开关量远程监控系统的设计与实现

论文摘要

本文介绍了开关量远程监控的概念及发展状况,论述了开关量监控模块中的光电隔离技术、RS-485串行通信接口技术和Modbus通信协议的原理及应用。本开关量监控系统以STC89C52单片微处理器为核心,完成了开关量监控系统的主控板、状态指示板、控制板,开发了单片机处理程序和工控机监控软件;实现了对32路开关量信号采集、16路开关量信号的控制、两路温度的采集、开关状态指示及判断并执行相应操作。该模块采用RS-485通讯接口、ModBus-RTU通信协议,传输速率为1200bps～115200bps,可动态设置,通过组态软件,实现了上位机对现场开关量的远程监控。本系统在安康联通低压监控系统中试运行,运行情况良好。稳定性高,工作电压范围广。监控软件功能全面,操作简单,人机交互界面良好。达到了预期的设计要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 开关量远程监控模块的发展现状
• 1.3 论文所作的主要研究工作
• 1.3.1 论文研究内容的章节安排
• 1.3.2 系统功能的研究工作
• 第二章 开关量监控模块中的光电隔离技术
• 2.1 光电耦合器件的概况
• 2.2 光电耦合器件的基本组成与特点
• 2.3 小结
• 第三章 RS485 串行通信接口技术
• 3.1 RS485 通信的基本含义
• 3.2 接口标准
• 3.2.1 RS-232 标准
• 3.2.2 RS485 串行接口标准
• 3.3 RS-485 接口电路
• 3.3.1 基本RS-485 电路
• 3.3.2 隔离RS-485 电路
• 3.3.3 上电抑制电路
• 3.3.4 RS-485 自动换向电路
• 3.4 RS485 应用中的基本问题
• 3.4.1 RS485 的网络安装注意要点
• 3.4.2 RS485 传输线上匹配的说明
• 3.4.3 RS485 的接地问题
• 3.4.4 RS485 的网络失效保护
• 3.4.5 RS485 的瞬态保护
• 3.4.6 程序跳飞而造成总线冲突
• 3.5 小结
• 第四章 Modbus 通信协议
• 4.1 MODBUS 协议概述
• 4.2 MODBUS 通讯协议传输模式
• 4.2.1 ASCII 模式
• 4.2.2 RTU 模式
• 4.3 MODBUS 通讯协议的消息帧
• 4.3.1 Modbus 帧
• 4.3.2 地址域
• 4.3.3 功能码
• 4.3.4 数据域
• 4.3.5 错误检测域
• 4.3.6 字符的连续传输
• 4.3.7 错误检测方法
• 4.4 小结
• 第五章 开关量监控系统的软硬件设计
• 5.1 总体设计
• 5.2 硬件设计
• 5.2.1 外围接口
• 5.2.2 通信波特率和模块地址设置
• 5.2.3 微处理器外围电路
• 5.2.4 板内温度采集模块
• 5.2.5 32 路开关量输入与状态显示
• 5.2.6 16 路开关量输出与状态显示
• 5.2.7 RS-485 通信电路
• 5.2.8 开关量监控模块的总体电路图
• 5.2.9 系统的电磁兼容性设计
• 5.3 软件设计
• 5.3.1 系统软件编程语言和编程工具
• 5.3.2 软件总体设计
• 5.3.3 单片机部分软件设计和实现
• 5.4 监控软件的应用
• 5.5 本章小结
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 作者在攻读硕士期间研究成果