專利名稱：全數字遠程多點糧庫溫濕度集中監測系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及糧庫溫濕度集中監測系統，更具體地說是全數字遠程多點糧庫溫濕度集 中監測系統。
背景技術：
目前公知的糧庫監測裝置是采用模擬式溫度傳感器，通過模數轉換電路、單片機程序控 制，并通過485總線，實現與上位PC機之間的通訊，PC機按巡檢方式讀取各采集點數據并 顯示其溫度值。但是，對于糧食儲存來說，僅提供各采集點溫度數據是不能滿足要求的，監 測濕度數據更為重要。不僅如此，常規使用的模擬式溫度傳感器精度不高，易受到使用環境 的影響；485總線在超過600米的傳輸距離時不穩定，即使是在有效距離內，也易于受于周 邊信號的干擾，產生誤碼，從而影響檢測的準確性。 一些場合下，采集點與顯示監測結構的 PC機之間的連接需要經過露天，這種情況很容易遭受雷擊，造成損失。這些問題的存在給 糧庫的監測裝置的應用帶來已局限性。發明內容本實用新型是為避免上述現有技術所存在的不足之處，提供一種全數字遠程多點糧庫溫 濕度集中監測系統，該系統不僅能監測各采集點的溫度和濕度，而且能方便地實現遠程、多 采集點、高精度、防雷擊和集中監測。本實用新型解決技術問題采用如下技術方案。本實用新型的結構特點是全數字遠程多點糧庫溫濕度集中監測系統，其特征是由溫濕度數字傳感器構成數字化溫 濕度采集單元，設置監測桿，溫濕度數字傳感器在所述監測桿上按不同的高度位置分別設置， 各監測桿在監測空間內呈矩陣式分布，同一列各監測桿信號線匯集在位于糧倉內壁上的接線 盒，同一糧倉內各線接盒信號線匯集在室外中繼器中，各室外中繼器信號線接入主控制器， 主控制器信號線接入PC機的串口 。本實用新型的結構特點也在于-所述監測桿采用金屬管桿體，在桿體的溫濕度傳感器的位置安裝上開設貫穿的氣流通 孔，桿體的上端設置手柄。本實用新型的結構特點還在于-采用SHT10溫濕度數字傳感器；
在數字化溫濕度采集單元中，數字通訊的調制解調采用CM—BUS設備端通訊集成電路 CMT001;在監測桿手柄部位置安裝用于控制監測桿中的上、中、下位置上數字化溫濕度釆集單元 的STC12C1052單片機；在主控制器中，數字通訊的調制解調采用CM—BUS中心通訊集成電路CMT100。本實用新型的結構特點還在于設置由壓敏電阻RV1、 RV2、電阻R1、 R2和快速雙保二極 管MD構成的多級保護電路。本實用新型可以在監測溫度和濕度的同時，實現遠程、多采集點、高精度、防雷擊、集 中監測，其抗干擾能力強、應用面廣，實用性強。與已有技術相比，本實用新型的有益效果 體現在1、 本實用新型采用集成工藝的一體化高精度數字式溫濕度傳感器，克服了模擬式溫度 傳感器精度不高和易受干擾的缺點，同時提高了檢測的可靠性和產品的一致性，也簡化了產 品的生產和調試工藝。2、 本實用新型采用低功耗高可靠的單片機，并就近連接數字式溫濕度傳感器，降低系 統功耗，提高系統可靠性。3、 本實用新型運用國際上新型遠程供電現場總線CM—BUS總線技術，使系統的通訊性 能提高，大大提高了系統通訊的可靠性和系統的通訊距離，并簡化了系統的布線。4、 本實用新型按設定的程序運行PC機，能可靠地完成對監測系統的設置、組態、溫濕 度巡檢、打印和歷史數據的儲存，完成對溫濕度進行自動監測，可提供良好的人機界面、一 體化的管理和控制。5、 本實用新型使用壓敏電阻和快速雙保二極管構成多級保護電路，提供了強大的系統 保護，多級防雷保護使系統在防雷保護上能將雷擊的影響減至最小。
圖l為本實用新型系統框圖。圖2為本實用新型CM—BUS總線主控制器電路原理圖。 圖3為本實用新型新型CM—BUS總中繼器電路原理圖。 圖4為本實用新型收發器電路原理圖。以下通過具體實施方式
，結合附圖對本實用新型作進一步描述。
具體實施方式
參見圖l，本實施例由溫濕度數字傳感器構成數字化溫濕度采集單元，設置監測桿，溫 濕度數字傳感器在所述監測桿上按不同的高度位置分別設置，各監測桿在監測空間內呈矩陣
式分布，同一列各監測桿信號線匯集在位于糧倉內壁上的接線盒，同一糧倉內各線接盒信號 線匯集在室外中繼器中，各室外中繼器信號線接入主控制器，主控制器信號線接入PC機的 串口。監測桿采用金屬管桿體，在桿體的溫濕度傳感器的位置安裝上開設貫穿的氣流通孔，便 于空氣在桿內的對流，桿體的上端設置手柄。采用SHT10溫濕度一體化數字傳感器。在數字化溫濕度釆集單元中，數字通訊的調制解調釆用CM—BUS設備端通訊集成電路 CMT001芯片。在監測桿手柄部位置安裝用于控制監測桿中的上、中、下位置上數字化溫濕度采集單元 的STC12C1052單片機。在主控制器中，數字通訊的調制解調采用CM—BUS中心通訊集成電路CMT100芯片，并 設置由壓敏電阻和快速雙保二極管構成的多級保護電路。具體實施是以瑞士盛世瑞恩SHT10溫濕度一體化數字傳感器為核心構成數字化溫度采 集單元， 一塊位于監測桿頂端手柄內的STC12C1052單片機及其配套電路按嵌入軟件實現對 分別位于監測桿上、中、下三個部位上的溫濕度釆用單元的地址設置、編碼控制、數據傳輸。 通過中繼器接受外部交流電，實現對各個監測桿低壓供電，完成整個系統可監測糧倉數量的 擴容，與主控制器配合實現防雷。主控制器與上位PC串口連接，向PC監測數據。在總線發 生短路、雷擊、過載等情況時，保護電路自動切斷輸出，排除短路、過載后主控制器自動恢 復工作，通過安裝在PC上的管理軟件實現對各監測桿內上、中、下采集單元的統一、定時 巡檢、數據的格式化顯示、存儲、查詢、打印、分析和故障診斷。具體實施中也包括如圖4所示Rl、 R2為限流保護電阻，MD為雙保二極管，用于保護其下級設備。SHT10直接接于STC12C1052的I/O 口 ，分別為VCC電源線、GND地線、SDA數據線和SCL時鐘線，其中，數據線與SHT10上的DATA腳相連，SCL線與SHT10的SCK腳相連；在SHT10側的VCC與GND之間加接電容濾波，使SHT10與STC12C1052的通訊距離達到10米;SHT10與STC12C1052之間采用模擬I2C的串行總線；一片STC12C1052采用3片SHT10的數據，每片SHT10占用兩個I/O 口， 3片SHT10分 別分于監測桿的上、中、下位置處，占用STC12C1052的P1.0—P1.5的I/0口，采集數據的 速度為5片/S;
在采集單元上采用CM—BUS設備端通訊專用集成電路CMTOOl，完成數字通訊的調制解 調功能，總線信號直接輸入芯片，芯片RXD、 TXD信號可直接輸入STC12C1052或通過光耦與 STC12C1052連接。STC12C1052與CMTOOl之間釆用串行總線通訊，STC12C1052的P3. 0腳(RXD) 與CMT001的7腳(RXD)相連，STC12C1052的P3. 1腳(TXD)與CMTOOl的4腳(TXD)相 連；STC12C1052的供電方式為CMTOOl從CM—BUS總線上取電，可產生+ 5V和+4. 4V的兩 種電壓以供選擇；STC12C1052 —般處于空閑低功耗狀態，當有信號時可采用中斷喚醒，使程序繼續運行， 以減少STC12C1052的運行時間，降低功耗；STC12C1052納置看門狗，解決因意外死機而無法工作的問題； STC12C1052內部集成有EPPROM，通過軟件固化程序中需要的參數、芯片地址等信息； 通過相應的控制命令來獲得溫濕度數據。參見圖2, CM-BUS總線主控制器由電源穩壓模塊、串口 I/O電路模塊、CM-BUS通迅模 塊、總線隔離器模塊四個部份組成。主控制器電路中，CMT100芯片是CM-BUS中心通訊專用集成電路，完成數字通訊的調制 解調功能。MAX232芯片為通訊的電平轉化專用芯片。PC機發送讀溫濕度指令，由串口輸出為RS-232的電平信號，通過串口線接至電路板， 再經MAX232芯片電路轉換成TTL電平信號。TTL電平信號經光電耦合器TLP52卜2耦合送至 CMIOO的TXD腳，由CM-BUS總線負責遠距離的信號傳輸。并且可通過串口的RTS腳來改變 RT/CON的電平實現對CM-BUS的發送或接收控制。繼電器K1、壓敏電阻RV1、 RV2為CM-BUS總線的通訊的保護電路，保護主控制器由于 短路或雷擊強大電流而燒壞其設備。參見圖3，中繼器電路由電源穩壓模塊、CM-BUS通迅CMOOl模塊、CM-BUS通迅CMIOO 模塊、總線隔離器模塊四個部份組成。CMT100芯片是CM-BUS中心通訊專用集成電路，完成數字通訊的調制解調功能。數字通訊的調制解調采用CM—BUS設備端通訊集成電路CMTOOl芯片，CMOOl芯片從總 線上讀取信號，由中繼器CMOOl的TXD腳送至中繼器CMIOO的RXD腳，再經CMIOO的TXD腳 送至下一級的CM-BUS總線上，實現級聯擴展。繼電器K1、壓敏電阻RV1、 RV2為CM-BUS總線的通訊的保護電路，保護中繼器由于短 路或雷擊強大電流而燒壞其設備。
權利要求1、全數字遠程多點糧庫溫濕度集中監測系統，其特征是由溫濕度數字傳感器構成數字化溫濕度采集單元，設置監測桿，溫濕度數字傳感器在所述監測桿上按不同的高度位置分別設置，各監測桿在監測空間內呈矩陣式分布，同一列各監測桿信號線匯集在位于糧倉內壁上的接線盒，同一糧倉內各線接盒信號線匯集在室外中繼器中，各室外中繼器信號線接入主控制器，主控制器信號線接入PC機的串口。
2、 根據權利要求1全數字遠程多點糧庫溫濕度集中監測系統，其特征是 所述監測桿采用金屬管桿體，在桿體的溫濕度傳感器的安裝位置上開設貫穿的氣流通孔，桿體的上端設置手柄。
3、 根據權利要求1全數字遠程多點糧庫溫濕度集中監測系統，其特征是采用SHT10溫濕度數字傳感器； 在所述數字化溫濕度采集單元中，數字通訊的調制解調采用CM—BUS設備端通訊集成電 路CMT001;在所述監測桿手柄部位置安裝用于控制監測桿中的上、中、下位置上數字化溫濕度釆集 單元的STC12C1052單片機；在所述主控制器中，數字通訊的調制解調采用CM—BUS中心通訊集成電路CMT100。
4、 根據權利要求3所述的全數字遠程多點糧庫溫濕度集中監測系統，其特征是所述SHT10溫濕度數字傳感器直接接于單片機STC12C1052的I/O 口；在所述溫濕度傳 感器SHT10—側的電源線與地線之間串接濾波電容；在所述單片機STC12C1052與通訊集成芯片CMT001之間采用串行總線通訊，單片機 STC12C1052的RXD腳與CMTOOl的RXD腳相連，STC12C1052的TXD腳與CMTOOl的TXD腳相 連；為所述單片機STC12C1052的供電是為通訊集成電路CMTOOl從CM—BUS總線上取電，在 + 5V和+4. 4V的兩種電壓中選擇。
5、 根據權利要求4所述的全數字遠程多點糧庫溫濕度集中監測系統，其特征是設置由 壓敏電阻RV1、 RV2、電阻R1、 R2和快速雙保二極管MD構成的多級保護電路。
專利摘要全數字遠程多點糧庫溫濕度集中監測系統，其特征是由溫濕度數字傳感器構成數字化溫濕度采集單元，設置監測桿，溫濕度數字傳感器在所述監測桿上按不同的高度位置分別設置，各監測桿在監測空間內呈矩陣式分布，同一列各監測桿信號線匯集在位于糧倉內壁上的接線盒，同一糧倉內各線接盒信號線匯集在室外中繼器中，各室外中繼器信號線接入主控制器，主控制器信號線接入PC機的串口。本實用新型不僅能監測各采集點的溫度和濕度，而且能方便地實現遠程、多采集點、高精度、防雷擊和集中監測。
文檔編號G05D27/00GK201035429SQ20072003648
公開日2008年3月12日 申請日期2007年3月28日 優先權日2007年3月28日
發明者劉文星, 康惠文, 張家銳, 汪新波, 秦少偉 申請人:安徽久鼎軟件科技開發有限公司