基于labview的溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)

1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于labview的糧倉溫濕度檢測系統(tǒng)院 別控制工程學(xué)院專業(yè)名稱 測控技術(shù)與儀器班級(jí)學(xué)號(hào) 5090914學(xué)生姓名 廖訢凱指導(dǎo)教師 宋愛娟2013年6月13日 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 II 頁基于labview的溫濕度檢測系統(tǒng)摘 要隨著科技的不斷發(fā)展，測控技術(shù)愈加的自動(dòng)化，智能化，數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化。計(jì)算機(jī)和儀器的密切結(jié)合是目前儀器發(fā)展的一個(gè)重要方向，美國NI公司研制開發(fā)的labview虛擬儀器具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，擁有良好的人機(jī)設(shè)計(jì)界面，能夠充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的功能，可以創(chuàng)造出功能強(qiáng)大的儀器，實(shí)現(xiàn)普通儀器所不能實(shí)現(xiàn)的功能。隨著氣象事業(yè)的逐步發(fā)展，氣象要素的數(shù)據(jù)測量也

2、步入自動(dòng)化。溫度和濕度是兩個(gè)重要環(huán)境參數(shù)，直接影響到糧食的儲(chǔ)存，因此有必要對其進(jìn)行時(shí)時(shí)的檢測，本設(shè)計(jì)借助虛擬儀器技術(shù)的易開發(fā)、靈活性強(qiáng)和使用方便等優(yōu)點(diǎn)，將其和傳統(tǒng)測量系統(tǒng)結(jié)合起來，基于labview 軟件設(shè)計(jì)出可以采集多路溫度和多路濕度信號(hào)的溫濕度檢測系統(tǒng)，具有溫濕度數(shù)據(jù)顯示、波形顯示、溫濕度超限報(bào)警等功能，并且操作簡單。本系統(tǒng)采用溫濕度傳感器，將所采集到的溫度和濕度，經(jīng)過變換，轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)送入數(shù)據(jù)采集卡中，再通過RS-485接入計(jì)算機(jī)中，在計(jì)算機(jī)軟件的支持下，完成自動(dòng)采集自動(dòng)處理等功能。關(guān)鍵詞：labview，溫濕度，檢測the detection system Based on labv

3、iew of the temperature and humidity Author：Li ao Xinkai Tutor：Song AijuanAbstractWith the continuous development of science and technology, measurement and control technology increasingly automation, intelligent, digital and network. The closely combining of instrument and computer is currently an i

4、mportant direction，The labview which United States NI company research and develop has the powerful data processing ability, have a good man-machine interface design, can give full play to the function of the computer, can create a powerful instrument, realize functions that common instrument cant.W

5、ith the gradual development of the meteorological service, meteorological data measurement also into automation. Temperature and humidity are two important environmental parameter, directly affect the food store, Therefore it is necessary to carry out their every test, This design by means of the vi

6、rtual instrument technology is easy development, flexibility and easy to use, and we combine it and the traditional measurement . Based on labview software designed temperature and humidity detection system With temperature and humidity data display, waveform display, temperature and humidity transf

7、inite alarm, and other functions, which can acquisite multichannel temperature signal and multiple humidity signal and is easy to operate.The system which uses the temperature and humidity sensor, will convert the temperature and humidity signal collected into a voltage signal and sent it to the dat

8、a acquisition card.Key Words: labview, Temperature and humidity, detection 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 39 頁目 錄1 緒 論22 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)52.1系統(tǒng)功能52.2 系統(tǒng)組成框圖63下位機(jī)設(shè)計(jì)73.1 器件的選擇73.1.1 DS18B20溫度傳感器73.1.2. 濕度傳感器HS1101介紹143.1.3數(shù)據(jù)采集卡153.1.4 RS-485接口183.2設(shè)計(jì)思路203.3調(diào)理電路設(shè)計(jì)214上位機(jī)程序設(shè)計(jì)224.1登陸界面224.2 基于LabVIEW的數(shù)據(jù)采集及存儲(chǔ)234.3超限報(bào)警275程序的調(diào)

9、試305.1 程序的運(yùn)行305.2程序調(diào)試技術(shù)30致 謝32參考文獻(xiàn)331 緒 論1.1 設(shè)計(jì)的背景及目的伴隨著以計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)為代表的信息技術(shù)的快速發(fā)展，基于計(jì)算機(jī)軟件平臺(tái)的測量系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)中，“軟件就是儀器”的思想得到廣泛的認(rèn)同和實(shí)踐。美國國家儀器公司(National Instruments,NI)提供的虛擬儀器·程序設(shè)計(jì)語言LabVIEW，已經(jīng)成為開發(fā)測量控制系統(tǒng)的重要工具，在各個(gè)領(lǐng)域得到了普遍的應(yīng)用【1】。 虛擬儀器的主要特點(diǎn)有：盡可能采用通用的硬件，各種儀器的差異主要是軟件；可充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的能力，有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能，可以創(chuàng)造出功能強(qiáng)大的儀器；用戶可以根據(jù)自己

10、的需要定義和制造各種儀器，并且購置費(fèi)用低、可重復(fù)利用；技術(shù)更新非常快、開發(fā)與維護(hù)費(fèi)用較低、系統(tǒng)開放、方便與外設(shè)、網(wǎng)絡(luò)連接。隨著氣象事業(yè)的逐步發(fā)展，氣象要素的數(shù)據(jù)測量也步入自動(dòng)化。傳統(tǒng)的氣象要素測量系統(tǒng)體積龐大，所需要的硬件設(shè)備較多，使用時(shí)受人員、地點(diǎn)、空間等諸多因素的影響較大。而且這類測量系統(tǒng)和傳統(tǒng)儀器一樣，功能、作用都由生產(chǎn)商在生產(chǎn)時(shí)定義好，一旦成型，用戶就無法在使用過程中根據(jù)自身的需要對儀器的功能和作用進(jìn)行重新定義。而如果借助虛擬儀器技術(shù)的易開發(fā)、靈活性強(qiáng)和使用方便等優(yōu)點(diǎn)，將其和傳統(tǒng)測量系統(tǒng)結(jié)合起來，來完成氣象要素的數(shù)據(jù)采集和處理功能，還可以根據(jù)用戶自身的需要來對系統(tǒng)的功能和作用進(jìn)行自我定

11、義和修改，節(jié)省了大量的人力、物力，使得對于氣象要素的數(shù)據(jù)采集和處理變得更加簡單、方便。糧食在存儲(chǔ)期間，由于環(huán)境、氣候和通風(fēng)條件等因素的變化，糧倉內(nèi)的溫度或濕度會(huì)發(fā)生異常，這極易造成糧食的腐爛或發(fā)生蟲害。同時(shí)糧倉中糧食儲(chǔ)存質(zhì)量還受到糧倉中氣體、微生物以及其他蟲害等因素的影響。為保證糧食倉庫具有一個(gè)正常的溫濕環(huán)境，有必要對倉內(nèi)溫度，包括糧食里面的溫濕度進(jìn)行監(jiān)測，所以設(shè)計(jì)出一個(gè)簡單方便的溫濕度檢測系統(tǒng)具有十分重要的意義。1.2 研究現(xiàn)狀20世紀(jì)70年代，因?yàn)閭€(gè)人電腦技術(shù)的出現(xiàn)，人們開始考慮用電報(bào)來處理傳統(tǒng)儀器測試的數(shù)據(jù)，同時(shí)GPIB技術(shù)也發(fā)展起來，促進(jìn)了IEEE488.2標(biāo)準(zhǔn)的誕生；20世紀(jì)80年代

12、，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，計(jì)算機(jī)主板上有多個(gè)擴(kuò)展槽，并出現(xiàn)了插在計(jì)算機(jī)里的數(shù)據(jù)采集卡，這樣的系統(tǒng)已經(jīng)可以進(jìn)行一些簡單的數(shù)據(jù)采集工作，將采集到的數(shù)據(jù)直接由計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行處理，這就是虛擬儀器技術(shù)的雛形；20世紀(jì)90年代，計(jì)算機(jī)總線速度進(jìn)一步提高，PCI總顯得數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)到了132Mbps，1996年底，NI在PCI數(shù)據(jù)總線的基礎(chǔ)上提出了第一代PXI(PCI eXtensions for Instrumentation )系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)范。到21世紀(jì)初，全球已有超過25000用戶在使用虛擬儀器技術(shù)，其中不乏國際知名的大公司，像Nokia、Simens、Tektronix等。在世界財(cái)富500強(qiáng)中的制

13、造業(yè)廠商，95%都采用了虛擬儀器技術(shù)。虛擬儀器在國內(nèi)外發(fā)展都很快，以美國NI公司為代表的很多企業(yè)都已已經(jīng)推出了基于虛擬儀器設(shè)計(jì)的儀器產(chǎn)品。同時(shí)在國內(nèi)外虛擬儀器都是相關(guān)理工科大學(xué)生的必須要學(xué)習(xí)的一門課。近幾年來，世界各大虛擬儀器公司開發(fā)了很多虛擬儀器開發(fā)平臺(tái)軟件，供使用者組建適合自己的虛擬儀器以及測試系統(tǒng)。其中尤其以美國NI公司的LabVIEW和Labwindows/CVI開發(fā)最早且最具影響力。LabVIEW采用的是圖形化編程方案，是非常實(shí)用的開發(fā)軟件；Labwindows/CVI是采用C語言進(jìn)行編程的、在Windows環(huán)境下的標(biāo)準(zhǔn)ANSIC開發(fā)軟件。除了上述幾種軟件，還有美國HP公司開發(fā)的H-

14、VEE和HPTIG軟件，美國Tektronix公司開發(fā)的Ez-Test和Tek-TNS軟件，以及美國 HEM Data公司開發(fā)的Sanp-Master軟件，都是國際上公認(rèn)的非常優(yōu)秀虛擬儀器開發(fā)軟件。當(dāng)今虛擬儀器的系統(tǒng)開發(fā)采用的總線包括GPIB通用接口總線、傳統(tǒng)的RS-232串行總線、RS-485串行總線、VXI總線，以及USB總線等。世界各國的公司，特別是美國的NI公司，為了使虛擬儀器能適應(yīng)各種總線的配置，開發(fā)了大量的軟件和適應(yīng)要求的硬件，從而可以使使用者靈活地組建各種各樣的不同復(fù)雜程度的虛擬儀器自動(dòng)測控系統(tǒng)。虛擬儀器的開發(fā)公司，在測量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理、表達(dá)模式及其變換方面不斷地改革和創(chuàng)新，發(fā)布

15、了各種軟件，建立了開發(fā)工具庫和數(shù)據(jù)處理的高級(jí)分析庫，進(jìn)一步擴(kuò)大了虛擬儀器的功能。隨著微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，虛擬儀器將逐步取代傳統(tǒng)儀器而成為測試儀器的主流。據(jù)專家預(yù)測，到2015年我國有70%的儀器為虛擬儀器。虛擬儀器將在航天、通信、醫(yī)療、電力、石油、鐵路等行業(yè)普及及應(yīng)用。1.3 論文構(gòu)成及研究內(nèi)容本文重點(diǎn)介紹了利用LabVIEW開發(fā)環(huán)境設(shè)計(jì)上位機(jī)的檢測界面，溫濕度傳感器通RS-485串行總線與采集板卡相連接介入上位機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)對糧倉內(nèi)溫濕度的檢測。本文主要進(jìn)行以下幾方面的工作： 1、論述了智能溫濕度檢測系統(tǒng)的課題目的及意義，智能溫度檢測系統(tǒng)的國內(nèi)外發(fā)展概況及本論文的主要內(nèi)容。2、溫濕度檢測系統(tǒng)

16、的設(shè)計(jì)思路及方案，對系統(tǒng)軟件開發(fā)平臺(tái)進(jìn)行選擇。3、 糧倉溫濕度檢測系統(tǒng)軟件整體設(shè)計(jì)方案，及上位機(jī)和下位機(jī)的設(shè)計(jì)過程。4、對所做工作進(jìn)行了總結(jié)，對未來的研究作了展望。2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)本論文設(shè)計(jì)開發(fā)的是基于LabVIEW的糧倉溫濕度檢測系統(tǒng)，根據(jù)從總體到局部的設(shè)計(jì)原則，通過對系統(tǒng)功能的分析，將整個(gè)系統(tǒng)分解為實(shí)現(xiàn)不同功能的幾個(gè)部分，然后分別對每個(gè)部分進(jìn)行設(shè)計(jì)。為了能夠?qū)崿F(xiàn)溫濕度檢測系統(tǒng)所提出的各項(xiàng)具體的功能，可以將整個(gè)系統(tǒng)分解為上位機(jī)和下位機(jī)兩個(gè)部分:上位機(jī)為裝有LabVIEW2010軟件的PC機(jī)，下位機(jī)為采集卡及外圍電路組成的小系統(tǒng)。兩個(gè)部分是通過RS-485串口進(jìn)行通信的。其中下位機(jī)部分主要

17、完成溫濕度信號(hào)的采集以及溫濕度數(shù)據(jù)的輸出;上位機(jī)部分完成對硬件的驅(qū)動(dòng)，溫濕度數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)，溫濕度超限報(bào)警及人機(jī)交互操作界面的生成。2.1系統(tǒng)功能傳統(tǒng)的氣象要素測量系統(tǒng)體積龐大，所需要的硬件設(shè)備較多，使用時(shí)受人員、地點(diǎn)、空間等諸多因素的影響較大。而且這類測量系統(tǒng)和傳統(tǒng)儀器一樣，功能、作用都由生產(chǎn)商在生產(chǎn)時(shí)定義好，一旦成型，用戶就無法在使用過程中根據(jù)自身的需要對儀器的功能和作用進(jìn)行重新定義，另外這類測量系統(tǒng)與其它儀器設(shè)備的連接也十分有限，并且圖形界面較小，人工讀取數(shù)據(jù)信息量很小，數(shù)據(jù)無法編輯、存儲(chǔ)，同時(shí)系統(tǒng)封閉、可擴(kuò)展性差，技術(shù)更新速度慢，開發(fā)和維護(hù)費(fèi)用較高?；谝陨蟼鹘y(tǒng)儀器的缺點(diǎn)，本

18、論文設(shè)計(jì)了一個(gè)基于LabVIEW的糧倉溫濕度檢測系統(tǒng)。此溫度檢測系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)以下功能：1、采集卡與PC機(jī)的串口通信，能及時(shí)地將溫度數(shù)據(jù)傳給PC機(jī)，并將在上位機(jī)界面行程曲線，直觀的表現(xiàn)溫濕度變化。2、檢測參數(shù)的顯示:如測試時(shí)間、設(shè)定溫濕度、當(dāng)前溫濕度等，當(dāng)溫濕度超出某個(gè)范圍進(jìn)行報(bào)警等。3、溫濕度實(shí)時(shí)監(jiān)測曲線顯示，而且具有數(shù)字顯示和波形圖顯示。4、測試結(jié)果的數(shù)據(jù)保存：用戶可以將采集到的溫濕度數(shù)據(jù)的一部分或者全部保存在Excel表格中，方便查詢和打印。2.2 系統(tǒng)組成框圖溫濕度傳感器開發(fā)軟件計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集卡測試對象溫度數(shù)據(jù)傳輸濕度傳感器把被測量的物理量轉(zhuǎn)換為電量；信號(hào)調(diào)理電路對傳感器轉(zhuǎn)換的電信號(hào)進(jìn)行

19、放大、濾波、隔離等預(yù)處理；數(shù)據(jù)采集卡采集信號(hào)調(diào)理電路的電壓信號(hào)，轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能處理的數(shù)字信號(hào)；通過數(shù)據(jù)采集卡驅(qū)動(dòng)程序，將數(shù)字信號(hào)讀入計(jì)算機(jī)，再由LabVIEW編寫上位機(jī)界面。3下位機(jī)設(shè)計(jì)3.1 器件的選擇3.1.1 DS18B20溫度傳感器1簡介繼美國DALLAS半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的DS1820傳感器之后，該公司又推出了一種新型數(shù)字式溫度傳感器DS18B20，這是一種最新的數(shù)字化單總線器件7,8，它是一種改進(jìn)型數(shù)字溫度傳感器，基于最新一代適配微處理器而制造的，較之于傳統(tǒng)的熱敏電阻，該類傳感器可以直接讀取溫度值，并可通過一定的編程實(shí)現(xiàn)912位數(shù)字讀數(shù)，其次讀寫信息可通過單總線來完成，方便快捷，另外，

20、DS18B20可以直接由其懸掛的總線供電，而無需外加電源，從而使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單化，也增加了其可靠性。DS18B20單總線獨(dú)特及其經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，便于用戶組建所需的傳感器網(wǎng)絡(luò)，使得測量系統(tǒng)有了全新的構(gòu)建方式。DS18B20數(shù)字溫度傳感器支持單總線接口，能夠?qū)崿F(xiàn)-55+125的溫度測量范圍，并且在-10+85范圍內(nèi)，測量誤差為±0.5。并且可單獨(dú)設(shè)定實(shí)際系統(tǒng)的分辨率，并不論斷電與否，均能保存在EEPROM中，現(xiàn)場溫度的測量以單線總線數(shù)字方式傳輸，即溫度的測量值通過串行通訊的方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。因此DS18B20數(shù)字式溫度傳感器能夠應(yīng)用于復(fù)雜惡劣的環(huán)境中溫度的測量，如地下實(shí)驗(yàn)監(jiān)

21、測、生產(chǎn)線溫度檢測控制和家用電器的溫度控制，因此廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事等的溫度測量控制領(lǐng)域。2. 技術(shù)性能描述DS18B20有以下幾點(diǎn)特點(diǎn)：獨(dú)特的單線總線接口方式：DS18B20與上位機(jī)連接時(shí)可通過一條傳輸線路實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)傳輸。可通過數(shù)據(jù)線供電，供電電壓容許范圍大，為+3.0+5.5V，也可選用外部+5V供電。實(shí)際工作過程中，不需要添加外圍器件。用戶可自行設(shè)定溫度報(bào)警上下限值，其值是非易失性的?？蓽y溫度范圍為-55+125，測溫分辨率為0.5（-10+85），2（-55+125）。負(fù)壓特性，電源反接時(shí)能夠自動(dòng)保護(hù)DS18B20不會(huì)被燒毀，此時(shí)的芯片無法正常工作。轉(zhuǎn)換速度快，效率高，可在93.

22、75ms內(nèi)完成9位溫度轉(zhuǎn)換?？蓪?shí)現(xiàn)多點(diǎn)測溫，多個(gè)DS18B20溫度傳感器可并聯(lián)在唯一的三線上。適用于各種微處理器和上位機(jī)系統(tǒng)。內(nèi)含64位的只讀存儲(chǔ)ROM，每片DS18B20出廠前就有唯一的產(chǎn)品序號(hào)。大型測溫系統(tǒng)，單線上可掛接多片DS18B20傳感器。3.DS18B20引腳DS18B20有兩種封裝形式9。一種是采用3腳PR35封裝，另一種是8腳SOIC封裝。本系統(tǒng)采用PR3三腳封裝，管腳排列與封裝如圖3-1所示： 圖3-1 DS18B20的引腳和封裝1腳GND:地2腳I/O：數(shù)據(jù)輸入/輸出端(即單線總線)，屬于漏極開路輸出。外接上拉電阻后，常態(tài)下成高電平。3腳VDD:電源端，為可供選用的外部+5

23、V電源端，不用時(shí)接地。4.DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如下圖3-2所示，主要由7個(gè)部分組成：寄生電源；溫度傳感器；64位激光ROM與單線接口；高速暫存器，即便筏式RAM,用于存放中間數(shù)據(jù)；TH觸發(fā)寄存器和TL觸發(fā)寄存器，用來存儲(chǔ)用戶自行設(shè)定的溫度上下限值；存儲(chǔ)器和控制邏輯；8位CRC（循環(huán)冗余校驗(yàn)碼）發(fā)生器。 圖3-2 DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖64位光刻ROM，結(jié)構(gòu)如下8位CRC編碼48位產(chǎn)品序列號(hào)8位產(chǎn)品系列號(hào)MSB LSB MSB LSB MSB LSB光刻ROM中的64位序列號(hào)中高8位是CRC校驗(yàn)碼，接著是48位的產(chǎn)品序列號(hào)，低8位是產(chǎn)品類型的編號(hào)。這64位序

24、列號(hào)是傳感器DS18B20的地址序列碼，在出廠前已經(jīng)被刻錄好，每個(gè)DS18B20傳感器的地址是不一樣的，這樣就可以使得多個(gè)DS18B20采用一線總線進(jìn)行通信。非易失性溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL，主要作用是在系統(tǒng)控制中利用軟件設(shè)置用戶需要的溫度報(bào)警上下限。高速暫存寄存器 DS18B20的內(nèi)部存儲(chǔ)器包含有一個(gè)高速暫存RAM和一個(gè)非易失性的E2RAM,用來存儲(chǔ)TH和TL，寫入RAM的數(shù)據(jù)在校驗(yàn)結(jié)束后傳入E2RAM。配置寄存器的作用是確定溫度值的數(shù)字轉(zhuǎn)換分辨率，位于高速暫存器中的第5個(gè)字節(jié)，DS18B20溫度傳感器工作時(shí)將溫度轉(zhuǎn)換為相應(yīng)精度的數(shù)值，該轉(zhuǎn)換過程是按照配置寄存器中的分辨率進(jìn)行的。TM測試模式

25、位為這一字節(jié)中的最高位，用來設(shè)置該傳感器的模式是在工作模式還是在測試模式。第7、6位R0、R1作為分辨率設(shè)置位，決定溫度轉(zhuǎn)換的精度位數(shù)，0011模式分別表示分辨率為912位，所需要的溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)間隨設(shè)定的分辨率的提高而延長，實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)該綜合權(quán)衡考慮分辨率和轉(zhuǎn)換時(shí)間。高速暫存器由9個(gè)連續(xù)的字節(jié)組成的，分配如下表所示溫度低位溫度高位THTL配置保留保留保留8位CRCLSB MSB 前兩位用來存放當(dāng)前溫度的測量值，溫度的低8位是第一個(gè)字節(jié)，溫度的高8位是第二個(gè)字節(jié)，緊接著后面兩個(gè)是TH、TL位為溫度易失性的備份，三個(gè)保留位是系統(tǒng)計(jì)算所用，最后一個(gè)字節(jié)CRC校驗(yàn)所用，用來保證通信正確。 當(dāng)溫度傳感

26、器DS18B20接收到溫度轉(zhuǎn)換命令后就開始啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換后的溫度值以16位二進(jìn)制補(bǔ)碼形式存儲(chǔ)于高速寄存器的前兩個(gè)字節(jié)中。該溫度值通過單總線接口傳到單片機(jī)中。DS18B20溫度傳感器完成溫度轉(zhuǎn)換后，就把測得的溫度值與TH和TL作比較，如果出現(xiàn)T大于TH或T小于TL，則將告警標(biāo)志位置位，并對主機(jī)發(fā)出的告警搜索命令做出響應(yīng)。從而，多只DS18B20溫度傳感器可以同時(shí)測量溫度并進(jìn)行告警搜索。CRC的產(chǎn)生 循環(huán)冗余校驗(yàn)碼CRC在64位光刻ROM的最高字節(jié)，主要用來實(shí)現(xiàn)串行通信中的數(shù)據(jù)校驗(yàn)，主機(jī)根據(jù)ROM的前56位算出CRC值，然后比較傳感器中的CRC值，判斷接收的數(shù)據(jù)是否正確。5.DS18B20的控制方

27、法 DS18B20在硬件上與單片機(jī)的連接方法有兩種10，一種是采用寄生電源供電，這時(shí)的傳感器DS18B20的VDD和GND接地，它的 I/O口與單片機(jī)任意一個(gè)I/O口相連，還要接一個(gè)值為4.7K的上拉電阻。DS18B20從單線信號(hào)線上汲取能量，當(dāng)I/O端口為高電平時(shí)，能量存儲(chǔ)于內(nèi)部電容里。信號(hào)線I/O為低電平時(shí)，消耗電容上的能量，等到高電平到來寄生電源電容再次被供電。另外一種是采用外部電源供電，DS18B20的VDD接外部電源，GND接地，I/O口連接單片機(jī)的I/O口，而此時(shí)注意電源電流一定是足夠的，也可以保證轉(zhuǎn)換精度，而且在理論上，總線可接任意多個(gè)DS18B20傳感器，組成多點(diǎn)測溫系統(tǒng)。 比

28、較兩種工作方式，寄生電源工作方式：無需本地電源，在無常規(guī)電源的條件下也可以讀取ROM；電路簡潔，只用一根I/O口就能實(shí)現(xiàn)測溫。但是這種方式下，I/O線必須要能夠保證在溫度轉(zhuǎn)換期間有足夠的能量，電流達(dá)到1mA, 當(dāng)多個(gè)溫度傳感器掛接在一根I/O線上進(jìn)行多點(diǎn)測溫時(shí)，光靠4.7K上拉電阻不能提供所需能量，使得DS18B20不能進(jìn)行精確地溫度轉(zhuǎn)換，因而會(huì)造成無法轉(zhuǎn)換溫度或者造成很大的溫度誤差，綜上所述，寄生電源供電方式只適合于單一溫度傳感器測溫情況，不適合采用電池供電系統(tǒng)中，并且工作電源必須保證在5V,否則會(huì)造成較大的溫度誤差。外部電源供電方式：這是DS18B20的最佳工作方式，穩(wěn)定性好，可靠性高，抗

29、干擾能力強(qiáng)，且電路簡單，溫度測量精度高，可開發(fā)出穩(wěn)定可靠的多點(diǎn)溫度監(jiān)測系統(tǒng)。分析比較，本系統(tǒng)采用外部電源供電方式。DS18B20有六條控制命令，其功能分為兩類：溫度轉(zhuǎn)換命令和存儲(chǔ)器命令。如表3-1所示：表3-1 DS18B20的功能命令命令描述約定代碼 總線響應(yīng)溫度轉(zhuǎn)換命令溫度轉(zhuǎn)換啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換44H主機(jī)發(fā)出命令后，若讀時(shí)隙中讀到0，則表示溫度正在轉(zhuǎn)換，若為1，說表示轉(zhuǎn)換結(jié)束存儲(chǔ)器命令讀SRAM從SRAM中讀取包括CRC在內(nèi)的全部字節(jié)BEH傳感器會(huì)從字節(jié)0開始輸出9個(gè)字節(jié)，其中包括CRC，如果不需要讀取全部9個(gè)字節(jié)，主機(jī)可以根據(jù)輸出復(fù)位脈沖終止當(dāng)前的讀操作寫SRAM向SRAM中的TH、TL和配置

30、寄存器中寫入數(shù)據(jù)4EH將需要的數(shù)據(jù)寫入SRAM的溫度報(bào)警上下限值和配置寄存器復(fù)制SRAM復(fù)制SRAM中的TH、TL和配置寄存器的值到E2PROM中48H將SRAM中的TH、TL和配置寄存器的值復(fù)制到E2PROM中，主機(jī)發(fā)出命令后，若隨后的讀時(shí)隙中讀到0，則表示復(fù)制正在進(jìn)行；若讀到1，表示復(fù)制結(jié)束回讀E2PROM從E2PROM中將TH、TL和配置寄存器的值回讀到SRAM中B8H 從E2PROM中將TH、TL和配置寄存器的值回讀到SRAM中，主機(jī)發(fā)出該命令后，若隨后讀時(shí)隙中讀到0，則表示回讀正在進(jìn)行；若讀到1，則回讀結(jié)束讀電源讀取DS18B20的供電方式B4H主機(jī)發(fā)出這個(gè)命令后，若隨后的讀時(shí)隙中讀

31、到0，則表示當(dāng)前使用的是寄生電源，若讀到1，則表示當(dāng)前使用的是外部供電CPU對DS18B20的訪問流程是先進(jìn)行初始化，然后再進(jìn)行ROM操作，最后才能執(zhí)行存儲(chǔ)器操作和數(shù)據(jù)操作。而傳感器DS18B20的每一部操作都必須嚴(yán)格保證它的工作時(shí)序和通信協(xié)議。6. DS18B20的測溫原理DS18B20的測溫原理如圖3-3所示：圖3-3 DS18B20的測溫原理圖DS18B20的測溫原理：圖中溫度對低溫度系數(shù)振蕩器的振蕩頻率影響不大，它產(chǎn)生的固定頻率的脈沖信號(hào)作為減法計(jì)數(shù)器1的脈沖輸入，高溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響變化明顯，產(chǎn)生脈沖信號(hào)送給減法計(jì)數(shù)器2。圖中計(jì)數(shù)門未標(biāo)出，DS18B20在計(jì)數(shù)門打開時(shí)

32、會(huì)對低溫度系數(shù)振蕩器的時(shí)鐘脈沖開始計(jì)數(shù)，以完成溫度采集，計(jì)數(shù)門的開啟時(shí)間由高溫度系數(shù)振蕩器控制。減法計(jì)數(shù)器1和溫度寄存器在測量前被預(yù)先置入一個(gè)-55所對應(yīng)的基數(shù)值，前者對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)實(shí)現(xiàn)減法計(jì)數(shù)，后者里的值在減法計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值減到0的時(shí)候加1，然后重新裝入減法計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值，重新開始對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)計(jì)數(shù)，循環(huán)下去直到減法計(jì)數(shù)器2計(jì)數(shù)到0，溫度寄存器停止累加，此時(shí)其中的值即為所測溫度值。斜率累加器的作用是補(bǔ)償以及修正測溫過程中的非線性，用來對減法計(jì)數(shù)器的預(yù)置值進(jìn)行修正。上述過程會(huì)一直重復(fù)到計(jì)數(shù)門關(guān)閉，直至溫度寄存器值成為被測溫度值。7.應(yīng)用范圍(1) 該產(chǎn)品適用

33、于冷凍庫，糧倉，儲(chǔ)罐，電訊機(jī)房，電力機(jī)房，電纜線槽等測溫和控制領(lǐng)域。(2) 軸瓦，缸體，紡機(jī)，空調(diào)，等狹小空間工業(yè)設(shè)備測溫和控制。(3) 汽車空調(diào)、冰箱、冷柜、以及中低溫干燥箱等。(4) 供熱/制冷管道熱量計(jì)量，中央空調(diào)分戶熱能計(jì)量和工業(yè)領(lǐng)域測溫和控制。8. DS18B20使用中的注意事項(xiàng)DS18B20具有體積小、精度高、測溫電路簡單、價(jià)格低廉、占用總線少等優(yōu)點(diǎn)，但是在實(shí)際使用中應(yīng)該注意幾個(gè)方面的問題11：需要比較復(fù)雜的軟件對較小的硬件開銷做補(bǔ)償，因?yàn)镈S18B20與微處理器間的數(shù)據(jù)傳送方式是串行方式，所以在對該傳感器讀寫編程時(shí)，一定要遵循嚴(yán)格的讀寫時(shí)序，否則會(huì)無法讀取測溫值。在使用高級(jí)語言如

34、PL/M、C等設(shè)計(jì)系統(tǒng)程序時(shí)，最好對傳感器操作部分采用匯編語言實(shí)現(xiàn)。多點(diǎn)測溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要特別注意，實(shí)際應(yīng)用中單總線上并非可以懸掛任意多個(gè)DS18B20溫度傳感器，一般來說，當(dāng)單總線上的溫度傳感器多于8個(gè)時(shí)，就需要考慮處理微處理器的總線驅(qū)動(dòng)問題。由于總線分布電容會(huì)使得信號(hào)波形產(chǎn)生畸變，用來連接DS18B20溫度傳感器的總線電纜有長度的限制。用DS18B20溫度傳感器進(jìn)行長距離測溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮總線分布電容和阻抗匹配問題。實(shí)際試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，采用普通信號(hào)電纜傳輸距離超過50m時(shí)，測溫?cái)?shù)據(jù)的讀取將發(fā)生錯(cuò)誤。而當(dāng)總線電纜為雙絞線帶屏蔽電纜時(shí)，正常通訊距離可達(dá)150m,通訊距離在采用每米絞合次數(shù)更

35、多的雙絞線帶屏蔽電纜時(shí)進(jìn)一步加長。 一般來說建議采用屏蔽4芯雙絞線測溫電纜，一對線接地和信號(hào)，另一對接電源和地線，屏蔽層在源端單點(diǎn)接地。重視DS18B20溫度傳感器的硬件連接和軟件設(shè)計(jì)，因?yàn)樵跍y溫程序設(shè)計(jì)時(shí)，當(dāng)某個(gè)傳感器接觸不好或者出現(xiàn)斷線時(shí)，讀程序?qū)]有返回信號(hào)。3.1.2. 濕度傳感器HS1101介紹濕度傳感器 HS1101/HS1100 基于獨(dú)特工藝設(shè)計(jì)的電容元件，這些相對濕度傳感器可以大批量生產(chǎn)?？梢詰?yīng)用于辦公自動(dòng)化、車廂內(nèi)空氣質(zhì)量控制、家電、工業(yè)控制系統(tǒng)等。在需要濕度補(bǔ)償?shù)膱龊纤部梢缘玫胶艽蟮膽?yīng)用。其特點(diǎn)：全互換性在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下不需校正；長時(shí)間飽和下快速脫濕； 可以自動(dòng)化焊接包括波峰

36、焊或水浸； 高可靠性與長時(shí)間穩(wěn)定性； 專利的固態(tài)聚合物結(jié)構(gòu)； 可用于線性電壓或頻率輸出回爐； 最大參數(shù)值Ta=25 除非特別標(biāo)定； 工作溫度 Ta -40100 ； 儲(chǔ)存溫度 Tstg -40125；其他各項(xiàng)參數(shù)值見表3.3,表3.4表3.3特征參數(shù) (Ta=25,10KHz,除非特別標(biāo)定)表3.4最大參數(shù)值 參數(shù)符號(hào)參數(shù)值單位工作溫度Ta-40100儲(chǔ)存溫度Tstg-40125供電電壓Vs10Vac濕度范圍RH0100%RH焊接時(shí)間T=260t10S特征參數(shù)符號(hào)MinTypMax單位濕度測量范圍RH1995供電電壓Vs510V標(biāo)稱電容55%RHC177180183pF溫度效應(yīng)Tcc0.04p

37、F/平均靈敏度(33%75%RH)C/%RH0.34pF/%RH漏電流Ix1nA恢復(fù)時(shí)間150小時(shí)結(jié)露tr10s遲滯+/-1.5%長時(shí)間穩(wěn)定性0.5%RH/yr反應(yīng)時(shí)間ta5S曲線精度（10%90%）+/-2%RH（Ta=25 除非特別標(biāo)定）3.1.3數(shù)據(jù)采集卡數(shù)據(jù)采集卡(DAQ)，是指從傳感器和其它待測設(shè)備等模擬和數(shù)字被測單元中自動(dòng)采非電量或者電量信號(hào),送到上位機(jī)中進(jìn)行分析,處理。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是結(jié)合基于計(jì)算機(jī)或者其他專用測試平臺(tái)的測量軟硬件產(chǎn)品來實(shí)現(xiàn)靈活的、用戶自定義的測量系統(tǒng)。 數(shù)據(jù)采集卡，即實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集(DAQ)功能的計(jì)算機(jī)擴(kuò)展卡，可以通過USB、PXI、PCI、PCI Express、

38、火線(1394)、PCMCIA、ISA、Compact Flash、485、232、以太網(wǎng)、各種無線網(wǎng)絡(luò)等總線接入個(gè)人計(jì)算機(jī)。1、數(shù)據(jù)采集卡的產(chǎn)生為了滿足IBM-PC機(jī)及其兼容機(jī)用于數(shù)據(jù)采集與控制的需要，國內(nèi)外許多廠商生產(chǎn)了各種各樣的數(shù)據(jù)采集板卡（或I/O板卡）。這類板卡均參照IBM-PC機(jī)的總線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，用戶只要把這類板卡插入IBM-PC機(jī)主板上相應(yīng)的I/O擴(kuò)展槽中，就可以迅速方便地構(gòu)成一個(gè)數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)，從而大大節(jié)省了硬件的研制時(shí)間和投資，又可以充分利用IBM-PC機(jī)的軟硬件資源，還可以使用戶集中精力對數(shù)據(jù)采集與處理中的理論和方法進(jìn)行研究、進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及程序的編制等。2、數(shù)

39、據(jù)采集卡的分類基于PC總線的板卡種類很多，其分類方法也有很多種。按照板卡處理信號(hào)的不同可以分為模擬量輸入板卡(A/D卡)、模擬量輸出板卡(D/A卡)、開關(guān)量輸入板卡、開關(guān)量輸出板卡、脈沖量輸入板卡、多功能板卡等。其中多功能板卡可以集成多個(gè)功能，如數(shù)字量輸入/輸出板卡將模擬量輸入和數(shù)字量輸入/輸出集成在同一張卡上。根據(jù)總線的不同，可分為PXI/CPCI板卡和PCI板卡。還有其它一些專用I/O板卡，如智能接口卡、虛擬存儲(chǔ)板（電子盤）、信號(hào)調(diào)理板、專用（接線）端子板等，這些種類齊全、性能良好的I/O板卡與IPC配合使用，使系統(tǒng)的構(gòu)成十分容易。在工業(yè)現(xiàn)場，我們會(huì)安裝很多的各種類型的傳感器，如壓力的、溫

40、度的、流量的、聲音的、電參數(shù)的等等，受現(xiàn)場環(huán)境的限制傳感器信號(hào)如壓力傳感器輸出的電壓或者電流信號(hào)不能遠(yuǎn)傳或者因?yàn)閭鞲衅魈嗖季€復(fù)雜，我們就會(huì)選用分布式或者遠(yuǎn)程的采集卡（模塊）在現(xiàn)場把信號(hào)較高精度地轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，然后通過各種遠(yuǎn)傳通信技術(shù)（如485、232、以太網(wǎng)、各種無線網(wǎng)絡(luò)）把數(shù)據(jù)傳到計(jì)算機(jī)或者其他控制器中進(jìn)行處理。這種也算作數(shù)據(jù)采集卡的一種，只是它對環(huán)境的適應(yīng)能力更強(qiáng)，可以應(yīng)對各種惡劣的工業(yè)環(huán)境。如果是在比較好的現(xiàn)場或者實(shí)驗(yàn)室，如學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室，就可以使用USB/PCI這種采集卡。和常見的內(nèi)置采集卡不同，外置數(shù)據(jù)采集卡一般采用USB接口和1394接口，因此，外置數(shù)據(jù)采集卡主要指USB采集卡和1

41、394采集卡。 數(shù)據(jù)采集卡，絕大多數(shù)集中在采集模擬量、數(shù)字量、熱電阻、熱電偶，其中熱電阻可以認(rèn)為是非電量（其實(shí)本質(zhì)上還是要用電流驅(qū)動(dòng)來采集）其中模擬量采集卡和數(shù)字量采集卡用得是最廣泛的。現(xiàn)在市場上有一種二合一采集卡，二合一，指的是數(shù)字模擬采集卡，AV+DV采集卡，數(shù)字、模擬二合一，數(shù)字輸入輸出，模擬接口輸入(DV/AV/S-video)。最后雖然說是采集卡，但實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常需要它輸出控制信號(hào)。采集卡廣泛應(yīng)用于安防監(jiān)控、教育課件錄制、大屏拼接、多媒體錄播錄像、會(huì)議錄制、虛擬演播室、虛擬現(xiàn)實(shí)、安檢X光機(jī)、雷達(dá)圖像信號(hào)、VDR紀(jì)錄儀、醫(yī)療X光機(jī)、CT機(jī)、胃腸機(jī)、陰道鏡、工業(yè)檢測、智能交通、醫(yī)學(xué)影像、

42、工業(yè)監(jiān)控、儀器儀表、機(jī)器視覺等領(lǐng)域。3、技術(shù)參數(shù)通道數(shù)：就是板卡可以采集幾路的信號(hào)，分為單端和差分。常用的有單端32路/差分16路、單端16路/差分8路。采樣頻率：單位時(shí)間采集的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)，與AD芯片的轉(zhuǎn)換一個(gè)點(diǎn)所需時(shí)間有關(guān)，例如：AD轉(zhuǎn)換一個(gè)點(diǎn)需要T = 10uS，則其采樣頻率f = 1 / T為100K，即每秒鐘AD芯片可以轉(zhuǎn)換100K的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)。它用赫茲（Hz），常有100K、250K、500K、800K、1M、40M等。緩存的區(qū)別及它的作用：主要用來存儲(chǔ)AD芯片轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)。有緩存可以設(shè)置采樣頻率，沒有則不可以。緩存有RAM和FIFO兩種:FIFO應(yīng)用在數(shù)據(jù)采集卡上，主要用來存儲(chǔ)AD芯片

43、轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)。做數(shù)據(jù)緩沖，存儲(chǔ)量不大，速度快,RAM是隨機(jī)存取內(nèi)存的簡稱。一般用于高速采集卡，存儲(chǔ)量大，速度較慢。分辨率：采樣數(shù)據(jù)最低位所代表的模擬量的值，常有12位、14位、16位等，（12位分辨率，電壓5000mV）12位所能表示的數(shù)據(jù)量為4096（2的12次方），即±5000 mV電壓量程內(nèi)可以表示4096個(gè)電壓值，單位增量為（5000 mV）/ 4096=1.22 mV。精度：測量值和真實(shí)值之間的誤差，標(biāo)稱數(shù)據(jù)采集卡的測量準(zhǔn)確程度，一般用滿量程(FSR，full scale range)的百分比表示，常見的如0.05%FSR、0.1%FSR等，如滿量程范圍為010V，其精度為

44、0.1%FSR，則代表測量所得到的數(shù)值和真實(shí)值之間的差距在10mv以內(nèi)。量程：輸入信號(hào)的幅度，常用有±5V、±10V 、05V 、010V ，要求輸入信號(hào)在量程內(nèi)進(jìn)行。增益：輸入信號(hào)的放大倍數(shù)，分為程控增益和硬件增益，通過數(shù)據(jù)采集卡的電壓放大芯片將AD轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行固定倍數(shù)的放大。由兩種型號(hào)PGA202 (1、10、100、1000) 和PGA203 (1、2、4、8)的增益芯片。觸發(fā)：可分為內(nèi)觸發(fā)和外觸發(fā)兩種，指定啟動(dòng)AD轉(zhuǎn)換方式。4、PCI-6220數(shù)據(jù)采集卡介紹16位, 250 kS/s, 16路模擬輸入，高達(dá)24路數(shù)字I/O; 32位計(jì)數(shù)器;  數(shù)字觸發(fā)

45、NI-MCal校準(zhǔn)技術(shù)提高了測量精度關(guān)聯(lián)(Correlated)DIO (8條時(shí)鐘線, 1 MHz)NIST校準(zhǔn)認(rèn)證書以及70多個(gè)信號(hào)調(diào)理選項(xiàng)另有5倍采樣速率的高速M(fèi)系列和4倍分辨率的高精度。詳細(xì)參數(shù) 通用 DAQ產(chǎn)品系列M系列總線類型PCIOS支持Windows, 實(shí)時(shí)系統(tǒng), Linux, Mac OS測量信號(hào)類型電壓, 數(shù)字,頻率,正交編碼器Labview RT支持是模擬輸入 通道數(shù)16 SE/8 DI采樣率250 kS/s是否同步采樣否分辨率16 bits最大電壓范圍-10.10 V精度范圍3100 v敏感度范圍97.6 V最小電壓范圍-0.2.0.2 V精度范圍112 V敏感度范圍5.

46、2 V量程數(shù)4板上存儲(chǔ)量4095 樣本帶寬700 kHz模擬輸出 通道數(shù)0電流驅(qū)動(dòng)5 mA數(shù)字I/O 通道數(shù)24 DIO定時(shí)方式硬件, 軟件邏輯電平TTL最大時(shí)鐘速率1 MHz最大輸入范圍0.5 V最大輸出范圍0.5 V輸入電流源電流, 漏電流輸出電流源電流, 漏電流電流驅(qū)動(dòng)24 mA/448 mA可編程輸入濾波器是支持模式I/O是可編程上電狀態(tài)是輸出阻抗0.2 計(jì)時(shí)器/定時(shí)器 2分辨率32 bits最大信號(hào)源頻率80 MHz最小輸入脈沖寬度12.5 ns邏輯電平TTL最大量程0.5 VDMA通道數(shù)2時(shí)基穩(wěn)定度50 ppm脈沖生成是緩沖操作是短時(shí)脈沖干擾消除是定時(shí)/觸發(fā)/同步 RTSI 同步總

47、線是觸發(fā)方式數(shù)字物理特性 長度15.5 cm寬度9.7 cmI/O連接器68-pin VHDCI母頭3.1.4 RS-485接口RS485采用差分信號(hào)負(fù)邏輯，+0.2V+6V表示“0”，- 6V- 0.2V表示“1”。RS485有兩線制和四線制兩種接線，四線制只能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)的通信方式，現(xiàn)很少采用，現(xiàn)在多采用的是兩線制接線方式，這種接線方式為總線式拓樸結(jié)構(gòu)在同一總線上最多可以掛接32個(gè)結(jié)點(diǎn)。在RS485通信網(wǎng)絡(luò)中一般采用的是主從通信方式，即一個(gè)主機(jī)帶多個(gè)從機(jī)。很多情況下，連接RS-485通信鏈路時(shí)只是簡單地用一對雙絞線將各個(gè)接口的“A”、“B”端連接起來。而忽略了信號(hào)地的連接，這種連接方法在許多

48、場合是能正常工作的，但卻埋下了很大的隱患，這有二個(gè)原因：(1)共模干擾問題： RS-485接口采用差分方式傳輸信號(hào)方式，并不需要相對于某個(gè)參照點(diǎn)來檢測信號(hào)，系統(tǒng)只需檢測兩線之間的電位差就可以了。但人們往往忽視了收發(fā)器有一定的共模電壓范圍，RS-485收發(fā)器共模電壓范圍為-7+12V，只有滿足上述條件，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)才能正常工作。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)線路中共模電壓超出此范圍時(shí)就會(huì)影響通信的穩(wěn)定可靠，甚至損壞接口。(2)EMI問題：發(fā)送驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)中的共模部分需要一個(gè)返回通路，如沒有一個(gè)低阻的返回通道（信號(hào)地），就會(huì)以輻射的形式返回源端，整個(gè)總線就會(huì)像一個(gè)巨大的天線向外輻射電磁波。由于PC機(jī)默認(rèn)的只帶有RS232接

49、口，有兩種方法可以得到PC上位機(jī)的RS485電路：（1）通過RS232/RS485轉(zhuǎn)換電路將PC機(jī)串口RS232信號(hào)轉(zhuǎn)換成RS485信號(hào)，對于情況比較復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境最好是選用防浪涌帶隔離珊的產(chǎn)品。（2）通過PCI多串口卡，可以直接選用輸出信號(hào)為RS485類型的擴(kuò)展卡。1技術(shù)特性（1）. RS-485的電氣特性：邏輯“1”以兩線間的電壓差為+(26)V表示；邏輯“0”以兩線間的電壓差為-(26)V表示。接口信號(hào)電平比RS-232-C降低了，就不易損壞接口電路的芯片， 且該電平與TTL電平兼容，可方便與TTL 電路連接。（2）. RS-485的數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10Mbps 。（3）. RS-48

50、5接口是采用平衡驅(qū)動(dòng)器和差分接收器的組合，抗共模干擾能力增強(qiáng)，即抗噪聲干擾性好。（4）. RS-485最大的通信距離約為1219m，最大傳輸速率為10Mb/S，傳輸速率與傳輸距離成反比，在100Kb/S的傳輸速率下，才可以達(dá)到最大的通信距離，如果需傳輸更長的距離，需要加485中繼器。RS-485總線一般最大支持32個(gè)節(jié)點(diǎn)，如果使用特制的485芯片，可以達(dá)到128個(gè)或者256個(gè)節(jié)點(diǎn)，最大的可以支持到400個(gè)節(jié)點(diǎn)。2 RS-232與 RS-422之間轉(zhuǎn)換原理和接法通常我們對于視頻服務(wù)器、錄像機(jī)、切換臺(tái)等直接播出、切換控制主要使用串口進(jìn)行，主要使用到 RS-232、RS

51、-422與 RS-485三種接口控制。下面就串口的接口標(biāo)準(zhǔn)以及使用和外部插件和電纜進(jìn)行探討。RS485 通訊協(xié)議 RS-232、RS-422與 RS-485標(biāo)準(zhǔn)只對接口的電氣特性做出規(guī)定，而不涉及接插件、電纜或協(xié)議，在此基礎(chǔ)上用戶可以建立自己的高層通信協(xié)議。例如：視頻服務(wù)器都帶有多個(gè) RS422串行通訊接口，每個(gè)接口均可通過 RS422通訊線由外部計(jì)算機(jī)控制實(shí)現(xiàn)記錄與播放。視頻服務(wù)器除提供各種控制硬件接口外，還提供協(xié)議接口，如 RS422接口除支持 RS422的 Profile協(xié)議外，還支持 L

52、outh、 Odetics、BVW等通過 RS422控制的協(xié)議。 RS-232、RS-422與 RS-485都是串行數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)，都是由電子工業(yè)協(xié)會(huì)（EIA）制訂并發(fā)布的，RS-232在 1962年發(fā)布。RS-422由 RS-232發(fā)展而來，為改進(jìn) RS-232通信距離短、速率低的缺點(diǎn)， RS-422定義了一種平衡通信接口，將傳輸速率提高到 10Mbps，傳輸距離延長到 4000英尺（速率低于 100Kbps時(shí)），并允許在一條平衡總線上連接最多 10個(gè)接收器。RS-422是一

53、種單機(jī)發(fā)送、多機(jī)接收的單向、平衡傳輸規(guī)范，被命名為 TIA/EIA-422-A標(biāo)準(zhǔn)。為擴(kuò)展應(yīng)用范圍，EIA又于 1983年在 RS-422基礎(chǔ)上制定了 RS-485標(biāo)準(zhǔn)，增加了多點(diǎn)、雙向通信能力，即允許多個(gè)發(fā)送器連接到同一條總線上，同時(shí)增加了發(fā)送器的驅(qū)動(dòng)能力和突保護(hù)特性，擴(kuò)展了總線共模范圍，后命名為 TIA/EIA485-A標(biāo)準(zhǔn)。 3. RS-422與 RS-485串行接口標(biāo)準(zhǔn)（1）平衡傳輸 。RS-485與 RS-232不一樣，數(shù)據(jù)信號(hào)采用差分傳輸方式，也稱作平衡傳輸，它使用一對雙絞線，將其中

54、一線定義為 A，另一線定義為 B。通常情況下，發(fā)送驅(qū)動(dòng)器 A、B之間的正電平在+2+6V，是一個(gè)邏輯狀態(tài)，負(fù)電平在-2V6V，是另一個(gè)邏輯狀態(tài)。另有一個(gè)信號(hào)地 C，在 RS-485中還有一“使能”端。“使能”端是用于控制發(fā)送驅(qū)動(dòng)器與傳輸線的切斷與連接。當(dāng) “使能”端起作用時(shí)，發(fā)送驅(qū)動(dòng)器處于高阻狀態(tài)，稱作 “第三態(tài)”，即它是有別于邏輯“1”與“0”的第三態(tài)。RS-485電氣規(guī)定由于 RS-485是從 RS-422基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，所以 RS-485許多電氣規(guī)定與 RS-422相仿。如都采

55、用平衡傳輸方式、都需要在傳輸線上接終接電阻等。 RS-485可以采用二線與四線方式，二線制可實(shí)現(xiàn)真正的多點(diǎn)雙向通信。 RS-485總線，在要求通信距離為幾十米到上千米時(shí)，廣泛采用 RS-485串行總線標(biāo)準(zhǔn)。RS-485采用平衡發(fā)送和差分接收，因此具有抑制共模干擾的能力。加上總線收發(fā)器具有高靈敏度，能檢測低至 200mV的電壓，故傳輸信號(hào)能在千米以外得到恢復(fù)。 RS-485采用半雙工工作方式，任何時(shí)候只能有一點(diǎn)處于發(fā)送狀態(tài)，因此，發(fā)送電路須由使能信號(hào)加以控制。 RS-485用于多點(diǎn)互連時(shí)非常方便，可以省掉許多信號(hào)線。應(yīng)用 RS-485可以聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成分布式系統(tǒng)，其允許最多并聯(lián) 32臺(tái)驅(qū)動(dòng)器和 32臺(tái)接收器。 RS-485與 RS-422的不同還在于其共模輸出電壓是不同的， RS-485是-7V至+12V之間，而