应用于普通民众周围而且达到的意义价值也日渐提高。科学家在环境监控领域的研究，来自美国实验室科研人员通过民用飞行器将数目巨多的微型传感器随机的撒落在当地的一个小岛上，这些微型传感器用来采集此岛上的相关气候数据，达到了在不破坏，不侵入野生动物和它们栖息地的前提下进行气候检测的科研目的。在公司办公领域研究，电脑界大公司惠普公司为了能够更好的管理公司会议室的调用，在其办公大楼内各个会议室都安装了传感器网络，并且通过该公司会议管理系统的统一调制，实现了会议室的高效合理应用[6]。在工业生产领域上，通过运用无线通讯监控网络来开发新型的工业气温控制系统，从而使泰科企业不断地发展壮大[7]。最近几年，一些新的高科技无线传感器应用于医院医疗事业，通过它可以进行无线信息的传输，
尤其在监控室与病房之间的应用[8]。从而通过此项技术的发展将会带来医疗界的突破，造福于人类医疗事业。近些年来，我国对无线相关传感器技术的研究也有很大的突破，我们自主研发的关于二维码扫描的无线通讯芯片，在世界上都处于顶尖的科学研究平。 TD-LTE技术正在开展规模技术试验，为无线监控系统提供源源不断的技术支持以及研究成果[11]。
1.3 课题研究的内容
此课题研究关于储料罐的无线监控，通过对储料罐的物位检测、温度检测、压力检测，控制部分控制整个系统的运行，使储料罐中一直处于安全，正常的储料环境。通过无线通信芯片以单片机为核心对储料罐进行无线监控，通过报警系统使我们知道储料罐中环境变换以及控制部分对储料罐的控制调节情况。此课题研究的系统包括对储料罐中物位环境的监控、温度监控、压力监控；通过无线通信的工作原理来达到各个模块的数据传输联系的目的。从而整个系统以单片机为核心各子模块相互支持相互联系达到设计所要求的结果。
2 系统结构
整个的储料罐监控系统软件程序代码编程需要设计包括物位检测、温度检测、压力检测等被控端处于现场的数据收集的模块，同时还包括了控制端模的程序设计，无线通信端的程序设计，集中报警显示程序的设计，无线通信的工作原理拟采用模块化设计方法设计系统，各个功能模块之间相互衔接。
2.1 系统开发语言环境
本次设计的监控系统以单片机STC89C52作为核心，并且此系统具备对储料罐中物料的物位检测、温度检测、压力检测的功能，通过各种微型传感器对储料罐中环境数据进行及时的采集处理，通过无线通信来为主控端与被控端之间数据传输搭起媒介，通过报警系统使我们知道储料罐中环境变换以及控制部分对储料罐的控制调节情况。通过C语言来完成此次系统软件程序代码的编写。通过开发软件软Keil C51来作为此次设计的开发语言环境。Keil C51经过一系列的研发，是基于51系列单片机进行的C语言软件编程，通过此开发环境， C语言比一般的汇编在功能方面更全面，在结构方面更精简，在可读方面更加实用，在维护方面更简易的优点。所以说编程通过C语言开发会显得更加精简以及实用。
Keil C51开发语言环境中包括具有全面功能的软件代码调试工具和大量的库存函数以及全面的开发界面。其中最具优势的一点就是通过此软件开发的代码具有精确度非常高的目标代码，大多数代码语句让读者很容易读懂 。Keil具有自己的一套完整地开发方案。通过此完整方案，用户可以有系统，有步骤的完成开发任务。
2.2 主要器件介绍
2.2.1 单片机STC89C52
单片机STC89C52 是一种实用单片机芯片，它具有高性能，低能耗的优势。其中它的微控制器，可编程的8K存储器使得自己在单片机领域一直处在重要地位。在单片机内核基础上做了较大改善，使得它能够达到的功能是一般51系列的单片机很难实现的。
图1 单片机STC89C52
此单片机具有的标准功能如下表1所示 ：
表1 STC89C52标准功能
主要特性如下：
（1）工作电压：5.5V～3.3V（5V 单片机）/3.8V～2.0V（3V 单片机）
（2） 工作频率范围：0～40MHz，实际工作频率可达 48MHz
（3）用户应用程序空间为 8K 字节
（4）片上集成 512 字节 RAM
（5）具有32个通用I/O口，其中当单片机复位时候，此时的P0口，P1口，P2口，P3口是准双向口。
引脚结构：
图2引脚结构
STC89C52引脚功能说明：
VCC（40 引脚）：电源电压
VSS（20 引脚）：接地
表2 端口基本介绍
其中P1端口是八位双向的I/O端口，具体引脚第二功能如下表3所示：
表3 P1口引脚复用功能
定时器2寄存器:定时器2的控制位和状态位包含于寄存器T2CON和T2MOD中，而定时器2的自动重载寄存器是寄存器对RCAP2H和RCAP2L。
中断寄存器：各中断允许位都会寄存在IE寄存器中，其中就包括六个中断源的两个优先级。
1 引言 1
1.1 课题研究背景意义 1
1.2 课题研究的发展现状 1
1.3 课题研究的内容 2
2 系统结构 2
2.1 系统开发语言环境 2
2.2 主要器件介绍 3
3 软件系统设计 16
3.1 主控端程序设计 17
3.2 被控端程序设计 20
4 调试 29
4.1 软件编译与调试 29
4.2 软硬件联合调试 34
结论 37
致谢 38
参考文献 39
附录 40
1 引言
1.1 课题研究背景意义
近年来，伴随单片机技术和无线通信技术的快速发展，产业的结构逐渐由人工操作和人工管理向信息化和智能化的方向发展。在产业安全生产的前提下，通过信息监控的技术对生产进行监控是非常有必要的，智能的监控系统在无线通信技术、传感器技术和控制技术等多门学术的理论支持下，可以运用各类微型传感器共同工作来达到对各类产业生产的数据参数及时监测与采集的目的，并将这些信息传送给用户[1]。智能储料罐在产业生产中的地位越来越明显，智能储料罐运用无线通信等高科技技术来完成对自身各类环境参数的监控，来达到智能监控的目的，从而使生产存储过程中起到高效率低成本的作用，通过掌握和改善储料罐内的环境，使储料罐内物品的质量和安全得到保障[2]。当对储料罐中的温度、物位等环境参数进行无线的及时的监控基于此项技术，伴随储料罐中物料所处环境呈现非正常紧急状态时候，储料罐中的微型传感器会立即采集其中的恶劣环境参数，并通过无线通信第一时间将数据传输给管理人员，而且同时触发储料罐系统的报警装 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
置使管理人员能够及时处理所发生的积极事态。智能监控能及时发现和处理风险，在保证生产人员的生命安全的同时，也尽可能的避免产业财产的损失。此次我们设计的就是以单片机技术为基础核心以无限通讯技术作为数据传输技术支持的储料罐监控系统设计[3~5]。
1.2 课题研究的发展现状
为了满足于小型、低成本领域的环境监测管理的要求，科学家经过研究，逐渐将这项技术应用于普通民众周围而且达到的意义价值也日渐提高。科学家在环境监控领域的研究，来自美国实验室科研人员通过民用飞行器将数目巨多的微型传感器随机的撒落在当地的一个小岛上，这些微型传感器用来采集此岛上的相关气候数据，达到了在不破坏，不侵入野生动物和它们栖息地的前提下进行气候检测的科研目的。在公司办公领域研究，电脑界大公司惠普公司为了能够更好的管理公司会议室的调用，在其办公大楼内各个会议室都安装了传感器网络，并且通过该公司会议管理系统的统一调制，实现了会议室的高效合理应用[6]。在工业生产领域上，通过运用无线通讯监控网络来开发新型的工业气温控制系统，从而使泰科企业不断地发展壮大[7]。最近几年，一些新的高科技无线传感器应用于医院医疗事业，通过它可以进行无线信息的传输，
尤其在监控室与病房之间的应用[8]。从而通过此项技术的发展将会带来医疗界的突破，造福于人类医疗事业。近些年来，我国对无线相关传感器技术的研究也有很大的突破，我们自主研发的关于二维码扫描的无线通讯芯片，在世界上都处于顶尖的科学研究平。 TD-LTE技术正在开展规模技术试验，为无线监控系统提供源源不断的技术支持以及研究成果[11]。
1.3 课题研究的内容
此课题研究关于储料罐的无线监控，通过对储料罐的物位检测、温度检测、压力检测，控制部分控制整个系统的运行，使储料罐中一直处于安全，正常的储料环境。通过无线通信芯片以单片机为核心对储料罐进行无线监控，通过报警系统使我们知道储料罐中环境变换以及控制部分对储料罐的控制调节情况。此课题研究的系统包括对储料罐中物位环境的监控、温度监控、压力监控；通过无线通信的工作原理来达到各个模块的数据传输联系的目的。从而整个系统以单片机为核心各子模块相互支持相互联系达到设计所要求的结果。
2 系统结构
整个的储料罐监控系统软件程序代码编程需要设计包括物位检测、温度检测、压力检测等被控端处于现场的数据收集的模块，同时还包括了控制端模的程序设计，无线通信端的程序设计，集中报警显示程序的设计，无线通信的工作原理拟采用模块化设计方法设计系统，各个功能模块之间相互衔接。
2.1 系统开发语言环境
本次设计的监控系统以单片机STC89C52作为核心，并且此系统具备对储料罐中物料的物位检测、温度检测、压力检测的功能，通过各种微型传感器对储料罐中环境数据进行及时的采集处理，通过无线通信来为主控端与被控端之间数据传输搭起媒介，通过报警系统使我们知道储料罐中环境变换以及控制部分对储料罐的控制调节情况。通过C语言来完成此次系统软件程序代码的编写。通过开发软件软Keil C51来作为此次设计的开发语言环境。Keil C51经过一系列的研发，是基于51系列单片机进行的C语言软件编程，通过此开发环境， C语言比一般的汇编在功能方面更全面，在结构方面更精简，在可读方面更加实用，在维护方面更简易的优点。所以说编程通过C语言开发会显得更加精简以及实用。
Keil C51开发语言环境中包括具有全面功能的软件代码调试工具和大量的库存函数以及全面的开发界面。其中最具优势的一点就是通过此软件开发的代码具有精确度非常高的目标代码，大多数代码语句让读者很容易读懂 。Keil具有自己的一套完整地开发方案。通过此完整方案，用户可以有系统，有步骤的完成开发任务。
2.2 主要器件介绍
2.2.1 单片机STC89C52
单片机STC89C52 是一种实用单片机芯片，它具有高性能，低能耗的优势。其中它的微控制器，可编程的8K存储器使得自己在单片机领域一直处在重要地位。在单片机内核基础上做了较大改善，使得它能够达到的功能是一般51系列的单片机很难实现的。
图1 单片机STC89C52
此单片机具有的标准功能如下表1所示 ：
表1 STC89C52标准功能
主要特性如下：
（1）工作电压：5.5V～3.3V（5V 单片机）/3.8V～2.0V（3V 单片机）
（2） 工作频率范围：0～40MHz，实际工作频率可达 48MHz
（3）用户应用程序空间为 8K 字节
（4）片上集成 512 字节 RAM
（5）具有32个通用I/O口，其中当单片机复位时候，此时的P0口，P1口，P2口，P3口是准双向口。
引脚结构：
图2引脚结构
STC89C52引脚功能说明：
VCC（40 引脚）：电源电压
VSS（20 引脚）：接地
表2 端口基本介绍
其中P1端口是八位双向的I/O端口，具体引脚第二功能如下表3所示：
表3 P1口引脚复用功能
定时器2寄存器:定时器2的控制位和状态位包含于寄存器T2CON和T2MOD中，而定时器2的自动重载寄存器是寄存器对RCAP2H和RCAP2L。
中断寄存器：各中断允许位都会寄存在IE寄存器中，其中就包括六个中断源的两个优先级。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/zdh/3994.html
