基于SCADA的办公室环境监控系统

2016-09-03李艳苹宋起超吴东艳张凌志

中国科技信息 2016年10期

李艳苹高辉宋起超吴东艳张凌志

基于SCADA的办公室环境监控系统

李艳苹高辉宋起超吴东艳张凌志

本文设计的办公室环境监控系统以AT89S52 单片机为核心，并利用RS232总线来完成PC机与单片机串行通信，上位机采用组态软件实现对环境的实时监控。为了实现课题对监控系统的稳定性好、精度高、实用性强的要求，比较众多温湿度测量方案，系统采用数字式智能传感器和单片机构成，通过智能传感器对各环境内的温度、湿度参数实时检测。

北方冬季寒冷且昼夜温差较大，春季干旱，夏季温度较高，人在这样的环境下工作，舒适度差了很多，不仅影响身体健康，也影响工作效率，因此，办公室温湿度适宜就显得尤为重要。本文以AT89S52 单片机为核心设计一个办公室环境监控系统，实现对室内温湿度的智能控制，并将数据传送给上位机进行存储、显示和监控。

系统硬件设计

本系统以AT89S52为核心，外围电路的设计包括温湿度采集电路、数码管显示电路、报警电路等。硬件设计总体框图如图1所示。

图1　硬件设计总体框图

单片机最小系统

在引脚XTAL2和XTAL1两端接一个频率是11.0592MHz晶振，再接两个30pf的电容就形成了稳定的自激振荡器，产生的脉冲就会进入单片机内部时钟电路，RST为复位输入引脚，接上开关、电阻及电容后构成复位电路，引脚20为接地端，引脚40为电源端。AT89S52的最小系统如图2所示。

图2　AT89S52最小系统

SHT10与单片机的连接电路

SHT10内的温度传感器和湿度传感器将所测量到的温度值和湿度值转变为电信号，由于电信号量很小所以将其经过一个放大器放大后，将放大后的信号量送入一个14位的A/D转换器进行转换；最后通过I2C总线接口将数字信号输出。温、湿度采集电路图如图3所示。

串口通信电路

设计采用RS232串口通信完成单片机与PC机的通信过程，为完成通信过程，需要通过MAX232将单片机的TTL电平转换为串口通信需要的电平，从而可以实现单片机TTL电平与RS232电平匹配，串口通信模块如图4所示。

温度显示电路

本设计由P0口接一个10K的排阻充当上拉电阻控制七段发光二极管亮或灭，使用共阳极7段数码管显示，并采用动态扫描法来实现数据的显示功能，并且要求有小数点显示，位选端由锁存器74HC573控制，如图5所示。

图3　SHT10温、湿度采集电路

图4　串口通信电路

图5　液位显示电路

图6　键盘电路

键盘电路

本系统采用独立式键盘，在系统上采用K0～K3分别设置菜单键，选择键，加1键，减1键，确定键这些键组合起来可以实现多种功能，当需要设定温湿度值时需要使锁存器的使能端JIP为高电平，输入输出同步，进而控制 Key0 ～ Key3的高低电平，判断哪个按键按下，通过加1减键和减1键来设定温湿度和液位的超限值并相应的显示在数码管和PC机上，这种组合功能键的设置保证了系统不会发生紊乱其接口电路如图6所示。