基于RS-485总线的智能分布式测控系统设计

科学论坛　

ｌ　ＩＮ－＂　

基于Ｒ　Ｓ－４　８　５总线的煤矿巷道监测系统的设计与研究　

王馨蕊郑雯泽范旭　

（辽宁工程技术大学电气与控制工程学院辽宁葫芦岛１２５１０５）　

中图分类号：ＴＤ６３４　文献标识码：Ａ　文章编号：１００９—９１４Ｘ（２０１２）０３～００９８一Ｏ１　

煤矿资源是国家主要能源的来源，如何保护煤矿资源不被违规开采，已经　

成为现阶段煤矿行业的主要问题。在对于煤矿巷道监测的问题上，国内外已经　

有了不少可行的方法，使用智能传感器作为监测装置，以光纤或双绞线作为传　输媒介，迅速而又准确的将井下巷道信息传送到地面监控室　

本系统采用加速度传感器作为巷道侧壁压力变化的探测器，结合～氧化碳　

传感器作为一氧化碳浓度的检测和消防预警装置，以ＲＳ＿４８５作为现场总线，　

作为系统的数据传输方式，以ＰＩＣ单片机作为监测节点的数据处理器，以　

ＡＲＭ１１作为人机操作界面的控制核心，利用Ｌａｂｖｉｅｗ软件设计人机操作界　

面，用于各探测节点的实时信息显示以及智能控制，形成基于嵌入式系统的煤　

矿巷道的监测系统。将现场情况通过光纤传输到地面控制室，在地面监测控制　室内，操作人员通过由Ｌａｂｖｉｅｗ软件进行设计的人际操作画面对矿井巷道进　

行实时监测控制，实现了巷道的智能监测与控制，达到了保护煤矿资源不被盗　

用的目的，可以解决煤矿资源保护问题。　

系统的结构框图：　

在通信总线方面：采用４８５总线协议，ＲＳ４８５总线可以看成是ＲＳ２３２协议　

的代替标准，与传统的ＲＳ２３２协议相比，其在通信速率，传输距离，多机连接等　方面均有很大的提高。易于形成多个节点构成的ＲＳ４８５总线现场监控系统。　

总线采用ＭＯＤＢＵＳ协议。　

Ｍｏｄｂｕｓ是由Ｍｏｄｉｃｏｎ（现为施耐德电气公司的一个品牌）在１９７９年发明　

的，是全球第一个真正用于工业现场的总线协议。为更好地普及和推动　

Ｍｏｄｂｕｓ在基于以太网上的分布式应用，目前施耐德公司已将Ｍｏｄｂｕｓ协议的　

・现场总线与网络通信・　低压电器（２０１２Ｎｏ．７）　

基于ＣＡＮ总线的分布式　

智能温度采集系统设计　

牛广文　（兰州工业高等专科学校电气工程系，甘肃兰州７３００５０）　

摘要：针对工业现场及物资储存等环境的温度实时监控，设计了一种基于ＣＡＮ　总线的分布式温度检测系统。采用微控制器ＰＩＣ１６Ｆ８７７、ＣＡＮ总线控制器ＭＣＰ２５１５、温　度传感器ＤＳ１８Ｂ２０、ＣＡＮ收发器８２Ｃ２５０作为现场温度采集的智能节点，通过ＣＡＮ总线　网络和ＣＡＮ总线适配卡ＰＣＩ一９８１０实现上位Ｐｃ机与现场节点的数据通信。设计了各　部分的硬件电路及检测系统软件。系统结构简洁、扩容方便、可靠性高，具有一定的工　程实用价值。　关键词：ＣＡＮ总线；温度测量；智能节点；ＰＩＣ１６Ｆ８７７；ＤＳ１８Ｂ２０　中图分类号：ＴＰ　２７３：ＴＰ　３３６文献标志码：Ａ文章编号：１００１—５５３１（２０１２）０７—　００４３－０５　牛广文（１９６７一），　男，高级工程师，主　要从事计算机自动　控制技术、智能检　测技术的教学与应　用研究。　

Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ　

Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＣＡＮ　Ｂｕｓ　Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ　Ｎｏｄｅ　

．　ＮｌＵ　Ｇｕａｎｇｗｅｎ　（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｌａｎｚｈｏｕ　Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｌａｎｚｈｏｕ　７３００５０，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｍｅａｓｕｒｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＣＡＮ　ｂｕｓ　ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ　ｎｏｄｅ　ｗａｓ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ｆｏｒ　ｉｎ・　ｄｕｓｔｒｉａｌ　ｆｉｅｌｄ　ａｎｄ　ｓｔｏｃｋｐｉｌｅ．Ｏｎ・ｓｉｔｅ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ　ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ　ｎｏｄｅｓ　ｃｏｎｓｉｓｔ　ｏｆ　ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　ＰＩＣ１６Ｆ８７７，　ＣＡＮ　ｂｕｓ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　ＭＣＰ２５１５，ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｓｅｎｓｏｒ　ＤＳ１８Ｂ２０　ａｎｄ　ＣＡＮ　ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ　８２Ｃ２５０．Ｔｈｅ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｂｅ—　ｔｗｅｅｎ　ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ　ｎｏｄｅｓ　ａｎｄ　ｈｏｓｔ　ＰＣ　ｗａｓ　ａｃｈｉｅｖｅｄ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ＣＡＮ　ｂｕｓ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ａｎｄ　ａｄａｐｔｅｒ　ｃａｒｄ　ＰＣＩ一９８　１０．Ｈａｒｄｗａｒｅ　ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｏｆ　ｅａｃｈ　ｓｅｃｔｉｏｎ　ｗａｓ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ，ｏｎ　ｔｈｉｓ　ｂａｓｉｓ，ｔｈｅ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｏｆ　ｍｅａｓｕｒｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　ｗａｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｉｓ　ｓｉｍｐｌｅ　ｏｆ　ｅａｓｙ　ｅｘｐａｎｓｉｏｎ　ａｎｄ　ｒｅｌｉａｂｌｅ，ａｎｄ　ｈａｓ　ｓｏｍｅ　ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ｖａｌｕｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ＣＡＮ　ｂｕｓ；ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｍｅａｓｕｒｉｎｇ；ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ　ｎｏｄｅ；ＰＩＣ１６Ｆ８７７；ＤＳ１８Ｂ２０　

RS485总线通信系统的设计及实现毕业论⽂

本科学⽣毕业论⽂

论⽂题⽬：RS485总线通信系统的设计与实现 学

院：

年 级：

专 业：

姓 名：

学 号：

指导教师：

摘要

⽆论是⼯业控制还是信号测试领域，实现不同通讯协议的数据融合都有着迫切需要。但是⽬前市场中存在的协议转换器只能满⾜两种协议之间的转换，如RS485转RS232，USB转RS485等，但是经常存在着多种数据总线并存的情况，因此研制多种总线协议转换的设备有着⽐较⼤的实际意义。除此之外，⽬前接⼝标准的RS485总线通信协议不统⼀，需设计⼀个⾼效稳定的通信协议。

基于以上原因，本论⽂提出⼀种基于⾼速RS485的多总线通信系统。整个系统包含多个RS485节点，各个节点包含的通讯接⼝包括RS232，RS485和USB，从⽽实现这三类总线的通讯协议的转换。设计并实现了⼀种适⽤于微机和单⽚机之间串⾏通信的通信协议，采⽤RS485简便，通信可靠性⾼总线标准，可⽤于⼯业测控和控制现场。实验结果表明，该通信协议是切实可⾏的，达到了预期的设计要求。

关键词RS485总线；主从式；多机通信；通信协议

Abstract

Whether in the field of industrial control or signal test, the achievement of data fusion which is based on differentcommunication protocol is urgent needed. However, in the current market, protocol converter can only achieve conversionbetween two protocols, such as RS485 to RS232, USB to RS485 and so on. Cases of coexistence data bus, it has greatpractical significance to develop an equipment for protocol conversion among different buses.

第ｌ９卷　Ｖｏ１．１９　第６期　Ｎｏ．６　电子设计工程　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　２０１１年３月　Ｍａｒ．２０１１　

基于ＲＳ一４８５通信的温度水位远程测控系统　

王公堂　

（山东师范大学物理与电子科学学院，山东济南２５００１４）　

摘要：为满足太阳能热水工程远距离测控的需要，设计了一个基于单片机控制的温度和水位远程测控系统。系统的　

主机和从机均以Ａ　ｒｌＩＩｅｇａｌ６为控制器，二者通过ＲＳ一４８５通信，距离可以超过ｌ　ｋｍ。用ＮＴＣ热敏电阻作测温元件，使　

用单片机内置的１０位Ａ，Ｄ转换模块实现多路温度的测量。通过非对称式多谐振荡器电路把水位转换为振荡频率，再　

用计数器测量频率来实现水位的测量　给出了主机和从机的完整电路及功能，较详细地介绍了水位和温度的测量电　

路以及传感器参教　

关键词：ＲＳ一４８５；ＡＴｍｅｇａ１６；水位；温度；远程　中图分类号：ＴＰ３６８．１　文献标识码：Ａ　文耄编号：１６７４—６２３６（２０ｌ１）０６—００７８—０４　

Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｒｅｍｏｔｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　ｍｅａｓｕｒｉｎｇ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｗａｔｅｒ　ｌｅｖｅｌ　

ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＲＳ一４８５　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　

ＷＡＮＧ　Ｇｏｎｇ—ｔａｎｇ　

（Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｆ）／’Ｐｈｙｓｉｃｓ（ｒｏｄ　Ｅｌｅｅｔｒｏｎ￣＇ｓ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ　Ｎｏｒｍａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，　ｎ册２５００１４，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ　ｓａｔｉｓｔ￣，ｔｈｅ　ｄｅｍａｎｄ　ｏｆ］ｏｕｇ－ｄｉｓｔａｎｃｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　ｓｏｌａｒ　ｈｏｔ　ｗａｔｅｒ　ｐｒｏｊｅｃｔ，ａ　ｒｅｍｏｔｅ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｗａｔｅｒ　ｌｅｖｅｌ　ｗａｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．ＡＴｍｅｇａｌ６　ｗａｓ　ａｐｐｌｉｅｄ　ａｓ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　ｉｎ　ｂｏｔｈ　ｍａｓｔｅｒ　ａｎｄ　ｓｌａｖｅｒ　ｗｈｉｃｈ