CN102411329A - 基于rs-485总线的环境监测装置 - Google Patents

基于rs-485总线的环境监测装置 Download PDF

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彭来湖
史伟民
陈春松
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Zhejiang Sci Tech University ZSTU
Zhejiang University of Science and Technology ZUST
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Abstract

一种基于RS-485总线的环境监测装置，所述环境监测装置包括：用以实现环境参量采集、记录和报警控制的ARM处理器；用以与环境参量传感器连接的模拟信号输入口；用以对模拟信号进行预处理的信号处理接口；用以将采集到的参量实时上传到监控中心的RS-485通讯端口；所述模拟信号输入口与所述信号处理接口连接，所述信号处理接口与所述ARM处理器连接，所述ARM处理器与所述RS-485通讯端口连接。本发明提供一种采用自动采集、记录和报警、降低劳动强度、实时性良好的基于RS-485总线的环境监测装置。

Description

基于RS-485总线的环境监测装置
技术领域
本发明涉及环境监测领域，尤其是涉及一种结合控制芯片和总线技术的环境监测装置。
背景技术
在日常实际的生产生活中，科研、农业、暖通、纺织、机房、航空、航天、电力等工业部门对产品质量的要求越来越高，生活环境的各个参数都成为了检测和检控对象，对环境温、湿度的控制以及对工程材料的水分值的检测与分析都已成为较普遍的技术条件之一。对周围空气的温度、湿度和环境空气污染的检测与控制对提高生活质量及加强工业处理都是一个紧迫的任务。当今系统越来越集成化，因此，人们对用于检测温度、湿度等多参数的多功能、小尺寸的检测仪的需求大大增强。
发明内容
为了克服已有现有的环境参数采集通常采用人工检测、劳动强度较大、实时性较差、检测报警不及时的不足，本发明提供一种采用自动采集、记录和报警、降低劳动强度、实时性良好的基于RS-485总线的环境监测装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种基于RS-485总线的环境监测装置，所述环境监测装置包括：用以实现环境参量采集、记录和报警控制的ARM处理器；用以与环境参量传感器连接的模拟信号输入口；用以对模拟信号进行预处理的信号处理接口；用以将采集到的参量实时上传到监控中心的RS-485通讯端口；所述模拟信号输入口与所述信号处理接口连接，所述信号处理接口与所述ARM处理器连接，所述ARM处理器与所述RS-485通讯端口连接。
进一步，所述ARM处理器与LCD显示器连接，所述ARM处理器包括用以将采集的数据输出显示的实时显示单元，所述实时显示单元与所述LCD显示器连接。
再进一步，所述ARM处理器与时钟电路连接。
更进一步，所述ARM处理器与存储器连接，所述ARM处理器包括用以将采集的数据进行存储的存储控制单元，所述存储器与所述存储控制单元连接。
所述ARM处理器与异常报警器连接，所述ARM处理器包括用以将采集的数据与预警阈值比较，当超出所述预警阈值时启动所述异常报警器的报警控制单元，所述异常报警器与所述报警控制单元连接。
所述ARM处理器与按键控制单元连接。
本发明的有益效果主要表现在：实现相关环境参量的自动采集、记录与报警。采用ADI公司的ADuC7026型ARM芯片作为核心模块控制环境监测装置的自动化运作，不仅解决了人工检测的劳动强度大、繁琐，检测报警不及时等的问题，还极大地减少了工人与相关有害环境参量的接触时间，保障了作业安全，同时RS-485总线的引入也为多点智能监测提供了依据。
附图说明
图1是本发明基于RS-485总线的环境监测装置原理框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
参照图1，一种基于RS-485总线的环境监测装置，所述环境监测装置包括：用以实现环境参量采集、记录和报警控制的ARM处理器(4)；用以与环境参量传感器连接的模拟信号输入口(1)；用以对模拟信号进行预处理的信号处理接口(2)；用以将采集到的参量实时上传到监控中心的RS-485通讯端口(8)；所述模拟信号输入口(1)与所述信号处理接口(2)连接，所述信号处理接口(2)与所述ARM处理器(4)连接，所述ARM处理器(4)与所述RS-485通讯端口(8)连接。
所述ARM处理(4)器与LCD显示器(7)、时钟电路(9)、存储器(5)、异常报警器(6)和按键控制单元(3)连接，所述ARM处理器包括用以将采集的数据输出显示的实时显示单元，用以将采集的数据进行存储的存储控制单元，所述存储器与所述存储控制单元连接，用以将采集的数据与预警阈值比较，当超出所述预警阈值时启动所述异常报警器的报警控制单元。
本发明采用WG240128EP1-TMI-VZ型LCM作为LCD显示模组，具有显示美观、多动能交互的特点；本发明采用外扩Flash和RAM构成系统存储单元，保证掉电数据不丢失的同时也大大提高了Flash芯片的使用寿命；本发明采用美国DALLAS公司的DS1302型作为系统实时时钟芯片，实现检测环境的数据与时间的同步的同时具有低功耗的特点；本发明采用3到5.5V单电源供电的RS485芯片作为通信芯片，简化了电源电路的设计；本发明采用美国ADI公司的ARM芯片作为系统主控芯片，具有处理速度快、外设丰富、调试简单的优点。
ARM处理器(4)通过LCD驱动芯片驱动LDC显示(7)。传感器信号通过模拟信号输入口(1)连接到信号处理(2)进行信号处理再连接到ARM处理器(4)完成相关模拟量的AD采集。
上述ARM主控芯片采用美国ADI公司的ADuC7026；LCD液晶驱动芯片采用T6963C；Flash采用SST公司的SST39VF400A型FLASH芯片，SRAM采用CYRESS公司的CY7C1021型SRAM芯片；RS-485通讯端采用SN75LBC184单电源供电的RS-485通讯芯片。
ARM处理器(4)连接有4＊4矩阵按键(3)、存储器(5)、异常报警(6)。ARM处理器优选美国ADI公司的ARM芯片ADuC7026型号，其主要功能包括完成4*4矩阵按键扫描以及键值的译码执行对应分支程序、待显示数据通过T6963C液晶驱动芯片驱动。
WG240128EP1-TMI-VZ型LCD进行液晶显示、根据测量要求选择对应的传感器信号处理通路来完成数据的采集与处理、测量采集数据根据参数设置情况保存入SST公司的SST39VF400A型FLASH芯片和CYRESS公司的CY7C1021型SRAM芯片中、Flash中的数据根据相关指令进行数据的485总线传输。
以下详述本发明基于RS-485总线的环境监测装置的控制方法：
第一步，ARM处理器(4)根据被检测的环境监测要求通过安检控制(3)完成相关参数的设置，包括输入通道的选择、监测时间间隔、预警阀值等等。
第二步，确认输入后ARM处理器(4)将相关设置参数保存至存储器(5)后根据设置开启环境监测采样通路。
第三步，被测模拟量通过模拟信号输入口(1)进入信号处理单元(2)完成数据信号处理，处理完成后将符合ARM处理器(4)AD采集口的信号送入ARM处理器(4)的AD转换外设完成信号的AD转换。
第四步，AD转换得到的数字量先存至存储器(5)的RAM模块(图中未标)，再根据设置存至Flash时间间隔(默认为10分钟)到达时将RAM中数据存至Flash中。
第五步，系统根据按键控制要求完成相关测量参量的LCD液晶显示以及根据RS-485总线指令完成测量参量的传输。
第六步，重复三、四、五步。

Claims (6)

1.一种基于RS-485总线的环境监测装置，其特征在于：所述环境监测装置包括：用以实现环境参量采集、记录和报警控制的ARM处理器；用以与环境参量传感器连接的模拟信号输入口；用以对模拟信号进行预处理的信号处理接口；用以将采集到的参量实时上传到监控中心的RS-485通讯端口；
所述模拟信号输入口与所述信号处理接口连接，所述信号处理接口与所述ARM处理器连接，所述ARM处理器与所述RS-485通讯端口连接。
2.如权利要求1所述的基于RS-485总线的环境监测装置，其特征在于：所述ARM处理器与LCD显示器连接，所述ARM处理器包括用以将采集的数据输出显示的实时显示单元，所述实时显示单元与所述LCD显示器连接。
3.如权利要求1或2所述的基于RS-485总线的环境监测装置，其特征在于：所述ARM处理器与时钟电路连接。
4.如权利要求1或2所述的基于RS-485总线的环境监测装置，其特征在于：所述ARM处理器与存储器连接，所述ARM处理器包括用以将采集的数据进行存储的存储控制单元，所述存储器与所述存储控制单元连接。
5.如权利要求1或2所述的基于RS-485总线的环境监测装置，其特征在于：所述ARM处理器与异常报警器连接，所述ARM处理器包括用以将采集的数据与预警阈值比较，当超出所述预警阈值时启动所述异常报警器的报警控制单元，所述异常报警器与所述报警控制单元连接。
6.如权利要求1或2所述的基于RS-485总线的环境监测装置，其特征在于：所述ARM处理器与按键控制单元连接。
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