一、項(xiàng)目名稱
 

遠(yuǎn)距離數(shù)字式溫濕度測(cè)控系統(tǒng)

二、項(xiàng)目研發(fā)的意義和背景
 

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，利用計(jì)算機(jī)來進(jìn)行糧情檢測(cè)和智能化管理，正在我國蓬勃開展，近幾年來，
很多廠家都陸續(xù)推出了可以滿足使用要求的溫濕測(cè)控系統(tǒng)，但由于是采取模式集中布線，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)預(yù)留要求較多，
安裝復(fù)雜，而且采取模測(cè)溫存在的一些技術(shù)問題隨著使用要求的不斷提高而顯得越來越突出。
模擬式溫濕測(cè)控系統(tǒng)存在的問題：
1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，穩(wěn)定性差，使用壽命短；
2、抗*力差；
3、檢測(cè)精度低，而且受硬件分壓的影響造成數(shù)據(jù)偏差；
4、設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)安裝繁瑣，手工結(jié)點(diǎn)太多，經(jīng)受薰蒸和腐蝕的能力差；
5、檢測(cè)時(shí)間長，效率低；
6、系統(tǒng)故障現(xiàn)象繁多，維護(hù)及排除故障時(shí)麻煩；
7、抗雷南擊和意外損害的能力差。
模擬式測(cè)溫系統(tǒng)的這些弊端無疑是系統(tǒng)推廣的瓶頸，目前已有一些廠家著手研發(fā)了能夠解決一定問題的新一代測(cè)溫系統(tǒng)，但其仍然存在一些無法避免的問題：
（1）受測(cè)量距離的限制，系統(tǒng)測(cè)點(diǎn)容量無法提高，無法勝任較大倉形和多倉并用的環(huán)境
（2）單總線上某一測(cè)點(diǎn)出現(xiàn)故障發(fā)生干擾時(shí)，總線將無法處于正常狀態(tài)。系統(tǒng)診斷故障原因的能力差，維護(hù)及排除故障時(shí)麻煩。

三、項(xiàng)目系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)共分四部分：
（1）上位微機(jī)部分 測(cè)控微機(jī)與遠(yuǎn)程微機(jī)
（2）系統(tǒng)硬件部分 測(cè)控主機(jī)與測(cè)控分機(jī)
（3）溫度傳感器部分 數(shù)字溫度傳感器（DS18B20） 
（4）標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)充接口部分 濕度傳感器、水分傳感器

四、項(xiàng)目突出的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

1、充分體現(xiàn)單總線（One wire）技術(shù)的特點(diǎn) 
如果項(xiàng)目的數(shù)字化僅僅是將傳統(tǒng)的熱敏電阻更換成數(shù)字式溫度傳感器，而不去解決單總線遠(yuǎn)距離傳輸上的問題，
這個(gè)數(shù)字化其實(shí)并沒有實(shí)際意義。現(xiàn)場(chǎng)電纜仍然要分路，電纜用量也就無法減少，測(cè)量速度依舊無法提高。
我們?cè)趩慰偩€遠(yuǎn)距離傳輸方面著重做出改進(jìn)，終取得了成功，單路總線遠(yuǎn)測(cè)點(diǎn)可達(dá)200米，一條總線連接
倉房所有測(cè)溫電纜，大大減少電纜使用量，并且可大限度地提高數(shù)據(jù)采集速度。
 

2、分機(jī)測(cè)點(diǎn)容量得到大限度的擴(kuò)充 

要想在較大倉形和多倉并用分機(jī)的環(huán)境勝任工作，除了單總線遠(yuǎn)距離傳輸外，還必須大限度地提高測(cè)點(diǎn)容量；
以往由于分機(jī)測(cè)點(diǎn)數(shù)量達(dá)不到，而使用多臺(tái)分機(jī)的方法，不但提高成本而且加重了系統(tǒng)的負(fù)載。
我們的分機(jī)單臺(tái)測(cè)點(diǎn)容量可達(dá)1K；距離較近的小倉（或廒間）可并用一臺(tái)分機(jī)，后安裝的倉無需連接過多的電纜，
也無需對(duì)先安裝的倉進(jìn)行改造，只需延長單根總線即可。
遠(yuǎn)距離單總線技術(shù)和大容易分機(jī)的結(jié)合無疑是解決大倉形和多倉并用分機(jī)的佳方案。
 

3、故障自診斷?~力 

               采用數(shù)字式單總線技術(shù)就必然會(huì)面臨一個(gè)總線故障點(diǎn)干擾的技術(shù)難題。在上千個(gè)數(shù)字傳感器中，
誰也不能保證任何一個(gè)都永遠(yuǎn)不會(huì)出故障，所有點(diǎn)都是并連平等的，任何一點(diǎn)的故障都有可能導(dǎo)總線狀態(tài)的
錯(cuò)亂致使系統(tǒng)癱瘓。關(guān)鍵是能精確地判斷出故障位置才能將問題變得簡單。
我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)就考慮到了這一問題，在分機(jī)上做了優(yōu)化處理，與倉內(nèi)總線上的診斷器協(xié)作。一旦數(shù)據(jù)傳輸異常，
就由分機(jī)啟動(dòng)診斷器工作，逐一檢查總線上可能出現(xiàn)故障的環(huán)節(jié)，再配合上位軟件的分析，可精確地診斷出故障原因，排除故障測(cè)溫電纜。

故障自診斷能力的實(shí)現(xiàn)，大大減少了系統(tǒng)維修的工作量，提高工作效率，使系統(tǒng)的維護(hù)工作變得單間。
 

4、*的防雷擊電路和智能故障切換電路 

如果不在設(shè)計(jì)時(shí)為防雷擊和抗意外損外能力做好精心考慮，再穩(wěn)定的系統(tǒng)一旦安裝于現(xiàn)場(chǎng)，遇到現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜情況后，都很可能會(huì)面臨崩潰。

我們的系統(tǒng)考慮到了這一點(diǎn)，在引進(jìn)了*進(jìn)防雷電路的同時(shí)，還配合有智能故障切換電路，為分機(jī)加上雙重保護(hù)。
智能故障切換電備用分機(jī)部件，并將故障報(bào)告向上提交，在不影響系統(tǒng)使用的情況下，為維護(hù)爭取時(shí)間。
 

5、自動(dòng)電源管理24小時(shí)響應(yīng)遠(yuǎn)程檢測(cè) 

設(shè)備主機(jī)可24小時(shí)處于待機(jī)狀態(tài)，當(dāng)有指令到達(dá)時(shí)自動(dòng)打開分機(jī)電源進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，測(cè)量完自動(dòng)切斷電源處待機(jī)狀態(tài)。

無論何時(shí)何時(shí)，只要通過線或INTERNET網(wǎng)絡(luò)都可以看到實(shí)時(shí)的糧溫?cái)?shù)據(jù)。

五、項(xiàng)目其它的技術(shù)改進(jìn)
1、全數(shù)字式數(shù)據(jù)采集和信號(hào)傳輸

測(cè)溫點(diǎn)與分機(jī)之間的連接采用新單總線技術(shù)，每個(gè)數(shù)字傳感器分配的地址碼；分機(jī)與通訊主機(jī)間采用總線485通訊；
主機(jī)與計(jì)算機(jī)間采用USB串行通訊技術(shù)。全數(shù)字化的數(shù)據(jù)采集和傳輸抗*力強(qiáng)，數(shù)據(jù)包的層層校驗(yàn)使誤差降到低。
2、簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，減少入障點(diǎn)

系統(tǒng)硬?X部分只有主機(jī)----分機(jī)兩級(jí)結(jié)構(gòu)，分機(jī)總線式與所有數(shù)字溫度傳感器相連，中間環(huán)節(jié)少，
不但減少了數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)耗費(fèi)的時(shí)間，而且系統(tǒng)出現(xiàn)故障的機(jī)率大大降低。 
3、采用*的數(shù)字式溫度傳感器，測(cè)量精度高，使用壽命長測(cè)溫點(diǎn)采用美國數(shù)字式溫度傳感器（DS18B20），
     測(cè)量精度可達(dá)±0.5，不受分機(jī)分壓的影響，傳感器內(nèi)直接轉(zhuǎn)換溫度值。并且精密的優(yōu)化處理使其使用壽命比傳統(tǒng)熱敏電阻高出5到10倍。
4、采用總線插接方式，安裝方便，維護(hù)簡單與傳統(tǒng)的測(cè)溫系統(tǒng)相比，無需現(xiàn)場(chǎng)預(yù)留設(shè)備位置，避免了安裝繁瑣、
      影響現(xiàn)場(chǎng)布局的麻煩。采用單總線插接方式連接，安裝時(shí)只需將總線鋪設(shè)于糧面或淺埋入糧堆內(nèi)，然后將電纜
     的插頭與連接器相連即可，無需手工焊接，即省時(shí)又安全。
     當(dāng)系統(tǒng)診斷到故障點(diǎn)，需要換測(cè)溫電纜時(shí)，只需拔掉接口電纜插入新的電纜即可，維修工作變得相當(dāng)簡單。
5、系統(tǒng)響應(yīng)速度快，輪詢測(cè)量時(shí)間短，與傳統(tǒng)的測(cè)溫系統(tǒng)相比，測(cè)量時(shí)間和響應(yīng)速度方面系統(tǒng)都有了大的提高。
     測(cè)量時(shí)只需1秒鐘就可以看到動(dòng)態(tài)采集中的溫度數(shù)據(jù)，采集完成全部測(cè)溫點(diǎn)的時(shí)間根據(jù)測(cè)溫點(diǎn)的數(shù)量動(dòng)態(tài)伸縮，
    1K測(cè)溫點(diǎn)采集完畢的時(shí)間在30秒鐘左右。特別在分機(jī)比較多的情況下，所有分機(jī)輪詢的時(shí)間更能縮短，并且可以邊測(cè)量邊打印，大大提高工效率。 
6、為系統(tǒng)在使用前和使用后的存放問題做了精心烤慮，傳統(tǒng)的測(cè)溫系統(tǒng)由于是固定位置安裝，所以在不使用的時(shí)候也必需擺放在現(xiàn)場(chǎng)，存在很多不安全因素。

作為安裝方便的數(shù)字式系統(tǒng)，在使用前和使用后可以妥善存放于設(shè)備集裝箱內(nèi)，不但保護(hù)設(shè)備、延長系統(tǒng)的使用壽命，也讓使用時(shí)的安裝工作有條有序。 
7、無手工結(jié)點(diǎn)，插接設(shè)備處理完好，無薰蒸和腐蝕之憂 
     現(xiàn)場(chǎng)安裝總線插接方式，所有接線盒做密閉處理。測(cè)溫總線和測(cè)溫電纜加鋼絲處理。整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)安裝過程無需任何手工焊接，
     確保無因薰蒸和腐蝕而造成損壞的可能。
8、系統(tǒng)上位軟件突破傳統(tǒng)的表格式數(shù)據(jù)顯示模式，采用立體的圖形顯示，分層分列，并且以顏色的變化
        反應(yīng)溫度的高低情況以曲線的形式反應(yīng)溫度的變化情況；以歷史比較的方法反應(yīng)溫度的查閱。

通過網(wǎng)絡(luò)，在其它計(jì)算機(jī)上也可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的查閱。

可以服務(wù)器做數(shù)據(jù)的匯總處理，特別適用于監(jiān)管庫和代儲(chǔ)庫的管理模式。 
9、用戶密碼機(jī)制，保護(hù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全

系統(tǒng)軟件設(shè)置不同用戶權(quán)限和密碼機(jī)制，各用戶也可設(shè)置不同的權(quán)限倉房，為用戶的使用提供*的方便，并確保數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)安全。

六、項(xiàng)目在行業(yè)中的應(yīng)用范圍

該項(xiàng)目可廣范應(yīng)用于糧庫、檔案庫等有測(cè)溫測(cè)濕需要的環(huán)境，特別適合倉型較大或測(cè)溫點(diǎn)距離較遠(yuǎn)的情況。以后亦可向蔬菜等儲(chǔ)藏庫推廣。

七、項(xiàng)目系統(tǒng)參數(shù)表
上位軟件：
標(biāo)準(zhǔn)WINDOWS界面，可運(yùn)行于WIN98/2000/XP
標(biāo)準(zhǔn)Access數(shù)據(jù)庫存接口
測(cè)控主機(jī)：
通訊端口串口/USB可選 
系統(tǒng)容量64臺(tái)測(cè)控分機(jī)
測(cè)控分機(jī)：
系統(tǒng)容量1K數(shù)字溫度傳感器
4支濕度傳感器
標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)充接口可多連接64臺(tái)控制器
測(cè)溫測(cè)濕技術(shù)指標(biāo)
測(cè)溫范圍 -30℃ ∽ +60℃
測(cè)溫誤差 ≤ ±0.5℃
測(cè)溫重復(fù)誤差 ≤±0.1℃
測(cè)濕范圍 20-99%
測(cè)濕誤差 ≤±2%RH
測(cè)濕重復(fù)誤差 ≤±0.5%RH