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1、(10)申请公布号 CN 103017921 A (43)申请公布日 2013.04.03 CN 103017921 A *CN103017921A* (21)申请号 201210407947.5 (22)申请日 2012.10.24 G01K 7/00(2006.01) G08C 19/00(2006.01) (71)申请人 北京信息科技大学 地址 100192 北京市海淀区清河小营东路 12 号北京信息科技大学 (72)发明人 艾红 (74)专利代理机构 北京中建联合知识产权代理 事务所 11004 代理人 朱丽岩 刘湘舟 (54) 发明名称 网络化多点温度监测系统及其与上位机数据 通信的。
2、方法 (57) 摘要 本发明公开了一种网络化多点温度监测系统 及其与上位机数据通信的方法， 包括以下步骤 ： 在上位机中安装力控组态监控软件 ； 将多点温度 监测系统通过单片机与上位机用 RS485 接口连 接 ； 在上位机中通过所述力控组态监控软件进行 设备配置 ； 通过所述力控组态监控软件进行数据 组态， 即进行数据的偏移地址分配。 本发明通过将 网络化多点测温系统与上位机通过 RS485 通信连 接后， 再通过力控软件设备及数据组态后进行通 信， 使得所述上位机可以用力控组态软件实时显 示采集的多点温度值， 便于监控与管理， 解决了在 远程传输时容易受到干扰， 而在进行远程传输时， 存在。
3、传输信号不强的问题。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 9 页 附图 11 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 9 页 附图 11 页 1/2 页 2 1. 一种网络化多点温度监测系统， 其特征在于， 包括多个用于测量多点温度的数字温 度传感器、 控制器 ； 所述控制器包括一与所述数字温度传感器经单总线连接的单片机， 与所 述单片机连接的键盘、 数据存储器、 显示模块以及报警模块 ； 所述单片机包括中央处理器以 及 ： 温度数值读取模块， 用于读取所述数字温度传感器采集的温度数据后发送至所述显示 模块进行显示 ； 温度报。
4、警查询模块， 用于查询判断所述数字温度传感器采集的测量点的温度值是否超 出预设上下限温度报警触发值 ； 在触发时通过所述报警模块报警。 2. 根据权利要求 1 所述的网络化多点温度监测系统， 其特征在于， 所述单片机包括 ： 数据通路选择模块， 用于选择某一路数据通路来读取所述数字温度传感器的温度数 据。 3. 历史报警数据输出模块， 用于根据输入指令输出历史报警数据到所述显示模块显 示。 4. 传感器损坏识别模块， 用于通过和校验方式判断所述数字温度传感器是否损坏， 在 判断损坏时输出错误提示信息至所述显示模块提示告知。 5. 报警参数设定模块， 用于设定每个数字温度传感器的上下限温度报警值。
5、。 6. 定检模块， 用于根据定检指令启动定检程序进行指定区域或空间的多点温度监测。 7. 根据权利要求 1 所述的网络化多点温度监测系统， 其特征在于， 所述报警参数设定 模块包括 ： 参数输入单元， 用于输入每个数字温度传感器的上下限温度报警值参数 ； 输入参数判断单元， 用于判断所述的输入参数与预存的参数规范是否符合 ； 输入参数写入单元， 用于所述的输入参数符合预存的参数规范时， 将所述输入的参数 数据写入到对应的数字温度传感器中 ； 输入参数错误提示单元， 用于所述的输入参数不符合预存的参数规范时， 发出错误提 示信息。 8. 根据权利要求 13 任一项所述的网络化多点温度监测系统，。
6、 其特征在于， 还包括一 上位机， 内置组态监控软件， 与所述的单片机通信连接， 用于通过所述单片机获取、 实时显 示所述数字温度传感器采集的温度数据以及所述单片机存储的数据， 进行实时远程监控与 管理。 9. 一种网络化多点温度监测系统与上位机的通信方法， 其特征在于， 包括以下步骤 ： 在上位机中安装力控组态监控软件 ； 将多点温度监测系统通过单片机与上位机用 RS485 接口连接 ； 在上位机中通过所述力控组态监控软件进行设备配置 ； 通过所述力控组态监控软件进行数据组态， 即进行数据的偏移地址分配。 10. 根据权利要求 5 所述的网络化多点温度监测系统与上位机的通信方法， 其特征在 。
7、于， 所述设备配置包括设置更新周期、 超时时间、 设备地址、 通信方式、 设备名称、 设备描述、 设备扫描周期、 数据包采集失败后重试次数以及下置失败次数， 通信串口参数、 串口波特率 以及校验方式。 11. 根据权利要求 5 所述的网络化多点温度监测系统与上位机的通信方法， 其特征在 权 利 要 求 书 CN 103017921 A 2 2/2 页 3 于， 在数据组态时， 将0-19地址组态为温度值， 20-29地址组态为报警上限值， 30-39地址组 态为报警下限值。 12.根据权利要求5或7所述的网络化多点温度监测系统与上位机的通信方法， 其特征 在于， 在数据组态时， 先对各个温度采。
8、集点进行命名， 然后对所述采集点的瞬时值、 下限报 警值、 上限报警值进行组态， 数据显示时温度的整数和小数采用两个字节分别显示， 且只在 要显示整数数据的点上组态上限报警和下限报警值的偏移地址。 13. 根据权利要求 5 所述的网络化多点温度监测系统与上位机的通信方法， 其特征在 于， 所述上位机通过所述的力控组态软件读数据命令格式为 ： STXStaRDataTypeDataAddrDataNumETXLRC0D0A STX 为报文开始码， ETX 为报文结束码， 0D 为回车， 0A 为换行 ； Sta 是设备地址， 与在力 控组态软件组态时建立的设备地址相同， R 是读标志， Data。
9、Type 表示需要交换的数据类型， DataAddr 是数据偏移地址， 低字节在前， 高字节在后 ； DataNum 是要读取数据的数量， LRC 是从第一个字节至 LRC 前的所有字节的异或值。 14. 根据权利要求 5 所述的网络化多点温度监测系统与上位机的通信方法， 其特征在 于， 所述上位机通过所述的力控组态软件写数据命令格式为 ： STXStaWDataTypeDataAddrDataETXLRC0D0A STX 为报文开始码， ETX 为报文结束码， 0D 为回车， 0A 为换行， Sta 是设备地址， 与在力 控组态软件组态时建立的设备地址相同， W 是写标志， DataType。
10、 表示需要交换的数据类型， DataAddr 是数据偏移地址， 低字节在前， 高字节在后， Data 是实际传输的数据， 低字节在 前， 高字节在后 ； LRC 是从第一个字节至 LRC 前的所有字节的异或值。 权 利 要 求 书 CN 103017921 A 3 1/9 页 4 网络化多点温度监测系统及其与上位机数据通信的方法 技术领域 0001 本发明涉及一种网络化多点温度监测系统与上位机的通信方法。 背景技术 0002 温度实时显示系统的应用也越来越广泛， 温度测量在工业控制、 医疗仪器、 家用电 器等各种温度控制系统中的广泛应用， 由过去的单点测量向多点测量发展。比如空调遥控 器上当前。
11、室温的显示、 热水器温度的显示等。 0003 目前， 在多点温度检测系统中， 关键是对多个采样点的温度进行监测。 多点温度监 测系统一般是通过单片机来控制， 采集温度传感器的温度数据， 再传输到上位监控计算机 进行显示。在传统多点温度测量系统中， 温度传感器与计算机接口的连接是通过若干条导 线连接的， 这样， 在一个室内多点温度测量系统中， 接线会非常多， 导线往往不易铺设， 使得 测量工作非常困难。又由于目前采用数据线直接与监控上位机连接， 在通过上位监控计算 机进行实时监控时， 存在着不能有效将多点温度监测系统实时采集的多点温度数据传输到 上位监控计算机的问题， 当传感器数量较多， 并且信。
12、号需要长距离传输时， 会出现信号线相 互之间容易产生干扰、 传输信号不强的问题。 发明内容 0004 本发明的目的在于克服上述不足之处而提供一种网络化多点温度监测系统及其 与上位机数据通信的方法， 旨在解决目前的多点测温系统的传感器与计算机接口的连接是 通过若干条导线连接而产生的接线非常多， 导线不易铺设， 使得测量工作非常困难的问题， 并解决目前不能有效地通过远程方式实时显示网络化多点测温系统实时采集的多点温度 数据进行有效监控的问题。 0005 为实现上述目的， 本发明所采用的技术方案是 ： 一种网络化多点温度监测系统， 包括多个用于测量多点温度的数字温度传感器、 控制 器 ； 所述控制器。
13、包括一与所述数字温度传感器经单总线连接的单片机， 与所述单片机连接 的键盘、 数据存储器、 显示模块以及报警模块 ； 所述单片机包括中央处理器以及 ： 温度数值读取模块， 用于读取所述数字温度传感器采集的温度数据后发送至所述显示 模块进行显示。 0006 温度报警查询模块， 用于查询判断所述数字温度传感器采集的测量点的温度值是 否超出预设上下限温度报警触发值 ； 在触发时通过所述报警模块报警。 0007 所述单片机包括 ： 数据通路选择模块， 用于选择某一路数据通路来读取所述数字温度传感器的温度数 据。 0008 历史报警数据输出模块， 用于根据输入指令输出历史报警数据到所述显示模块显 示。 。
14、0009 传感器损坏识别模块， 用于通过和校验方式判断所述数字温度传感器是否损坏， 说 明 书 CN 103017921 A 4 2/9 页 5 在判断损坏时输出错误提示信息至所述显示模块提示告知。 0010 报警参数设定模块， 用于设定每个数字温度传感器的上下限温度报警值。 0011 定检模块， 用于根据定检指令启动定检程序进行指定区域或空间的多点温度监 测。 0012 所述报警参数设定模块包括 ： 参数输入单元， 用于输入每个数字温度传感器的上下限温度报警值参数。 0013 输入参数判断单元， 用于判断所述的输入参数与预存的参数规范是否符合。 0014 输入参数写入单元， 用于所述的输入参。
15、数符合预存的参数规范时， 将所述输入的 参数数据写入到对应的数字温度传感器中。 0015 输入参数错误提示单元， 用于所述的输入参数不符合预存的参数规范时， 发出错 误提示信息。 0016 还包括一上位机， 内置组态监控软件， 与所述的单片机通信连接， 用于通过所述单 片机获取、 实时显示所述数字温度传感器采集的温度数据以及所述单片机存储的数据， 进 行实时远程监控与管理。 0017 一种网络化多点温度监测系统与上位机的通信方法， 包括以下步骤 ： 在上位机中安装力控组态监控软件 ； 将多点温度监测系统通过单片机与上位机用 RS485 接口连接 ； 在上位机中通过所述力控组态监控软件进行设备配。
16、置 ； 通过所述力控组态监控软件进行数据组态， 即进行数据的偏移地址分配。 0018 所述设备配置包括设置更新周期、 超时时间、 设备地址、 通信方式、 设备名称、 设备 描述、 设备扫描周期、 数据包采集失败后重试次数以及下置失败次数， 通信串口参数、 串口 波特率以及校验方式。 0019 在数据组态时， 将 0-19 地址组态为温度值， 20-29 地址组态为报警上限值， 30-39 地址组态为报警下限值。 0020 在数据组态时， 先对各个温度采集点进行命名， 然后对所述采集点的瞬时值、 下限 报警值、 上限报警值进行组态， 数据显示时温度的整数和小数采用两个字节分别显示， 且只 在要显。
17、示整数数据的点上组态上限报警和下限报警值的偏移地址。 0021 所述上位机通过所述的力控组态软件读数据命令格式为 ： STXStaR DataTypeDataAddrDataNumETXLRC0D0A STX 为报文开始码， ETX 为报文结束码， 0D 为回车， 0A 为换行 ； Sta 是设备地址， 与在力 控组态软件组态时建立的设备地址相同， R 是读标志， DataType 表示需要交换的数据类型， DataAddr 是数据偏移地址， 低字节在前， 高字节在后 ； DataNum 是要读取数据的数量， LRC 是从第一个字节至 LRC 前的所有字节的异或值。 0022 所述上位机通过所。
18、述的力控组态软件写数据命令格式为 ： STXStaW DataTypeDataAddrDataETXLRC0D0A STX 为报文开始码， ETX 为报文结束码， 0D 为回车， 0A 为换行， Sta 是设备地址， 与在力 控组态软件组态时建立的设备地址相同， W 是写标志， DataType 表示需要交换的数据类型， DataAddr 是数据偏移地址， 低字节在前， 高字节在后， Data 是实际传输的数据， 低字节在 前， 高字节在后 ； LRC 是从第一个字节至 LRC 前的所有字节的异或值。 0023 与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果 ： 说 明 书 CN 10301792。
19、1 A 5 3/9 页 6 本发明通过单片机实时采集数字温度传感器的采集的测量点的温度值， 通过显示模块 实时显示， 实现了实时监测多点温度， 解决了现有多点测温系统或装置采用普通的模拟温 度传感器采集多点温度时， 致使传感器与计算机接口的连接是通过若干条导线连接而产生 的接线非常多， 导线不易铺设， 使得测量工作非常困难的问题。 将网络化多点测温系统与上 位机通过 RS485 通信连接后， 再通过力控软件进行设备及数据组态后进行通信， 使得所述 上位机可以用力控组态软件实时显示采集的多点温度值， 便于监控与管理， 解决了在远程 传输时容易受到干扰， 而在进行远程传输时， 存在传输信号不强的问。
20、题。 0024 附图说明 0025 图 1 所示为本发明实施例提供的多点温度监测系统的原理示意图 ； 图 2 所示为本发明实施例提供的多点温度监测系统的硬件连接示意图 ; 图 3 所示为本发明实施例提供的单片机的内部结构框图 ； 图 4 所示为本发明实施例提供的报警查询流程图 ； 图 5 所示为本发明实施例提供的数据通路选择流程图 ； 图 6 所示为本发明实施例提供的报警参数设定模拟的结构框图 ； 图 7 所示为本发明实施例提供的报警参数设定的流程图 ； 图 8 所示为本发明实施例提供的定检程序的流程图 ； 图 9 所示为本发明实施例提供的测温流程图。 0026 图 10 所示为本发明实施例提。
21、供的步骤流程图。 0027 图 11 所示为设备配置的窗口画面 ； 图 12 所示为点组态偏移地址的画面 ; 图 13 所示为力控组态软件向单片机发送读报文数据格式的画面 ； 图 14 所示为力控组态软件向单片机发送写报文数据格式的画面 ； 图 15 所示为组态窗口画面 ； 图 16 所示为数据下置状态画面。 0028 具体实施方式 0029 为了使本发明的目的、 技术方案及优点更加清楚明白， 以下结合附图， 对本发明进 行进一步详细说明。 0030 参见图 12 所示， 一种多点温度监测系统， 包括多个用于测量多点温度的数字温 度传感器、 控制器 ； 所述控制器包括一与所述数字温度传感器经单。
22、总线连接的单片机， 与所 述单片机连接的键盘、 数据存储器、 显示模块以及报警模块 ； 参见图 3 所示， 所述单片机包 括中央处理器以及 ： 温度数值读取模块， 用于读取所述数字温度传感器采集的温度数据后发送至所述显示 模块进行显示 ； 温度报警查询模块， 用于查询判断所述数字温度传感器采集的测量点的温度值是否超 出预设上下限报警触发值 ； 在触发时通过所述报警模块报警。 说 明 书 CN 103017921 A 6 4/9 页 7 0031 参见图 4 所示， 该示出了本发明实施例提供的温度报警查询模块的报警查询流程 图。 0032 本发明实施例中， 温度报警查询模块每次采集到一个传感器的。
23、温度后， 用测得的 温度值和存储器中存储的上下限报警触发值相比较， 如果温度值大于上限触发值 TH 或小 于下限触发值 TL， 则启动报警模块报警。 0033 本发明实施例中， 还包括一报警确认模块， 用于在所述的报警模块报警后由用户 进行报警确认， 关闭所述报警模块报警。 具体实施时， 可通过外接输入设备键盘的确认按 键输入确认信号来实现。 0034 较优的， 所述的报警模块采用声音报警方式， 即通过蜂鸣器进行声音报警 ； 或者报 警信息提示方式， 即通过所述显示模块显示报警信息， 或者两种方式的结合。 0035 所述的显示模块采用 RT12864M 液晶显示模块， 在液晶屏上可以实时显示所。
24、述的 数字温度传感器采集的温度值以及时间。 0036 所述的数字温度传感器采用外部供电方式供电。 0037 本发明实施例中， 所述单片机采用 STC89C516RD， 所述数字温度传感器采用 DS18B20。 运用DS18B20 数字温度传感器的测温原理和它独特的单总线接口方式， 可以实现 多点测温， 由所述的单片机读取温度数据后上传至所述显示模块显示。 0038 由于数字温度传感器 DS18B20 为单总线结构， 一根线上挂接多个传感器时， 数据 的传输协议具有严格的标准。由于数字温度传感器 DS18B20 自身的传输距离较短 （一般在 50 m 以内） ， 当采样点和单片机距离较远时， 数。
25、据便不能够有效的传输， 为了实现远距离传 输， 必须提高其传输能力。 0039 因此， 本发明实施例中， 使用 RS-485 通信接口使单片机与数字温度传感器 DS18B20 实现通信连接， 进行多点温度数据的采集。其硬件连接图参见图 2 所示。 0040 本发明实施例采用 MAX487 芯片把温度信号转换成能够远传的 RS-485 格式信号， 通过 RS-485 通信接口可以使信号能够远距离传输。所述的 MAX487 的读写信号由单片机控 制， 数字温度传感器采集到的温度数据这样就能够远距离传输给单片机。 0041 MAX487 是 MAXIM 公司生产的用于 RS-485 与 RS-422。
26、 通信的低功耗收发器， 每个器 件中都具有一个驱动器和一个接收器， 能够实现最高 250kbps 的无差错数据传输。MAX487 的引脚 RO 为数据接收端， 引脚 DI 为数据发送端 ； 为接收使能控制端， 芯片处于接收数据 状态时， 必须置为 0。引脚 DE 为输出使能控制端， 芯片处于发送数据状态时， DE 必须置 1。 引脚 A 为同相输入端与同相输出端， 引脚 B 为反相输入端与反相输出端。 0042 另外， 由于数字温度传感器 DS18B20 是单总线传输器件， 当系统采用外部供电方 式时， 一根数据线就可以挂接多个测量器件， 减少了设备较多时布线的麻烦。 但是当单总线 上挂接过多。
27、的器件时， 则需要增加一路单总线结构。 0043 本发明实施例中， 以测量 10 个点的温度数据为例， 并采用分两路测量的方法， 即 每一路挂接 5 个传感器， 分别由单片机的 P1.0 与 P1.1 口控制。参见图 12， 第一路传感器 包含 5 个， 每个温度传感器分别编号 15， 温度数据由单片机 P1.0 口控制， 另一路传感器同 样包含 5 个， 每个温度传感器分别编号 610， 由 P1.1 口控制。 0044 参见图 3 所示， 本发明实施例中， 所述单片机进一步包括有 ： 数据通路选择模块， 用于选择某一路数据通路来读取所述数字温度传感器的温度数 说 明 书 CN 103017。
28、921 A 7 5/9 页 8 据。 0045 由于采用多路单总线结构进行多点测量， 因此本发明实施例中， 所述的单片机进 一步设有数据通路选择模块， 通过该数据通路模块可以实现选择某一数据通路， 读取选择 的通路传感器温度值， 该通路选择后， 可通过该数据通路读取与单片机连接的数字温度传 感器采集测量点的温度值。所述数据通路可是一个， 也可以两个， 或三个以上。可通过设 置一数据选择通路字节 DQ_select， 通过对 DQ_select 设定不同的取值， 来决定选择哪条通 路。如 DQ_select 取值为 0 时， 选择第一通路， 否则选择第二通路， 读取相应的数据通路的 数字温度传感。
29、器的温度数据后， 所述的DQ_select取值相应置位为1或0。 数据通路选择流 程见图 5 所示。 0046 仍参见图 3 所示， 本发明实施例中， 所述单片机还包括 ： 历史报警数据输出模块， 用于根据输入指令输出历史报警数据到所述显示模块显示。 0047 当需要查询历史报警数据时， 可以通过外部输入设备键盘输入查询指令， 通过 该历史报警数据输出模块输出历史报警数据到所述显示模块显示。 所述的历史报警数据存 储于所述的数据存储器中， 在接收到外部命令后， 从所述的数据存储器中读取相应的报警 数据输出到所述显示模块显示。 0048 仍参见图 3 所示， 本发明实施例中， 所述单片机包括 ：。
30、 传感器损坏识别模块， 用于对传感器进行序列号匹配时， 通过判断和校验次数是否超 过设定次数来判断所述数字温度传感器是否损坏， 超过设定次数时则判断损坏时输出错误 提示信息至所述显示模块提示告知。 0049 由于测量的点数较多， 如果某测量点的传感器毁坏， 则在对这个传感器进行匹配 序列号时就会发生错误， 序列号匹配程序因此陷入死循环， 温度数据读取无法正常进行。 因 此当某个传感器发生错误时， 应该尽快识别是哪个传感器发生了错误， 然后针对提示进行 处理， 使整个系统恢复正常。为此， 本发明实施例通过传感器损坏识别模块， 对和校验的次 数进行设定， 如果和校验错误达到设定次数， 如 5 次时。
31、， 便认定这个传感器已毁坏， 然后通 过显示模块显示错误信息。 0050 参见图 3 所示， 本发明实施例中， 所述单片机还进一步包括 ： 报警参数设定模块， 用于设定每个数字温度传感器的上下限温度报警触发值存储于所 述数字温度传感器中。 可通过输入设备， 如所述的键盘修改、 设定各个数字温度传感器的上 下限报警触发值。其上下限温度报警触发值设定程序参见图 7 所示。 0051 参见图 6 所示， 本发明实施例中， 所述的报警参数设定模块还包括参数输入单元、 输入参数判断单元、 输入参数写入单元以及输入参数错误提示单元 ； 参数输入单元， 用于输入每个数字温度传感器的上下限温度报警值参数 ； 。
32、写入的数据 暂时存储于一个存储空间内 ； 输入参数判断单元， 用于判断所述的输入参数与预存的参数规范是否符合 ； 输入参数写入单元， 用于所述的输入参数符合预存的参数规范时， 将所述输入的参数 数据写入到对应的数字温度传感器中 ； 输入参数错误提示单元， 用于所述的输入参数不符合预存的参数规范时， 发出错误提 示信息。该错误信息可以通过所述的显示模块来显示。 0052 参见图 3 所示， 本发明实施例中， 所述的单片机还包括有定检模块， 用于根据定检 说 明 书 CN 103017921 A 8 6/9 页 9 指令启动定检程序进行指定区域或空间的多点温度监测。其定检程序参见图 8 所示。 0。
33、053 通过所述键盘输入定检指令， 单片机收到定检指令后， 启动所述定检模块 ； 首先， 判断输入的房间号是否正确， 正确则初始化对应的数字温度传感器， 按照读取程序， 读取对 应的数字温度传感器采集的温度数据 ； 否则， 通过显示模块显示输入错误。 0054 参见图 1 所示， 本发明实施例中， 所述的多点温度监测系统， 还包括一上位机， 其 内置组态监控软件， 与所述的单片机通信连接， 用于通过所述单片机获取、 实时显示所述数 字温度传感器采集的温度数据以及所述单片机存储的数据， 包括温度历史数据、 历史报警 数据等， 同时， 提供报表打印及温度报警， 进行实时远程监控与管理。 0055 。
34、本发明实施例中， 所述的组态监控软件采用力控组态软件。 0056 单片机响应所述监控计算机， 通过串口将采集并存储的温度数据按照一定格式， 上传给上位机进行实时显示。 所述的监控计算机按照相应的通信协议接收到单片机上传的 温度数据后， 完成原始温度数据记录， 利用组态软件即可实现对多点温度信号的实时监测， 同时实现温度报警、 温度历史数据及历史报警数据显示、 打印报表等工作以及系统运行情 况显示等， 从而实现通过所述的监控计算机可对采集的温度数据进行全面的管理和控制。 0057 本发明实施例中， 所述的上位机与所述单片机通过所述的 RS-485 接口连接通信。 采用 RS-232 标准传输数据。
35、时， 传输的距离会受到限制， 通过所述 RS 485 接口， 实现了上 位机与单片机之间远程通信。 0058 上位机通过数据读取程序， 向单片机循环发送相应的读数据格式。其中数据类型 为数据组态时定义的数据类型， 数据地址为要读取的第一个数据的偏移地址， 数据个数为 组态时定义的点数 ； 当单片机通过串口收到上位机发来的正确数据格式后， 向上位机发送 响应读数据格式命令， 在这个命令格式中便包含了单片机向上位机所要传送的数据， 上位 机根据数据的偏移地址， 把接收到的数据存储到相应的地址空间， 这样就完成一次数据传 输。 0059 当上位机改变某个数据后， 就会向单片机发送写数据命令格式， 在。
36、这帧数据格式 里包含了上位机要写的数据， 当单片机正确接收到这帧数据， 并从中取出数据后， 发送应答 写数据格式， 完成一次写数据的操作。 0060 下面对本发明所述多点测温监控系统的多点测温程序流程说明如下 ： 根据 DS18B20 的通信协议， 要依次对 DS18B20 初始化、 发 ROM 功能命令、 发存储器操 作命令， 当发温度转化命令后， 往往要延时足够的时间完成温度的转化， 这样当传感器较多 时， 循环采集一次的时间往往就比较长， 使得采集的温度数据实时性降低。 0061 为了提高多个传感器数据采集的效率， 本发明实施例中， 在读取传感器温度数据 时， 先执行跳过 ROM 命令，。
37、 然后发温度转化命令， 使所有传感器同时进行温度转化， 温度转 化完成后， 再依次发每个传感器的序列号， 读取相应的温度值。多点测温程序流程图如 8 所 示。 参见图 10 所示， 一种网络化多点温度监测系统与上位机的通信方法， 包括以下步骤 ： S101: 在上位机中安装力控组态监控软件 ； S102: 将多点温度监测系统通过单片机与上位机用 RS485 接口连接 ； S103: 在上位机中通过所述力控组态监控软件进行设备配置 ； S104: 通过所述力控组态监控软件进行数据组态， 即进行数据的偏移地址分配。 说 明 书 CN 103017921 A 9 7/9 页 10 0062 通过力控。
38、组态软件进行组态时， 首先进行设备配置， 打开设备配置窗口， 如图 11 所示， 进行相应的设备配置， 所述设备配置包括设置更新周期、 超时时间、 设备地址、 通信方 式、 设备名称、 设备描述、 设备扫描周期、 数据包采集失败后重试次数以及下置失败次数， 通 信串口参数、 串口波特率以及校验方式。其中， 通信方式选择用 RS485。 0063 在数据组态时， 将 0-19 地址组态为温度值， 20-29 地址组态为报警上限值， 30-39 地址组态为报警下限值。 0064 在数据组态时， 先对各个温度采集点进行命名， 然后对所述采集点的瞬时值、 下限 报警值、 上限报警值进行组态， 数据显示。
39、时温度的整数和小数采用两个字节分别显示， 且只 在要显示整数数据的点上组态上限报警和下限报警值的偏移地址。 0065 假如在设备组态时， 定义了名字为muc的I/O设备， 那么设备选择muc， 分别对这个 点的 PV 值 （瞬时值） 、 LO 值 （低限报警值） 、 HI 值 （高限报警值） 进行组态。数据显示时温度 的整数和小数采用的是两个字节分别显示， 实际建立的点数为 20 个， 其中只在要显示整数 数据的点上组态上限报警和下限报警值的偏移地址。20 个数据组态完成后的参数显示， 如 图 12 所示。从图中可以看出各个点组态的偏移地址。 0066 通过力控组态软件对设备、 数据进行组态后。
40、， 上位机会根据在设备组态里设定的 时间， 向多点测温系统的单片机循环发送一定的读数据格式。其中数据类型为数据组态时 定义的数据类型， 数据地址为要读取的第一个数据的偏移地址， 数据个数为组态时定义的 点数。 0067 当单片机通过通信串口收到上位机发来的正确数据格式后， 向上位机发送响应读 数据格式命令， 在这个命令格式中便包含了单片机向上位机所要传送的数据， 力控组态软 件根据数据的偏移地址， 把接收到的数据存储到相应的地址空间， 这样就完成一次数据传 输。 0068 当通过上位机的力控软件的界面内改变某个数据后， 力控组态软件就会向单片 机系统发送写数据命令格式， 在这帧数据格式里包含了。
41、力控组态软件要写的数据， 当单片 机正确的接收到这帧数据， 并从中取出数据后， 发送应答写数据格式， 完成一次写数据的操 作。 0069 本发明实施例中， 所述的力控组态软件和单片机总的数据通信个数为 40 个， 由于 力控每次最多能接收0x20个数据即32个数据。 因此40个数据需要分两批传送给力控组态 软件。 单片机和力控组态软件通信成功后， 力控组态软件就会首先发送如下数据格式， 在力 控的 I0 监视器可以看到， 图 13 所示力控组态软件向单片机发送读报文数据格式的画面。 0070 力控组态软件读数据命令格式 ： STXStaR DataTypeDataAddrDataNumETXL。
42、RC0D0A STX 为报文开始码 02H， ETX 为报文结束码 03H， 0D 为回车， 0A 为换行 ； Sta 是设备地址占 1 个字节， 与在力控组态软件组态时建立的设备地址相同。R 是读标 志， 内容是52H， 占 1个字节， DataType为1表示需要交换的数据类型为1个字节， DataAddr 是数据偏移地址占2字节， 低字节在前， 高字节在后。 数据偏移地址以字节为单位。 DataNum 是要读取数据的数量占 1 个字节， LRC 是从第一个字节至 LRC 前的所有字节的异或值占 1 个字节。 0071 例如 ： 02H00H52H01H20H00H08H03H7AH0DH。
43、0AH 说 明 书 CN 103017921 A 10 8/9 页 11 02H 为报文开始码， 00H 为设备地址， 52H 是读数据格式， 01H 说明数据类型 为 byte 型， 20H00H 为数据地址， 说明读取的字节是从偏移地址 0020H 开始， 08H 说明 传输的字节个数为 8 个， 03H 为报文结束码， 7AH 为前 8 个字节的较验码。单片机接收 到这个数据格式的报文后， 就会把8个数据通过RS232接口传给力控组态软件， 当力控收到 单片机传送上来的应答数据报文后， 开始发送下一帧读取报文数据格式。当单片机将数据 传输到力控组态软件后， 力控组态软件会根据数据的组态，。
44、 自动分配数据到相应的地址， 并 在相应地址中显示出来。 0072 在力控组态软件界面上修改数据时， 力控组态软件会对应发送写报文数据格式， 比如把第十个数据的高限值修改为 33， 需要用到发送写报文数据格式。力控组态软件向单 片机发送写报文数据格式， 如图 14 所示。 0073 力控组态软件写数据命令格式 ： STXStaW DataTypeDataAddrDataETXLRC0D0A STX 为报文开始码 02H， ETX 为报文结束码 03H， 0D 为回车， 0A 为换行， Sta是设备地址1个字节， 与在力控组态软件组态时建立的设备地址相同。 W是写标志， 内容是 57H， 占 1。
45、 个字节， DataType 为 1 表示需要交换的数据类型是 1 个字节， DataAddr 是数据偏移地址为 2 个字节， 低字节在前， 高字节在后。数据偏移地址以字节为单位。Data 是实际传输的数据， 低字节在前， 高字节在后， LRC 是从第一个字节至 LRC 前的所有字节的 异或值占 1 个字节。 0074 例如 ： 02H00H57H01H1DH00H21H03H6BH0DH0AH 02H 是报文开始码， 00H 是设备地址， 57H 表明为写数据报文， 01H 表示需要交 换的数据类型是1个字节， 1DH00H是写入数据的偏移地址， 1DH表明写入的为十进制 数 29， 在力控。
46、组态画面中， 组态的第十个数据的偏移地址即为 29， 如图 15 所示， 21H 即写 入的为十进制数 33。03H 是报文结束码， 6BH 是从第一个字节至 LRC 前的所有字节的 异或值占 1 个字节， 0DH 是回车， 0AH 是换行。 0075 当数据下置成功后， 就会在 IO 监视器上显示数据下置成功的信息， 如图 16 所示。 在相应的时间下显示， 组态的设备 （单片机） 采集各个点的数据开始、 下置超时、 下置成功的 状态信息。 0076 用在单片机与上位机间采用 RS-232 标准传输数据时， 传输距离会受到限制， 为了 实现数据的远传， 系统通过一个232转485的转换器， 。
47、在上位机与单片机之间搭建了一个能 够使信号远传的 RS-485 网络。 0077 该 RS-485 通信接口采用了平衡差分电路， 抗干扰能力强。由于需要把信号转化成 适于远传的 RS-485 标准信号， 系统需要一 MAX487 芯片完成相应的电平转化。数据传输主 要受MAX487读写信号的控制， 当单片机要通过串口发送数据时， 需要把MAX487状态置为发 送数据状态， 反之则处于接收数据状态。 0078 本发明通过数字温度传感器与单片机通信， 由单片机实时采集数字温度传感器的 采集的测量点的温度值， 通过显示模块实时显示， 断所述数字温度传感器采集的测量点的 温度值超出预设上下限温度报警值。
48、时通过报警模块报警， 实现了实时监测多点温度， 解决 了现有多点测温系统或装置采用普通的模拟温度传感器采集多点温度时， 致使传感器与计 算机接口的连接是通过若干条导线连接而产生的接线非常多， 导线不易铺设， 使得测量工 说 明 书 CN 103017921 A 11 9/9 页 12 作非常困难的问题。通过将网络化多点温度监测系统与上位机进行数据通信， 利用力控组 态软件实现了实时显示采集的多点温度值。 以上所述仅是本发明的优选实施方式， 应当指出， 对于本技术领域的普通技术人员来 说， 在不脱离本发明原理的前提下， 还可以做出若干改进和润饰， 这些改进和润饰也应视为 本发明的保护范围。 说 。
49、明 书 CN 103017921 A 12 1/11 页 13 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103017921 A 13 2/11 页 14 图 3 说 明 书 附 图 CN 103017921 A 14 3/11 页 15 图 4 说 明 书 附 图 CN 103017921 A 15 4/11 页 16 图 5 说 明 书 附 图 CN 103017921 A 16 5/11 页 17 图 6 说 明 书 附 图 CN 103017921 A 17 6/11 页 18 图 7图 8 说 明 书 附 图 CN 103017921 A 18 7/11 页 19 图 9 说 明 书 附 图 CN 103017921 A 19。