论文摘要
随着计算机技术的快速发展,数据采集与监控系统在工业生产中迅速地得到应用。数据采集与监控技术是信息科学的重要分支之一,它研究数据的采集、存储、处理以及控制等问题。以传感信号的测量与处理,微型计算机为基础形成的一门综合性技术。其任务是对生产现场各种参数进行采集,然后送入计算机,根据不同的需要由计算机进行相应的计算和处理,得到所需的数据。与此同时,将计算得到的数据按要求进行显示或打印,以便实现对某些物理量的监视。数据采集系统一般需要长时间、高速度地进行数据采集,将会产生大量的数据,需要组织、存储、处理数据,并对生产进行有效的监控,提高生产效率。本文介绍了温度传感器、湿度传感器、单片机系统、工业控制计算机、RS485总线等构成数据采集与监控系统的设计。系统应用于工业现场的数据采集与监控。设计中考虑选用精密测量元器件和抗干扰、低温漂的精密电子元件以及MC(电磁兼容)问题。该系统的特点是:运行稳定、可靠,使用简便,成本经济。系统分成三种运行方式:单机控制运行方式、一级组网运行方式和二级组网运行方式。单机控制运行方式是指数据采集控制器单独控制运行的方式;一级组网运行方式是指由RS485总线组成网络,一台数据集中控制器管理控制数台数据采集控制器的运行方式;二级组网运行方式是指由RS485总线组成网络,一台工业控制计算机管理控制数台数据集中控制器的运行方式。本文主要介绍了系统的构成、设计、调试、应用以及展望。其主要内容如下:1、介绍了国内外数据采集与监控系统的发展现状以及发展方向。2、根据数据采集的实际要求制定出一次仪表传感器的选择、使用和安装方案,并且解决了热电偶测量过程中存在的冷端温度不为0℃的问题。3、根据实际使用要求设计了相应的单片机硬件系统,包括信号输入电路、数据采集控制器、数据集中控制器等硬件电路,能够实现数据采集、物理量数值的实时显示、存储以及通讯等。4、设计了和硬件配套的软件。5、系统分三种方式,分别说明了三种方式的设计、使用和运行。
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摘要Abstract目录第一章 绪论1.1 引言1.2 国内外温度检测状况1.3 国内数据采集与监控技术状况1.4 系统组成及功能描述1.5 系统分析1.5.1 单机控制运行方式1.5.2 一级组网运行方式1.5.3 二级组网运行方式1.6 系统的关键技术第二章 热电偶传感器测量温度的基本原理2.1 热电偶工作原理2.2 热电偶的基本定律2.3 热电偶的种类2.4 热电偶的选择与安装2.5 热电偶补偿导线选择2.6 热电偶的冷端补偿原理第三章 数字温度传感器和湿度传感器的测量原理3.1 数字温度传感器的测量原理3.1.1 数字温度传感器DS18B20的特点3.1.2 DS18B20的结构和测量原理3.1.3 DS18B20的应用和注意事项3.2 湿度传感器的测量原理3.2.1 湿度传感器HS1101的特点3.2.2 湿度传感器HS1101的测量电路第四章 信号输入部分的设计4.1 热电偶信号输入部分总体设计4.2 热电偶信号输入部分设计4.3 热电偶冷端补偿电路的设计第五章 数据采集控制器的硬件设计5.1 单片机介绍5.2 单片机系统及键盘、显示器的设计5.2.1 AD转换电路的设计5.2.2 键盘和显示电路的设计5.3 RS485通讯电路的设计第六章 数据集中控制器的硬件设计6.1 数据集中控制器描述6.2 单片机系统及其扩展IO口的设计6.2.1 数据存储器扩展与电源监视电路6.2.2 串行口扩展的设计6.3 键盘与显示器的设计6.3.1 键盘的设计6.3.2 显示器的设计6.4 通讯电路的设计6.4.1 RS485通讯电路的设计6.4.2 RS232/RS485转换器的设计6.5 实时时钟电路的设计第七章 工业计算机数据处理系统的设计7.1 在C++ Builder中利用串行通信控件进行串行通信编程7.1.1 C++Builder软件7.1.2 MSComm控件处理通信的方式7.2 工业计算机上位机软件的设计第八章 数据采集与监控系统的软件设计8.1 系统软件总体设计8.2 主程序设计8.3 数据采集程序设计8.3.1 热电偶温度量数据采集8.3.2 数字温度传感器DS18B20温度量数据采集8.3.3 湿度传感器HS1101湿度量数据采集8.4 数据处理程序设计8.5 RS485通讯接口测试程序设计8.6 时钟日历程序设计8.7 通信协议设计8.7.1 通信规约的设计8.7.2 通信协议中CRC16校验算法的实现第九章 系统调试9.1 信号输入电路的调试9.2 数据采集控制器的调试9.3 数据集中控制器的调试第十章 结论与展望10.1 结论10.2 展望致谢参考文献
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