基于低壓電力線載波的糧情測(cè)控系統(tǒng).pdf

1、隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，國(guó)家在農(nóng)業(yè)方面的投入不斷加大，國(guó)家直屬儲(chǔ)備糧庫(kù)建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)施，對(duì)糧情測(cè)控系統(tǒng)也提出了越來(lái)越高的要求。糧情測(cè)控系統(tǒng)成為了現(xiàn)代化糧庫(kù)必備的安全儲(chǔ)糧管理基礎(chǔ)設(shè)施。在“四項(xiàng)”儲(chǔ)糧新技術(shù)(谷物冷卻、機(jī)械通風(fēng)、環(huán)流熏蒸、糧情測(cè)控)中，糧情測(cè)控是基礎(chǔ)，是糧食儲(chǔ)藏成敗的關(guān)鍵，它是各項(xiàng)儲(chǔ)糧技術(shù)運(yùn)行狀態(tài)的觀察者和運(yùn)行結(jié)果的真實(shí)反映者。目前我國(guó)的糧情測(cè)控系統(tǒng)都存在一些問(wèn)題，迫切需要設(shè)計(jì)出一種新的適應(yīng)我國(guó)國(guó)情的糧情測(cè)控系統(tǒng)。順應(yīng)形勢(shì)

2、需要，本文設(shè)計(jì)了一種基于低壓電力線載波的糧情測(cè)控系統(tǒng)。 本系統(tǒng)由上位機(jī)(PC計(jì)算機(jī))、測(cè)控主機(jī)、測(cè)控分機(jī)、溫濕度儀、采集器、風(fēng)機(jī)控制器、測(cè)溫電纜等組成。它是一個(gè)集糧情檢測(cè)、智能分析和通風(fēng)控制為一體的具有一定規(guī)模的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。上位機(jī)(PC機(jī))和測(cè)控主機(jī)放在糧庫(kù)的糧情測(cè)控計(jì)算機(jī)房中，它們距離很近，用RS232連接。測(cè)控分機(jī)分別放在各個(gè)糧倉(cāng)的分機(jī)箱中，它們利用糧庫(kù)現(xiàn)成的低壓電力線通過(guò)低壓電力載波和測(cè)控主機(jī)相連。每個(gè)糧倉(cāng)的溫濕度儀、采集

3、器、風(fēng)機(jī)控制器和本倉(cāng)的測(cè)控分機(jī)通過(guò)專(zhuān)用的四芯電纜連接。測(cè)溫電纜直接和對(duì)應(yīng)的采集器相連。 測(cè)控主機(jī)和測(cè)控分機(jī)都是典型的單片機(jī)系統(tǒng)，選用內(nèi)含F(xiàn)lash存儲(chǔ)器的AT89C51(或AT89C52)單片機(jī)，這樣都不需要進(jìn)行程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展，既減小了體積、重量又提高了可靠性。測(cè)控主機(jī)主要是完成上位機(jī)和測(cè)控分機(jī)通信的協(xié)議轉(zhuǎn)換，它以232電平和上位機(jī)連接，以專(zhuān)用電力調(diào)制解調(diào)芯片SC1128通過(guò)電力線路和測(cè)控分機(jī)相連。這樣可以用現(xiàn)成的低壓電力線網(wǎng)

4、絡(luò)取代需要鋪設(shè)專(zhuān)線的485或CAN總線網(wǎng)絡(luò)，大大降低了系統(tǒng)成本和安裝調(diào)試的難度。測(cè)控分機(jī)主要功能： (1)采集空氣的溫濕度和糧食的溫度信息而存儲(chǔ)、顯示； (2)通過(guò)低壓電力載波和上位機(jī)通訊； (3)根據(jù)上位機(jī)的命令控制風(fēng)機(jī)控制器動(dòng)作： (4)為采集器、溫濕度儀提供電源等。測(cè)控分機(jī)同時(shí)還具有脫網(wǎng)工作方式，即脫離上位機(jī)網(wǎng)絡(luò)后能夠獨(dú)立完成測(cè)量值巡檢、數(shù)據(jù)顯示打印、數(shù)值設(shè)定、通風(fēng)控制等，在上位機(jī)或通訊網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障

5、時(shí)保證糧情的測(cè)控。 在糧情測(cè)控系統(tǒng)中，糧食溫度是其所要監(jiān)測(cè)的一個(gè)重要參數(shù)，本系統(tǒng)中該參數(shù)是由采集器通過(guò)埋在糧堆中的測(cè)溫電纜上的溫度傳感器來(lái)檢測(cè)的。因此采集器設(shè)計(jì)的好壞直接關(guān)系著糧食溫度檢測(cè)的準(zhǔn)確度。為了控制成本，本系統(tǒng)的溫度傳感器仍然選用熱敏電阻，但選用由一片Microchip公司的PIC16C57單片機(jī)(因其具有工作電源電壓范圍寬、功耗低、片內(nèi)含有看門(mén)狗、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn))組成的采集器來(lái)代替現(xiàn)有系統(tǒng)中的分線器。利用PIC16C57

6、軟、硬件的配合，不用單獨(dú)的A/D轉(zhuǎn)換芯片來(lái)完成溫度的數(shù)字化采集，這樣既簡(jiǎn)化了采集器的結(jié)構(gòu)，又使其和測(cè)控分機(jī)之間以數(shù)字量傳輸，減少了傳輸中的干擾，提高了測(cè)溫的準(zhǔn)確度。糧倉(cāng)內(nèi)外空氣的溫濕度是糧情測(cè)控系統(tǒng)所要監(jiān)測(cè)的另一個(gè)重要參數(shù)，它是通過(guò)懸掛在糧倉(cāng)內(nèi)外的溫濕度儀來(lái)檢測(cè)的。溫濕度儀的設(shè)計(jì)在整個(gè)系統(tǒng)中占有舉足輕重的地位。本系統(tǒng)溫濕度儀中溫度的檢測(cè)和采集器的完全一樣。濕度傳感器仍然選用價(jià)格低廉的電容式，其檢測(cè)電路利用555振蕩電路的頻率隨電容值變化

7、的工作原理得到一個(gè)隨電容量變化的頻率值。該頻率值由溫濕度儀的PIC16C57采集后傳給測(cè)控分機(jī)，在測(cè)控分機(jī)中查表可得到對(duì)應(yīng)的濕度值。這樣既做到了溫濕度儀和測(cè)控分機(jī)的數(shù)字量傳輸，又省掉了A/D轉(zhuǎn)換電路，保證了濕度檢測(cè)的精度。 風(fēng)機(jī)控制器的功能相當(dāng)于多繼電器開(kāi)關(guān)電路，它根據(jù)測(cè)控分機(jī)的信號(hào)決定繼電器的開(kāi)合，以達(dá)到控制風(fēng)機(jī)起停的目的。 上位機(jī)選用普通的Pc兼容機(jī)，Pc機(jī)的軟件選用面向?qū)ο蟮拈_(kāi)發(fā)語(yǔ)言Delphi來(lái)完成。其主要功能是

8、處理測(cè)控分機(jī)發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)并根據(jù)處理結(jié)果向測(cè)控分機(jī)發(fā)送控制命令，存儲(chǔ)所有被測(cè)點(diǎn)的歷史數(shù)據(jù)和根據(jù)需要顯示、打印某些被測(cè)點(diǎn)的測(cè)量值和參數(shù)變化曲線等功能。 本系統(tǒng)由于采用電力線這一廣泛應(yīng)用的資源作為通信信道，不需重新鋪設(shè)通信電纜，不但施工量小、投資省，而且維修方便；由于對(duì)現(xiàn)有糧情測(cè)控系統(tǒng)的溫、濕度檢測(cè)電路進(jìn)行了改進(jìn)，使它們?cè)谶€采用原來(lái)的價(jià)廉傳感器的情況下提高了穩(wěn)定性和準(zhǔn)確度；由于運(yùn)用89系列單片機(jī)對(duì)測(cè)控主機(jī)和測(cè)控分機(jī)進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，使它