基于RS-485總線的智能變送器設計.pdf

1、隨著全球氣候變暖，環(huán)境問題日益突顯，人們對水文等環(huán)境信息的監(jiān)測也提出了愈來愈高的要求。這就要求用于現(xiàn)場檢測的儀器儀表的功能更加完善，而現(xiàn)今迅速發(fā)展的總線技術給水位監(jiān)測帶來了新的發(fā)展方向。其中，RS-485總線由于其技術成熟、開發(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備組成RS-485網(wǎng)絡，進行集中監(jiān)控。所以，在一些小型的監(jiān)測系統(tǒng)中RS-485總線得到廣泛地應用。
　　 本研究是對太原理工大學測控技術

2、研究所自主設計研發(fā)的感應式數(shù)字水位傳感器的改造和升級。原傳感器是針對“山西省萬家寨引黃入晉工程”專門設計的，雖然完全滿足長隧洞、全封閉和長距離通信的要求，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，在查閱了大量相關的文獻資料之后，根據(jù)現(xiàn)代儀器儀表的發(fā)展需求，并結合當今水文監(jiān)測系統(tǒng)的國內外研究動態(tài)，提出了一套基于RS-485總線的智能變送器的設計方案。并對該變送器的相關硬件和軟件進行了詳細設計。本文主要研究內容包括：⑴分

3、析研究了應用于檢測技術與儀器儀表方面的常用通信技術及其原理，比較各自優(yōu)缺點，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、高性能混合信號處理單片機----C8051F021。該單片機擁有多達16路的ADC輸入端口，所以能夠同時采集16路模擬信號。另外，其高達25MIPS的運行速度完全可以滿足系統(tǒng)實時性的需求。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、課題擴展的外部存儲器選擇鐵電存儲器FM24C256。該存儲器掉電數(shù)據(jù)可保存40年以上，并且低功耗的設計，使其在儀器儀表行業(yè)應用廣泛。⑷對原傳感器信號調理電路進行了改進。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)議的基礎上，設計了系統(tǒng)的軟件部分，主要包括：ADC0采集程序，數(shù)據(jù)處理、存儲及通信程序，均采用C51語言設計。通過實驗和調試表明，該RS-485智能變送器改善了原水位傳感器