中心論題：

• RS485總線的溫濕度監控係統的局限性。
• 新型溫濕度智能監控係統硬件係統的設計與實現。
• 溫濕度監控儀的工作原理。
• 濕度監控係統軟件部分包括五大部分功能模塊。

• 模塊化設計適於多種不同場合的多庫點分布式遠程溫濕度智能監控係統。
• 增加了主電源/後備電源雙電源引腳在主電源掉電的情況下由蓄電池工作繼續保存時間信息以及數據。
• 最新單線數字溫度傳感器把溫度信號直接轉換成串行數字信號供微機處理。

引言
現在有很多大型企業單位擁有多個庫房分散在不同的地點

，不利於統一管理；如何利用已得到廣泛應用的以太網改造傳統的基於RS485總線的溫濕度監控係統，以組建大範圍遠程分布式[1]溫濕度監控係統成為一個迫切需要解決的課題。在此，本文提出了一種便於安裝
、不必重新布線


、基ji於yu現xian有you以yi太tai網wang的de遠yuan程cheng分fen布bu式shi溫wen濕shi度du智zhi能neng監jian控kong係xi統tong，文wen中zhong詳xiang細xi介jie紹shao了le係xi統tong的de整zheng體ti組zu成cheng結jie構gou和he工gong作zuo原yuan理li。該gai係xi統tong采cai用yong了le模mo塊kuai化hua設she計ji，可ke以yi稍shao加jia裁cai剪jian改gai造zao為wei適shi於yu多duo種zhong不bu同tong場chang合he的de多duo庫ku點dian分fen布bu式shi遠yuan程cheng溫wen濕shi度du智zhi能neng監jian控kong係xi統tong。
　    
硬件係統的設計與實現
a  係統整體組成
每個溫濕度監控儀由單片機、溫度傳感器、濕度傳感器、DS1302、LED數碼管顯示模塊、地址撥碼模塊、外部存儲器
、蜂鳴器、空調機
、除濕機、加濕機等組成。128個具有獨立地址的溫濕度監控儀通過RS485總線並聯在一起，再通過一個RS485轉TCP/IP協議轉換器可直接與微機之間進行網絡通訊從而組成一個單元溫濕度監控係統（單元溫濕度監控係統結構圖見圖1）。

可根據實際情況由若幹單元溫濕度監控係統通過集線器組成一個完整的遠程分布式溫濕度智能監控係統（係統整體結構圖見圖2）。
　
b 具體溫濕度監控儀的組成與實現
由AT89C52外加時鍾模塊
、測溫度模塊、測濕度模塊、LED顯示模塊、外部存儲模塊
、地址模塊、空調機、加濕機
、除濕機驅動模塊等組成一個具體的溫濕度監控儀。
 
MCU模塊
每個溫濕度監控儀采用了美國ATMEL公司的8位單片機AT89C52；片內含8K Bytes的可反複擦寫的隻讀程序存儲器和256 Bytes 的隨機存取數據存儲器。

時鍾模塊
DS1302增加了主電源/後hou備bei電dian源yuan雙shuang電dian源yuan引yin腳jiao，同tong時shi提ti供gong了le對dui後hou備bei電dian源yuan進jin行xing涓juan細xi電dian流liu充chong電dian的de能neng力li
，以yi便bian在zai主zhu電dian源yuan掉diao電dian的de情qing況kuang下xia由you蓄xu電dian池chi工gong作zuo能neng繼ji續xu保bao存cun時shi間jian信xin息xi以yi及ji數shu據ju。DS1302與CPU的連接僅需要三條線，即SCLK
、I/O
、RST；在控製指令字輸入後的下一個SCLK時鍾的上升沿時數據被寫入DS1302，數據輸入從低位即位0開始。同樣，在緊跟8位的控製指令字後的下一個SCLK脈衝的下降沿讀出DS1302的數據[2]。

測溫度模塊
DS18B20[3]是DALLAS公司的最新單線數字溫度傳感器
，可把溫度信號直接轉換成串行數字信號供微機處理；在本係統中DS18B20的分辨率設定為12位
；故實際溫度=溫度整數部分+溫度小數部分*0.0625。
　
測濕度模塊
HS1101在電路中等效於一個電容器
，其電容隨所測空氣的相對濕度增大而增大；具有極好的線性輸出，在相對濕度為（0-100）%RH的範圍內，其誤差不大於±2%RH；年漂移量0.5%RH/年，響應時間小於5S[4]。
　
將該濕敏電容置於555振蕩電路中

，將電容值的變化轉為與之呈反比的電壓頻率信號，可直接被計算機所采集[5]。
　　
LED顯示模塊
由一片SN74LS145N芯片驅動10個LED數碼關組成顯示模塊來同步顯示溫度值
、濕度值與當前時間。
　
外部存儲模塊
　　外部存儲模塊采用ATMEL公司的容量為64K字節的24C512芯片
，利用I2C總線進行讀寫操作
，可存儲6520條曆史數據紀錄。
　
地址模塊
　　由8位撥碼管組成地址撥碼模塊，利用8421編碼的方法來確定每個溫濕度儀的地址。
　
c 單元溫濕度監控係統通訊模塊
RS485轉TCP/IP協xie議yi轉zhuan換huan器qi主zhu要yao負fu責ze串chuan口kou數shu據ju幀zhen和he以yi太tai網wang數shu據ju幀zhen之zhi間jian的de相xiang互hu轉zhuan換huan和he發fa送song。處chu理li器qi接jie收shou到dao以yi太tai網wang數shu據ju包bao後hou
，先xian按an某mou種zhong排pai隊dui規gui則ze對dui數shu據ju包bao排pai隊dui
，數shu據ju按an一yi定ding順shun序xu放fang在zai緩huan衝chong區qu中zhong，當dang到dao達da一yi定ding限xian度du時shi，內nei部bu的de數shu據ju處chu理li芯xin片pian開kai始shi處chu理li數shu據ju幀zhen

，然ran後hou以yi串chuan口kou數shu據ju幀zhen的de形xing式shi發fa送song出chu去qu。反fan之zhi，當dang有you串chuan口kou數shu據ju到dao達da時shi，轉zhuan換huan器qi把ba串chuan口kou數shu據ju幀zhen轉zhuan化hua為wei以yi太tai網wang數shu據ju幀zhen，其qi處chu理li過guo程cheng是shi類lei似si的de
，兩liang個ge處chu理li過guo程cheng互hu為wei逆ni過guo程cheng[6]。
　
溫濕度監控儀工作原理
上電初始化，根據板子的撥碼開關的狀態讀取並保存溫濕度儀地址；讀取存在外存中的上次已設置好的溫濕度上下限的曆史值和保存的采樣間隔曆史值。然後，進入主循環中
，根據采樣間隔時間
，將溫度、濕度、等數據存入外存

，點亮LED數碼管顯示當前時間、溫度、濕度，並根據已設置好的溫濕度上下限值來確定是否驅動蜂鳴器報警且控製空調機
、加濕機

、除濕機工作進行溫濕度控製調節[7]（溫濕度上下限控製示意圖見圖3）。係統有良好的交互性能
，利用中斷可在線隨時設置時間校正值、溫濕度上下限值

、采樣間隔時間值、溫濕度校正值並將這些數據存到外存中
；可在線提取當前溫濕度數據和溫濕度儀狀態等數據；可由相應指令提取根據采樣間隔已存在外存中的曆史溫濕度數據。
　　
微機發送的指令格式為：FF+從機地址+指令碼+shuju，erwenshidukongzhiyizaizhongduanchengxuzhongkegenjuguangbodecongjidizhishifouyuzijidedizhipipeilaijieshouzhiling
，binggenjuzhilingzuoxiangyingdedongzuoshezhishijianxiaozhengzhi
、溫濕度上下限值、采樣間隔時間值、溫濕度校正值並將這些數據存到外存中以防斷電遺失。
　　
PC機軟件設計
本溫濕度監控係統軟件部分包括以下五大部分功能模塊：
　　
一
、係統設置：（1）設置溫濕度上下限
、日期
、采樣間隔
、接口轉換器參數等


；（2）用戶密碼修改、係統用戶信息管理；（3）庫房單位管理

、溫濕度儀管理。
　　
二
、提取數據：（1）係統用戶隨時提取溫度、濕度的曆史數據並存入係統數據庫；（2）係統用戶隨時提取溫度、濕度的當前數據和溫濕度當前工作狀態。
　　
三、數據采集與分析：（1）對溫度、濕度數據的采集；（2）對當前數據的分析。
　　
四、數據查詢與分析：按年、按月
、按日對已有數據查詢
，並對查詢結果進行分析，以表格或者曲線的方式顯示。
　　
五、數據備份與恢複：完成對數據庫中的曆史數據進行備份及恢複操作。
 
圖3  溫濕度上下限控製示意圖
　　
結束語
本係統靈活性、交互性較強
，可在線根據需要隨時設置溫濕度上下限值
、采樣間隔、校正值等參數；xitongshejikaifaguochengzhongchongfenyunyongleruanyingjianxietongshejidesixiang
，gebufenjinliangcaiyongmokuaihuasheji，keyishaojiacaijiangaizaoweishiyuduozhongbutongchanghededuokufangfenbushiyuanchengwenshiduzhinengjiankongxitong。xitongyitourushijiyunxing
，wendingkekao、實時性強且充分利用現有網絡
，利於傳統的基於RS485溫濕度監控係統快速改造為大範圍分布式遠程溫濕度智能監控係統
，取得了較好的社會經濟效益。