基于RS-485总线的温室环境数据采集系统的研究

器控制电路

继电器控制电路见图6所示，采用SRD-05VDC-SL-C固态继电器，三极管组成共集电极放大电路，二极管D2起保护作用，由单片机P3.6口产生继电器触发信号，当P3.6口输出低电平时，继电器闭合，指示灯亮，外接电器开始工作。当P3.6口输出高电平时，继电器断开，指示灯灭，外接电器停止工作。

2.4 前端数据采集器

前端数据采集器为中泰研创公司生产的RM417远端模拟量采集模块，该模块为16路模拟量输入，12位A/D转换。一条485总线最多可以接16个RM模块，每个RM417有16位通道。该模块读指令格式为：@+站号+R。@是指令标示符;站号也叫模块号或者模块地址，从00～15;R指明操作类型为读操作。指令返回数据总共66位，前64位为16位通道上的数据，最后两位为校验码。

3 系统软件设计

3.1 主机软件结构

在温室环境远程数据采集系统中，按照网络协议的帧格式编写的数据采集通信软件，通过物理层最终完成主机与从机的数据传送。系统主机为PC机，从机为前端数据采集器，主机与从机的通信采用半双工方式，主机具有发送命令，接收和显示数据、查询历史数据、曲线显示、存储打印、对数据采集进行标度变换、数字滤波等预处理功能。从机完成数据采集、预处理和上传数据等任务。温室环境远程数据采集系统软件采用VC语言编程，采用层次模型组织数据采集系统的软件，数据采集系统软件结构如图7所示。

进入主界面后的主机操作流程如图8所示。

3.2 通信控制程序设计

RS-485接口大多数是基于RS-232接口与电脑进行通信，485协议的编程多数是基于串口编程的，RS-485支持一点对多点半双工通信。因此系统采用半双工异步通信，串行控制模块使用了串行中断和定时中断0实现了串行控制的功能，在通信协议中详细规定了控制命令帧、参数帧、地址帧、数据信息帧、应答帧、校验码等格式。RS-485通信模块流程图如图9所示。

4 结束语

文中提出了一种基于RS-485总线型温室监测系统的方案，实现了监测节点对环境因子(温湿度、CO2浓度测量、光照强度)的采集经过RS-485总线传输到上位机，并能通过控制模块电路对外围设备的调控将温室内的环境因子控制在作物生长的最佳范围，并能对环境因子设定阈值，超出阈值范围将启动报警。系统作为一种便捷的数据采集监测系统，具有较好的可移植性，在后续的研究中可以采用模糊控制算法作为系统的控制策略，设计出温室监测系统的模糊控制器，也可以加入其他所需的传感器，实现其他参数的数据采集与传输。