基于RS-485總線的智能變送器設(shè)計(jì).pdf

1、隨著全球氣候變暖，環(huán)境問(wèn)題日益突顯，人們對(duì)水文等環(huán)境信息的監(jiān)測(cè)也提出了愈來(lái)愈高的要求。這就要求用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的儀器儀表的功能更加完善，而現(xiàn)今迅速發(fā)展的總線技術(shù)給水位監(jiān)測(cè)帶來(lái)了新的發(fā)展方向。其中，RS-485總線由于其技術(shù)成熟、開(kāi)發(fā)成本低，再加上它可以很方便地將不同廠家生產(chǎn)的具有該接口的儀器儀表或設(shè)備組成RS-485網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行集中監(jiān)控。所以，在一些小型的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中RS-485總線得到廣泛地應(yīng)用。
　　 本研究是對(duì)太原理工大學(xué)測(cè)控技術(shù)

2、研究所自主設(shè)計(jì)研發(fā)的感應(yīng)式數(shù)字水位傳感器的改造和升級(jí)。原傳感器是針對(duì)“山西省萬(wàn)家寨引黃入晉工程”專門(mén)設(shè)計(jì)的，雖然完全滿足長(zhǎng)隧洞、全封閉和長(zhǎng)距離通信的要求，但在通用性上受到一定限制。為了使該傳感器與其它系統(tǒng)更好地兼容，在查閱了大量相關(guān)的文獻(xiàn)資料之后，根據(jù)現(xiàn)代儀器儀表的發(fā)展需求，并結(jié)合當(dāng)今水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)，提出了一套基于RS-485總線的智能變送器的設(shè)計(jì)方案。并對(duì)該變送器的相關(guān)硬件和軟件進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)。本文主要研究?jī)?nèi)容包括：⑴分

3、析研究了應(yīng)用于檢測(cè)技術(shù)與儀器儀表方面的常用通信技術(shù)及其原理，比較各自優(yōu)缺點(diǎn)，并確立使用RS-485串行總線通信方式。⑵為了降低系統(tǒng)成本，并提高變送器的性能，本課題主控制選用CYGNAL公司推出的高速、高性能混合信號(hào)處理單片機(jī)----C8051F021。該單片機(jī)擁有多達(dá)16路的ADC輸入端口，所以能夠同時(shí)采集16路模擬信號(hào)。另外，其高達(dá)25MIPS的運(yùn)行速度完全可以滿足系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的需求。⑶為了防止系統(tǒng)斷電或其他原因致使采集到的信息丟失，本

4、課題擴(kuò)展的外部存儲(chǔ)器選擇鐵電存儲(chǔ)器FM24C256。該存儲(chǔ)器掉電數(shù)據(jù)可保存40年以上，并且低功耗的設(shè)計(jì)，使其在儀器儀表行業(yè)應(yīng)用廣泛。⑷對(duì)原傳感器信號(hào)調(diào)理電路進(jìn)行了改進(jìn)。在硬件方面提供了多種低功耗處理方式和抗干擾處理措施，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。⑸在研究了RS-485總線協(xié)議的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的軟件部分，主要包括：ADC0采集程序，數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)及通信程序，均采用C51語(yǔ)言設(shè)計(jì)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)和調(diào)試表明，該RS-485智能變送器改善了原水位傳感器