基于Modbus總線的室內(nèi)通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)
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2．1．1 Modbus通信接口電路設(shè)計(jì)
通信電路采用ADM2587E與LPC2138串口連接實(shí)現(xiàn)基于RS485的Modbus協(xié)議通信，ADM2582E是具備±15kV ESD保護(hù)功能的完全集成式隔離數(shù)據(jù)收發(fā)器，適合用于多點(diǎn)傳輸線路上的高速高效通信。該芯片單個(gè)封裝內(nèi)集成了一個(gè)三通道隔離器、一個(gè)三態(tài)差分線路驅(qū)動(dòng)器、一個(gè)差分輸入接收機(jī)和一個(gè)isoPower DC／DC轉(zhuǎn)換器，采用5V或3．3V單電源供電，從而實(shí)現(xiàn)了完全隔離的基于RS-485的Modbus通信解決方案。ADM2587E與LPC2138接口電路如圖3所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/148168.htm
2．1．2 風(fēng)速傳感電路設(shè)計(jì)
風(fēng)速傳感電路包括傳感器電路和信號(hào)調(diào)理電路兩部分。風(fēng)速傳感器安裝在排風(fēng)／補(bǔ)風(fēng)口，傳感器上內(nèi)置有兩個(gè)溫敏二極管D1、D2，D1和發(fā)熱電阻由導(dǎo)熱膏連在一起，電阻通電發(fā)熱，風(fēng)量吹向電阻起到一定的散熱作用，電阻通過導(dǎo)熱膏將此風(fēng)速下的發(fā)熱量傳遞給D1，D1導(dǎo)通特性發(fā)生變化，D2作為無熱量傳導(dǎo)的固定參照。由于獲取當(dāng)前風(fēng)速需要D1、D2的電壓差作為參數(shù)，且D1、D2傳導(dǎo)的電壓信號(hào)較微弱，故采用信號(hào)調(diào)理電路通過運(yùn)放放大后使兩路電壓作差送入LPC2138的A／D接口。FS2與FS3之間的溫度差是風(fēng)速的函數(shù)，由此可計(jì)算出對(duì)應(yīng)的風(fēng)速。傳感器電路如圖4所示。
2．1．3 其他外圍電路
其他外圍電路主要有驅(qū)動(dòng)電路、報(bào)警電路、輸入電路、存儲(chǔ)電路、顯示電路以及其他的傳感器電路。
鍵盤和LED燈電路采用的是Philips的GPIO擴(kuò)展芯片PCA9555D與主控芯片連接，最高可擴(kuò)展16路通過GPIO口，可以直接驅(qū)動(dòng)LED閃爍，節(jié)省了主芯片的GPIO口，通過I2C總線與主芯片通信。
存儲(chǔ)電路和復(fù)位電路采用CAT1025芯片實(shí)現(xiàn)。CAT1025是基于微控制器系統(tǒng)的存儲(chǔ)器和電源監(jiān)控的完全解決方案，它利用低功耗CMOS技術(shù)將2kbit的串行EEPOM存儲(chǔ)器和帶掉電保護(hù)的系統(tǒng)電源監(jiān)控電路集成在一起。存儲(chǔ)器采用400kHz的I2C總線接口。
傳感電路除了風(fēng)速傳感電路外，還有以下幾種傳感器連接入主電路：1)人體傳感器，通過人體傳感器可以檢測(cè)到人員是否進(jìn)入工作區(qū)。 2)通風(fēng)柜窗移傳感器，采用滑動(dòng)阻尼變阻器法，監(jiān)測(cè)窗開度的大小。
顯示電路中顯示屏采用12864 LCD。報(bào)警電路的蜂鳴器是通過PWM2端口輸出PWM信號(hào)來控制其蜂鳴報(bào)警。
2. 2 軟件設(shè)計(jì)
程序設(shè)計(jì)采用ARM公司的集成開發(fā)環(huán)境Keil。設(shè)計(jì)中采用主程序與終端服務(wù)程序相結(jié)合的方法。系統(tǒng)主程序流程圖如圖5所示。首先進(jìn)行初始化，包括端口、A／D(初始化后立即進(jìn)行轉(zhuǎn)換)、LCD、Modbus模塊等的初始化。Modbus模塊初始化包括波特率、Modbus協(xié)議的初始化。所有控制器以及上位機(jī)的波特率必須相同，本文中波特率設(shè)定為9600bps。
評(píng)論