基于單片機(jī)的電力線載波溫濕控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　3 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

　　3.1 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)

　　系統(tǒng)軟件采用并行邏輯結(jié)構(gòu)，主要分為主控部分和被控部分。根據(jù)各設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中的角色不同，自行切換到相應(yīng)的模式。系統(tǒng)默認(rèn)為被控模式，即接收模式。系統(tǒng)程序由初始化程序、中斷程序、接收發(fā)送程序、溫度控制程序及終端人機(jī)交互程序等構(gòu)成。初始化程序包括單片機(jī)初始化、MT8888預(yù)置模式、按鍵初始化、顯示初始化等。系統(tǒng)上電后執(zhí)行初始化程序，完成后進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，等待收發(fā)中斷信號(hào)，從而判斷是否主控。當(dāng)有按鍵中斷產(chǎn)生時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入主控發(fā)送模式，通過(guò)解析按鍵信息，執(zhí)行發(fā)送動(dòng)作，將溫濕度調(diào)節(jié)信號(hào)經(jīng)電力線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送。處于被控接收模式的設(shè)備，在MT8888收到接收中斷后，耦合卸載電力線數(shù)據(jù)。通過(guò)單片機(jī)解析收到的數(shù)據(jù)信息，判斷是否是本機(jī)需要執(zhí)行的操作。若是則控制溫濕度調(diào)節(jié)模塊執(zhí)行操作，否則放棄信息。同時(shí)，每臺(tái)設(shè)備還間隔2 s將本地狀態(tài)廣播給電力線網(wǎng)絡(luò)上的其他設(shè)備。從而讓使用者可以在任一設(shè)備了解及控制所有設(shè)備。為了增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾能力，單片機(jī)通過(guò)中斷信號(hào)喚醒工作，在判斷中斷信號(hào)的合法性后再執(zhí)行操作，可以避免誤操作和毛刺信號(hào)等干擾，同時(shí)利用看門(mén)狗定時(shí)器，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠。系統(tǒng)軟件框圖如圖4所示。

　　3.2 PID控制算法

　　系統(tǒng)將傳感器采集的數(shù)據(jù)與設(shè)定值比較，通過(guò)PID算法，經(jīng)單片機(jī)發(fā)送控制量e(k)=(測(cè)量值-設(shè)定值)，調(diào)節(jié)溫箱溫濕度。由于溫濕度的測(cè)控響應(yīng)緩慢有滯后性，本文采用增量PID算法[6]，并進(jìn)行簡(jiǎn)單的調(diào)整，以克服超調(diào)和振蕩。其公式為：

　　本系統(tǒng)以單片機(jī)為核心，以電力線網(wǎng)絡(luò)作為傳輸通道，通過(guò)PID算法實(shí)現(xiàn)對(duì)同一網(wǎng)絡(luò)的各溫箱設(shè)備的溫濕度控制，是集監(jiān)測(cè)、管理、控制于一體的計(jì)算機(jī)測(cè)控設(shè)備。實(shí)驗(yàn)證明本系統(tǒng)成本低廉，安裝調(diào)試方便，工作穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)。可增添其他傳感器測(cè)控模塊，適用于需要分散布局的應(yīng)用環(huán)境，有較強(qiáng)的實(shí)用性。