多參數(shù)室內(nèi)環(huán)境智能監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計

作者：楊建華鄧豆豆聶光濤時間：2014-08-26 來源：電子產(chǎn)品世界

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編者按：　　摘要：針對室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量與人們的健康和工作效率密切相關(guān)的情況，設(shè)計了一種多參數(shù)多采集點室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。系統(tǒng)硬件主要包括單片機(jī)系統(tǒng)、FPGA數(shù)據(jù)采集電路、傳感器信號調(diào)理電路等。軟件包括單片機(jī)硬件驅(qū)動程序、FPGA數(shù)字邏輯設(shè)計和基于VB的上位機(jī)應(yīng)用程序。實驗結(jié)果表明：系統(tǒng)工作穩(wěn)定，誤差在設(shè)計允許范圍內(nèi)。　　引言　　隨著經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，對各種室內(nèi)環(huán)境的要求也越來越高。傳統(tǒng)的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測設(shè)備實時性差、精度低、體積大、功耗大，難以適應(yīng)現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。基于以上背景，本文設(shè)計了

　　3.2 FPGA邏輯控制部分

本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/262218.htm

　　在FPGA中設(shè)計了計數(shù)器和數(shù)據(jù)存儲器RAM以及邏輯控制模塊，以保證能夠?qū)崟r地將ADC轉(zhuǎn)換過來的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，FPGA邏輯控制模塊如圖8所示。

　　AD邏輯控制模塊用來對AD轉(zhuǎn)換器進(jìn)行采樣控制。EP1C12Q240C8在對ADC0809控制時產(chǎn)生START轉(zhuǎn)換啟動信號，ALE地址鎖存允許信號(高電平有效)，在工作過程中FPGA不斷讀入轉(zhuǎn)換結(jié)束信號EOC判斷ADC0809轉(zhuǎn)換是否結(jié)束。當(dāng)EOC發(fā)出一個正脈沖時，表示A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束，此時開啟輸出允許OE，打開ADC0809的三態(tài)緩沖鎖存器將轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù)輸入FPGA中。存儲器RAM主要用來存儲采集的數(shù)據(jù)，方便單片機(jī)直接調(diào)用。

　　3.3 串口通信

　　單片機(jī)將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，通過RS485總線接口電路傳輸至監(jiān)控平臺。RS485通信距離為幾十米到上千米，并且采用平衡發(fā)送和差分接收，具有抑制共?？垢蓴_的能力，在互連時可以省掉許多信號線。被廣泛應(yīng)用于單片機(jī)與PC之間的數(shù)據(jù)傳輸。

　　通信協(xié)議具體的要求如下：

　　(1) 上位機(jī)為主機(jī)，各節(jié)點采集模塊為從機(jī)，上位機(jī)需要讀出采集點的數(shù)據(jù)時，先發(fā)送設(shè)置指令，滿足一定的條件后發(fā)送數(shù)據(jù)查詢指令。

　　(2) 主從機(jī)之間采用多點總線型主從式結(jié)構(gòu)、異步半雙工通訊方式，波特率設(shè)為9600bps。

　　(3) 由主機(jī)以一定的周期按照地址順序輪流向各從機(jī)發(fā)送查詢或控制指令，從機(jī)根據(jù)指令中的地址碼判斷是否輪到自己發(fā)送數(shù)據(jù)，是則立即根據(jù)指令向主機(jī)返回相應(yīng)的信息，不是則不得向總線發(fā)任何數(shù)據(jù)。

　　(4) 正常情況下主機(jī)所有的指令只發(fā)一次，從機(jī)在接收無誤的情況下立即響應(yīng)。如果主機(jī)在限定時間內(nèi)(200ms)未收到應(yīng)答，則繼續(xù)向該從機(jī)發(fā)送，如果連續(xù)3次不正常，則判斷該從機(jī)通訊故障，終止查詢，如果連續(xù)4次未能接收到從機(jī)的回應(yīng)則判斷485出現(xiàn)故障并報警。

　　3.4 上位機(jī)顯示程序設(shè)計

　　上位機(jī)要實現(xiàn)與下位機(jī)的通信，實現(xiàn)不同節(jié)點的選擇，參數(shù)數(shù)據(jù)的上傳，數(shù)據(jù)的實時顯示，以及不同參數(shù)的趨勢圖繪制。上位機(jī)的工作流程如圖9。

　　3.4.1 Visual Basic6.0中的串行通信控件MSComm

　　MSComm控件通過串行端口傳輸和接收數(shù)據(jù)，為應(yīng)用程序提供串行通信功能。它提供事件驅(qū)動方式和查詢方式兩種處理通信的方式。

　　MSComm控件通信的流程圖如圖10所示。編寫程序時，只需要按照圖10的流程圖，即可實現(xiàn)通信功能。