分散采集執行集中顯示監控無線發射控制系統

胡佳壘

廣東省深圳市午越物業管理有限公司 廣東 深圳 518052

技術領域

本實用涉及自動化控制領域技術，尤其是指一種分散采集執行集中顯示監控無線發射控制系統。

背景技術

過去的終端設備控制均采用的是現場手動按鈕起停控制，發展到今天有單臺現場液晶溫度控制器控制。在這些控制方式中存在人力資源的增加、控制線路鋪設投資和維護成本，這種液晶控制器它只適合于小面集單元內現場控制、它的溫控探測埋于墻內對溫度監測不夠精確，這些控制方式不能滿足大型綜合體集中監控科學管理、存在能源浪費。

方案設計

2.主站，該主站包含主站STC單片機和主站無線模塊，所述主站STC單片機有一個全雙工串行通訊口，該全雙工串行通訊口通過電腦的USB口轉RS232串口與電腦連接進行數據通訊，所述主站無線通訊模塊是基于SPI接口方式相接于STC單片機，該主站無線模塊負責主站與各分站的數據交換傳輸，選用XL4432-D01的型號的模組；

多個分站，各分站均包含分站STC單片機、分站無線模塊、數字溫度傳感器和光耦隔離驅動電路；所述分站STC單片機作為邏輯執行器，用于各終端設備的控制；該數字溫度傳感器用于采集終端設備區域環境溫度，與分站STC單片機的I/O端口P1.7口相連接；該分站STC單片機的I/O端口通過現場驅動板的光耦隔離驅動電路與終端設備連接，控制終端設備變頻器的多段速運行；所述分站無線模塊相接于該分站STC單片機，選用XL4432-D01的型號的模組，通過XL4432-D01分站無線模塊以無線通訊的方式進行接收主站的命令、同時上傳現場數據和運行狀態給主站。

本實用新型與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果，具體而言，由上述技術方案可知，采用STC單片機作為主站和各分站的處理器，主站與上位機連接、上位機(電腦)畫面用VB編寫以動畫呈現各分站的狀態和溫度。主站與各分站之間采用無線發射模塊傳輸數據及控制命令，主站(電腦)控制畫面可手動/自動切換控制各分站。本控制方式除電源線外無需鋪設控制線路，(各分站控制器)溫度傳感器裝于現場或空調處理機的回風口，實時準確采集現場溫度、每隔一分鐘向上位機發射一次溫度數據和運行狀態，上位機根據各分站采集發回的數據結合現場所需要的環境溫度給出控制命令，各分站根據上位機發出的控制命令執行運行模式。本控制方式適用于大型綜合體及大型商場和大型寫字樓

本實用新型針對現有技術存在之缺失，其主要目的是提供一種分散采集執行集中顯示監控無線發射控制系統，集中監控節省人力資源、同時科學管控杜絕了浪費，無需設控制線路節約成本和維護成本開資，適時精準運行提高了環境質量同時節能效果顯著。

為實現上述目的，本實用采用如下之技術方案:

一種分散采集執行集中顯示監控無線發射控制系統，包括

1.上位機，所述上位機是安裝了控制軟件的電腦，該電腦配套連接有電腦顯示器；的公共區域的終端空調和新風換氣處理設備的控制，有用于節約能源和資源。

為更清楚地闡述本實用的結構特征和功效，下面結合附圖與具體實施例來對本實用進行詳細說明。

附圖標識說明:

10、上位機 11、電腦顯示器

20、主站 21、主站STC單片機

22、主站無線模塊 23、主站LCD顯示屏

30、分站 31、分站STC單片機

32、分站無線模塊 33、數字溫度傳感器

34、光耦隔離驅動電路 35、分站LCD顯示屏

40、終端設備。

具體實施方案

參照圖1所示，其顯示出了本實用之較佳實施例的具體結構，是一種分散采集執行集中顯示監控無線發射控制系統，包括上位機10、主站20和多個分站30。

其中，所述上位機10是安裝了控制軟件的電腦，該電腦配套連接有電腦顯示器11。

所述主站20包含主站STC單片機21和主站無線模塊22，所述主站STC單片機21有一個全雙工串行通訊口，該全雙工串行通訊口通過電腦的USB口轉RS232串口與電腦連接進行數據通訊，所述主站無線模塊是基于SPI接口方式相接于STC單片機，該主站無線模塊22負責主站20與各分站30的數據交換傳輸，選用XL4432-D01的型號的模組。

各分站30均包含分站STC單片機31、分站無線模塊32、數字溫度傳感器33和光耦隔離驅動電路34；所述分站STC單片機31作為邏輯執行器，用于各終端設備40的控制；該數字溫度傳感器33用于采集終端設備40區域環境溫度，與分站STC單片機31的I/O端口P01.7口相連接；該分站STC單片機的I/O端口通過現場驅動板的光耦隔離驅動電路34與終端設備40連接，控制終端設備40的變頻多段速運行；所述分站無線模塊32相接于該分站STC單片機31，選用XL4432-D01的型號的模組，通過XL4432-D01分站無線模塊32以無線通訊的方式進行接收主站20的命令、同時上傳現場數據和運行狀態給主站20。

本實用采用STC單片機作為主站20和各分站30的處理器，主站20與上位機10連接、上位機10(電腦)畫面用VB編寫以動畫呈現各分站30的狀態和溫度。主站20與各分站30之間采用無線收發模塊傳輸數據及控制命令，上位機10(電腦)控制畫面可手動/自動切換控制各分站30。本控制方式除電源線外無需鋪設控制線路，(各分站30控制器)溫度傳感器裝于現場或空調處理機的回風口，實時準確采集現場溫度、每隔一分鐘向上位機10發射一次溫度數據和運行狀態，上位機10根據各分站30采集發回的數據結合現場所需要的環境溫度給出控制命令，各分站30根據上位機10發出的控制命令執行運行模式。本控制方式適用于大型綜合體及大型商場和大型寫字樓的公共區域的終端空調和新風換氣處理設備的控制，主要目的用于節約能源和資源。

更為具體的，所述上位機10之電腦顯示器11所示，上位機10(電腦)畫面是用VB(控件)編寫的軟件。它負責顯示與人機對話，通過電腦的usb口轉RS232串口與下位機主站20進行數據通訊。在應用中，電腦顯示器畫面中集中顯示各空調及換氣設備的動畫運行狀態。

所述主站STC單片機21和分站STC單片機31相同，型號為STC-89C52RC，40-I-PIT。單片機是控制系統的核心部件，負責主站20和分站30的程序邏輯關系處理，用c語言編寫邏輯程序。主站STC單片機21通過串口與上位機10連接進行數據通訊，同時通過端口進行數據采集輸入和邏輯輸出控制。

分站STC單片機31作邏輯執行器，用c語言編寫邏輯程序，用于中央空調終端設備40及變頻器的控制。處理器的I/O端口通過現場驅動板的光耦隔離與變頻器設備連接，控制變頻器7段速運行。通過XL4432-D01無線收發模塊進行接收主站20的命令、同時上傳現場數據和運行狀態給主站20。

所述主站STC單片機21有MAX202數字接口電路，供USB口轉RS232串口連接。串口線(USB轉RS232):負責控制系統主站20與上位機10電腦進行數據輸通訊。單片機有一個全雙工的串行通訊口，所以單片機和電腦之間可以方便的進行串口通訊。進行串行口通訊時要滿足一定的條件，電腦的串口是RS232電平，而單片機的串口是TTL電平，兩者之間必須有一個電平轉換電路，我們采用了專用芯片MAX202進行轉換，采用專用芯片比三極管模擬轉換更簡單可靠。

所述主站無線模塊22和分站無線模塊32均采用XL4432-D01模塊。無線模塊負責控制系統主站20和各分站30的數據交換傳輸。XL4432-D01是采用silicon Lab公司的無線收發IC SI4432設計的一款高性能433 M無線收發模塊，具有多種調制方式，工作在433.92 M的國際通用ISM頻段，最高調制速率可達128KBPS。基于SPI接口方式，很方便于各種MCU連接。模塊大小46*18.5mm，254mm間距的雙排插針接口，使用外置天線設計，開闊地1.2k速率下，收發10個字節的數據量測試距離最遠可達2500米左右。

如圖1所示，所述數字溫度傳感器33用于采集終端區域環境溫度，與各分站30處理器的I/O口P1.7口相連接。其采用DALLAS半導體公司推出的一種“一線總線”接口的溫度傳感器，型號為DS18B20。其與傳統的熱敏電阻等測溫元件相比，它是一種新型的體積小、適用電壓寬、與微處理器接口簡單的數字化溫度傳感器。一線總線結構具有簡潔且經濟的特點，可使用戶輕松地組建傳感器網絡，從而為測量系統的構建引入全新概念。

此款DS18B20數字溫度傳感器33特點如下:

1)測量溫度范圍為-55～+125℃ 。

2)在-10～+85℃范圍內，精度為±0.5℃。

3)可程序設定9～12位的分辨率。

4)3.0～5.5V 的工作電壓范圍。

5)自帶EEPROM，可用于存儲設定分辨率及用戶設定的報警溫度。

6)轉換得到一次數字輸出需要750ms(Max)。

7)數據線(DQ)也可以用來提供電源(寄生電源，實現方式見datasheet)

所述數字溫度傳感器33直接以“一線總線”的數字方式傳輸，大大提高了系統的抗干擾性。它能直接讀出被測溫度，并且可根據實際要求通過簡單的編程實現9～l2位的數字值讀數方式。采用多種封裝形式，從而使系統設計靈活、方便。

再有，所述主站20和分站30上均分別設有LCD顯示屏，分別是指主站LCD顯示屏23和分站LCD顯示屏35，該主站LCD顯示屏23相接于主站STC單片機P0口，該分站LCD顯示屏35相接于分站STC單片機P0口。各分站30站點的區域溫度和運行狀態均會顯示在LCD顯示屏上，以及還上傳至上位機10，從電腦顯示器11中示出。

本實用之分站的電路，由于電路設計基本與主站相同，對于其功能以及型號應用在此不再贅述。

綜上所述，本實用的設計重點在于，本控制系統的上位機10(電腦)通過USB口與系統主站20串行口連接通訊，主站20與各分站30之間的數據傳送是通過XL4432-D01無線發射模塊進行數據傳送。由各分站30溫度傳感器DS18B20采集各區域現場溫度數據進行邏輯比較執行，同時將溫度數據及運行狀態傳送到主站20，主站20在將數據送入上位機10(電腦)畫面上顯示各站點區域的溫度和運行狀態，(溫度數據在各分站30和主站20的LCD上都同時顯示)。上位機10畫面用VB控件編寫的虛擬按鈕可手自動切換控制，在自動狀態下運行時均按照設定的時間與邏輯關系適時環境質量隨機自動運行，當切換到手動狀態運行時、可手動鼠標在電腦畫面上啟停對應各分站30終端設備40。

結束語

該系統投入運行后，其性能相對穩定，但隨著電子技術的不斷發展，會發現有不完善的地方，我們將在今后的實踐工作中不斷的對其升級、改進。在此，我表示歡迎同行們提出批評和指導。

說明書附圖

圖1