基于RS 485的大氣數(shù)據(jù)前端傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，集散采集是最常用的數(shù)據(jù)采集方式。集散數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由主控計(jì)算機(jī)和一系列前端智能儀器(前端機(jī))構(gòu)成，他們通過(guò)一定的物理媒介連接在一起，并以一定的方式和控制中心連接進(jìn)行通信，從而完成信息交換功能。目前，有RS 232，RS 422，RS 423和RS485接口總線標(biāo)準(zhǔn)可用于串行通信。其中RS 485串行總線具有很強(qiáng)的抗共模干擾的能力，允許一對(duì)雙絞線上一個(gè)發(fā)送器驅(qū)動(dòng)多個(gè)負(fù)載設(shè)備，適合遠(yuǎn)距離的數(shù)字通信，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、組網(wǎng)容易。基于此，本文采用RS 485總線實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)大氣數(shù)據(jù)采集和控制，為工農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)提供必要的大氣數(shù)據(jù)服務(wù)。

　　1硬件設(shè)計(jì)

　　大氣數(shù)據(jù)前端傳輸系統(tǒng)包括中心站、子站、前端機(jī)三大部分。前端機(jī)用于采集和控制大氣數(shù)據(jù)，他們通過(guò)RS 485總線與各自子站連接，最多可有256個(gè)前端機(jī)，可完成256個(gè)不同地點(diǎn)的大氣數(shù)據(jù)采集。子站與中心站之間有調(diào)制解調(diào)器通過(guò)PSTN公眾電話網(wǎng)連接實(shí)現(xiàn)通信。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　2軟件設(shè)計(jì)

　　總線網(wǎng)絡(luò)可以認(rèn)為是一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，只需要應(yīng)用層，因?yàn)閼?yīng)用層是OSI參考模型的最上層，直接面向用戶，為用戶訪問(wèn)提供手段和服務(wù)?；诖耍疚牡腞S 485總線協(xié)議方案就被簡(jiǎn)化成為三層的形式。具體如圖2所示。按中心站和子站互相通信的要求，設(shè)計(jì)的幀格式如圖3所示。具體使用時(shí)，制定了命令幀、復(fù)位幀和數(shù)據(jù)幀三種具體形式，他們類型字標(biāo)志分別為00，10，01。按設(shè)計(jì)的圖1系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)采集與通信。

分別對(duì)下位機(jī)和上位機(jī)流程實(shí)現(xiàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，具體流程如圖4、圖5所示。下位機(jī)等待地址呼叫，收到地址后檢查是否本機(jī)地址，若是則發(fā)送應(yīng)答幀并等待，同時(shí)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)檢查收到命令幀，否則發(fā)送復(fù)位幀繼續(xù)等待地址呼叫；若收到命令幀檢查是否是復(fù)位幀，不是則看是否發(fā)送存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的命令，是就立即發(fā)送數(shù)據(jù)直到發(fā)送完畢。上位機(jī)對(duì)應(yīng)下位機(jī)協(xié)調(diào)工作，協(xié)同完成數(shù)據(jù)的傳輸。

　　3系統(tǒng)測(cè)試與結(jié)論

　　在WindowsXP環(huán)境下，使用Visual Basic 6.0開(kāi)發(fā)工具開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)此系統(tǒng)，并進(jìn)行測(cè)試如下。

　　3.1接收端主界面

　　開(kāi)發(fā)的接收端主界面如圖6所示。

　　3.2子站、RS 485總線、采集部分測(cè)試

　　在測(cè)試這個(gè)部分的時(shí)候采用的是每秒讀一次數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，每一小時(shí)調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)制作成數(shù)據(jù)圖看一切是否正常。測(cè)試結(jié)果如表1所示。

　　3.3 總體測(cè)試

　　測(cè)試結(jié)果如表2所示。

　　基于RS 485總線設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了分布式數(shù)據(jù)采集和通信系統(tǒng)的可靠性和可維護(hù)性，并可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與傳輸。通過(guò)測(cè)試可見(jiàn)，本文設(shè)計(jì)的大氣數(shù)據(jù)前端傳輸系統(tǒng)能夠穩(wěn)定可靠地工作，滿足工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大氣數(shù)據(jù)采集與傳輸?shù)囊蟆?/p>