分散采集执行集中显示监控无线发射控制系统

2021-04-26胡佳垒

探索科学(学术版) 2021年1期

关键词：分站主站终端设备

胡佳垒

广东省深圳市午越物业管理有限公司广东深圳 518052

技术领域

本实用涉及自动化控制领域技术，尤其是指一种分散采集执行集中显示监控无线发射控制系统。

背景技术

过去的终端设备控制均采用的是现场手动按钮起停控制，发展到今天有单台现场液晶温度控制器控制。在这些控制方式中存在人力资源的增加、控制线路铺设投资和维护成本，这种液晶控制器它只适合于小面集单元内现场控制、它的温控探测埋于墙内对温度监测不够精确，这些控制方式不能满足大型综合体集中监控科学管理、存在能源浪费。

方案设计

2.主站，该主站包含主站STC单片机和主站无线模块，所述主站STC单片机有一个全双工串行通讯口，该全双工串行通讯口通过电脑的USB口转RS232串口与电脑连接进行数据通讯，所述主站无线通讯模块是基于SPI接口方式相接于STC单片机，该主站无线模块负责主站与各分站的数据交换传输，选用XL4432-D01的型号的模组；

多个分站，各分站均包含分站STC单片机、分站无线模块、数字温度传感器和光耦隔离驱动电路；所述分站STC单片机作为逻辑执行器，用于各终端设备的控制；该数字温度传感器用于采集终端设备区域环境温度，与分站STC单片机的I/O端口P1.7口相连接；该分站STC单片机的I/O端口通过现场驱动板的光耦隔离驱动电路与终端设备连接，控制终端设备变频器的多段速运行；所述分站无线模块相接于该分站STC单片机，选用XL4432-D01的型号的模组，通过XL4432-D01分站无线模块以无线通讯的方式进行接收主站的命令、同时上传现场数据和运行状态给主站。

本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知，采用STC单片机作为主站和各分站的处理器，主站与上位机连接、上位机(电脑)画面用VB编写以动画呈现各分站的状态和温度。主站与各分站之间采用无线发射模块传输数据及控制命令，主站(电脑)控制画面可手动/自动切换控制各分站。本控制方式除电源线外无需铺设控制线路，(各分站控制器)温度传感器装于现场或空调处理机的回风口，实时准确采集现场温度、每隔一分钟向上位机发射一次温度数据和运行状态，上位机根据各分站采集发回的数据结合现场所需要的环境温度给出控制命令，各分站根据上位机发出的控制命令执行运行模式。本控制方式适用于大型综合体及大型商场和大型写字楼

本实用新型针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种分散采集执行集中显示监控无线发射控制系统，集中监控节省人力资源、同时科学管控杜绝了浪费，无需设控制线路节约成本和维护成本开资，适时精准运行提高了环境质量同时节能效果显著。

为实现上述目的，本实用采用如下之技术方案:

一种分散采集执行集中显示监控无线发射控制系统，包括

1.上位机，所述上位机是安装了控制软件的电脑，该电脑配套连接有电脑显示器；的公共区域的终端空调和新风换气处理设备的控制，有用于节约能源和资源。

为更清楚地阐述本实用的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本实用进行详细说明。

附图标识说明:

10、上位机 11、电脑显示器

20、主站 21、主站STC单片机

22、主站无线模块 23、主站LCD显示屏

30、分站 31、分站STC单片机

32、分站无线模块 33、数字温度传感器

34、光耦隔离驱动电路 35、分站LCD显示屏

40、终端设备。

具体实施方案

参照图1所示，其显示出了本实用之较佳实施例的具体结构，是一种分散采集执行集中显示监控无线发射控制系统，包括上位机10、主站20和多个分站30。

其中，所述上位机10是安装了控制软件的电脑，该电脑配套连接有电脑显示器11。

所述主站20包含主站STC单片机21和主站无线模块22，所述主站STC单片机21有一个全双工串行通讯口，该全双工串行通讯口通过电脑的USB口转RS232串口与电脑连接进行数据通讯，所述主站无线模块是基于SPI接口方式相接于STC单片机，该主站无线模块22负责主站20与各分站30的数据交换传输，选用XL4432-D01的型号的模组。

各分站30均包含分站STC单片机31、分站无线模块32、数字温度传感器33和光耦隔离驱动电路34；所述分站STC单片机31作为逻辑执行器，用于各终端设备40的控制；该数字温度传感器33用于采集终端设备40区域环境温度，与分站STC单片机31的I/O端口P01.7口相连接；该分站STC单片机的I/O端口通过现场驱动板的光耦隔离驱动电路34与终端设备40连接，控制终端设备40的变频多段速运行；所述分站无线模块32相接于该分站STC单片机31，选用XL4432-D01的型号的模组，通过XL4432-D01分站无线模块32以无线通讯的方式进行接收主站20的命令、同时上传现场数据和运行状态给主站20。

本实用采用STC单片机作为主站20和各分站30的处理器，主站20与上位机10连接、上位机10(电脑)画面用VB编写以动画呈现各分站30的状态和温度。主站20与各分站30之间采用无线收发模块传输数据及控制命令，上位机10(电脑)控制画面可手动/自动切换控制各分站30。本控制方式除电源线外无需铺设控制线路，(各分站30控制器)温度传感器装于现场或空调处理机的回风口，实时准确采集现场温度、每隔一分钟向上位机10发射一次温度数据和运行状态，上位机10根据各分站30采集发回的数据结合现场所需要的环境温度给出控制命令，各分站30根据上位机10发出的控制命令执行运行模式。本控制方式适用于大型综合体及大型商场和大型写字楼的公共区域的终端空调和新风换气处理设备的控制，主要目的用于节约能源和资源。

更为具体的，所述上位机10之电脑显示器11所示，上位机10(电脑)画面是用VB(控件)编写的软件。它负责显示与人机对话，通过电脑的usb口转RS232串口与下位机主站20进行数据通讯。在应用中，电脑显示器画面中集中显示各空调及换气设备的动画运行状态。

所述主站STC单片机21和分站STC单片机31相同，型号为STC-89C52RC，40-I-PIT。单片机是控制系统的核心部件，负责主站20和分站30的程序逻辑关系处理，用c语言编写逻辑程序。主站STC单片机21通过串口与上位机10连接进行数据通讯，同时通过端口进行数据采集输入和逻辑输出控制。

分站STC单片机31作逻辑执行器，用c语言编写逻辑程序，用于中央空调终端设备40及变频器的控制。处理器的I/O端口通过现场驱动板的光耦隔离与变频器设备连接，控制变频器7段速运行。通过XL4432-D01无线收发模块进行接收主站20的命令、同时上传现场数据和运行状态给主站20。

所述主站STC单片机21有MAX202数字接口电路，供USB口转RS232串口连接。串口线(USB转RS232):负责控制系统主站20与上位机10电脑进行数据输通讯。单片机有一个全双工的串行通讯口，所以单片机和电脑之间可以方便的进行串口通讯。进行串行口通讯时要满足一定的条件，电脑的串口是RS232电平，而单片机的串口是TTL电平，两者之间必须有一个电平转换电路，我们采用了专用芯片MAX202进行转换，采用专用芯片比三极管模拟转换更简单可靠。

所述主站无线模块22和分站无线模块32均采用XL4432-D01模块。无线模块负责控制系统主站20和各分站30的数据交换传输。XL4432-D01是采用silicon Lab公司的无线收发IC SI4432设计的一款高性能433 M无线收发模块，具有多种调制方式，工作在433.92 M的国际通用ISM频段，最高调制速率可达128KBPS。基于SPI接口方式，很方便于各种MCU连接。模块大小46*18.5mm，254mm间距的双排插针接口，使用外置天线设计，开阔地1.2k速率下，收发10个字节的数据量测试距离最远可达2500米左右。

如图1所示，所述数字温度传感器33用于采集终端区域环境温度，与各分站30处理器的I/O口P1.7口相连接。其采用DALLAS半导体公司推出的一种“一线总线”接口的温度传感器，型号为DS18B20。其与传统的热敏电阻等测温元件相比，它是一种新型的体积小、适用电压宽、与微处理器接口简单的数字化温度传感器。一线总线结构具有简洁且经济的特点，可使用户轻松地组建传感器网络，从而为测量系统的构建引入全新概念。

此款DS18B20数字温度传感器33特点如下:

1)测量温度范围为-55～+125℃ 。

2)在-10～+85℃范围内，精度为±0.5℃。

3)可程序设定9～12位的分辨率。

4)3.0～5.5V 的工作电压范围。

5)自带EEPROM，可用于存储设定分辨率及用户设定的报警温度。

6)转换得到一次数字输出需要750ms(Max)。

7)数据线(DQ)也可以用来提供电源(寄生电源，实现方式见datasheet)

所述数字温度传感器33直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现9～l2位的数字值读数方式。采用多种封装形式，从而使系统设计灵活、方便。

再有，所述主站20和分站30上均分别设有LCD显示屏，分别是指主站LCD显示屏23和分站LCD显示屏35，该主站LCD显示屏23相接于主站STC单片机P0口，该分站LCD显示屏35相接于分站STC单片机P0口。各分站30站点的区域温度和运行状态均会显示在LCD显示屏上，以及还上传至上位机10，从电脑显示器11中示出。

本实用之分站的电路，由于电路设计基本与主站相同，对于其功能以及型号应用在此不再赘述。

综上所述，本实用的设计重点在于，本控制系统的上位机10(电脑)通过USB口与系统主站20串行口连接通讯，主站20与各分站30之间的数据传送是通过XL4432-D01无线发射模块进行数据传送。由各分站30温度传感器DS18B20采集各区域现场温度数据进行逻辑比较执行，同时将温度数据及运行状态传送到主站20，主站20在将数据送入上位机10(电脑)画面上显示各站点区域的温度和运行状态，(温度数据在各分站30和主站20的LCD上都同时显示)。上位机10画面用VB控件编写的虚拟按钮可手自动切换控制，在自动状态下运行时均按照设定的时间与逻辑关系适时环境质量随机自动运行，当切换到手动状态运行时、可手动鼠标在电脑画面上启停对应各分站30终端设备40。