数字粮情测控 数字温度计

一、项目名称
 

远距离数字式温湿度测控系统

二、项目研发的意义和背景
 

随着计算机技术的不断发展，利用计算机来进行粮情检测和智能化管理，正在我国蓬勃开展，近几年来，
很多厂家都陆续推出了可以满足使用要求的温湿测控系统，但由于是采取模式集中布线，对现场预留要求较多，
安装复杂，而且采取模测温存在的一些技术问题随着使用要求的不断提高而显得越来越突出。
模拟式温湿测控系统存在的问题：
1、系统结构复杂，稳定性差，使用寿命短；
2、抗*力差；
3、检测精度低，而且受硬件分压的影响造成数据偏差；
4、设备现场安装繁琐，手工结点太多，经受薰蒸和腐蚀的能力差；
5、检测时间长，效率低；
6、系统故障现象繁多，维护及排除故障时麻烦；
7、抗雷南击和意外损害的能力差。
模拟式测温系统的这些弊端无疑是系统推广的瓶颈，目前已有一些厂家着手研发了能够解决一定问题的新一代测温系统，但其仍然存在一些无法避免的问题：
（1）受测量距离的限制，系统测点容量无法提高，无法胜任较大仓形和多仓并用的环境
（2）单总线上某一测点出现故障发生干扰时，总线将无法处于正常状态。系统诊断故障原因的能力差，维护及排除故障时麻烦。

三、项目系统结构

系统共分四部分：
（1）上位微机部分 测控微机与远程微机
（2）系统硬件部分 测控主机与测控分机
（3）温度传感器部分 数字温度传感器（DS18B20） 
（4）标准扩充接口部分 湿度传感器、水分传感器

四、项目突出的技术优势

1、充分体现单总线（One wire）技术的特点 
如果项目的数字化仅仅是将传统的热敏电阻更换成数字式温度传感器，而不去解决单总线远距离传输上的问题，
这个数字化其实并没有实际意义。现场电缆仍然要分路，电缆用量也就无法减少，测量速度依旧无法提高。
我们在单总线远距离传输方面着重做出改进，终取得了成功，单路总线远测点可达200米，一条总线连接
仓房所有测温电缆，大大减少电缆使用量，并且可大限度地提高数据采集速度。
 

2、分机测点容量得到大限度的扩充 

要想在较大仓形和多仓并用分机的环境胜任工作，除了单总线远距离传输外，还必须大限度地提高测点容量；
以往由于分机测点数量达不到，而使用多台分机的方法，不但提高成本而且加重了系统的负载。
我们的分机单台测点容量可达1K；距离较近的小仓（或廒间）可并用一台分机，后安装的仓无需连接过多的电缆，
也无需对先安装的仓进行改造，只需延长单根总线即可。
远距离单总线技术和大容易分机的结合无疑是解决大仓形和多仓并用分机的佳方案。
 

3、故障自诊断?~力 

               采用数字式单总线技术就必然会面临一个总线故障点干扰的技术难题。在上千个数字传感器中，
谁也不能保证任何一个都永远不会出故障，所有点都是并连平等的，任何一点的故障都有可能导总线状态的
错乱致使系统瘫痪。关键是能精确地判断出故障位置才能将问题变得简单。
我们在设计时就考虑到了这一问题，在分机上做了优化处理，与仓内总线上的诊断器协作。一旦数据传输异常，
就由分机启动诊断器工作，逐一检查总线上可能出现故障的环节，再配合上位软件的分析，可精确地诊断出故障原因，排除故障测温电缆。

故障自诊断能力的实现，大大减少了系统维修的工作量，提高工作效率，使系统的维护工作变得单间。
 

4、*的防雷击电路和智能故障切换电路 

如果不在设计时为防雷击和抗意外损外能力做好精心考虑，再稳定的系统一旦安装于现场，遇到现场复杂情况后，都很可能会面临崩溃。

我们的系统考虑到了这一点，在引进了*进防雷电路的同时，还配合有智能故障切换电路，为分机加上双重保护。
智能故障切换电备用分机部件，并将故障报告向上提交，在不影响系统使用的情况下，为维护争取时间。
 

5、自动电源管理24小时响应远程检测 

设备主机可24小时处于待机状态，当有指令到达时自动打开分机电源进行数据采集，测量完自动切断电源处待机状态。

无论何时何时，只要通过线或INTERNET网络都可以看到实时的粮温数据。

五、项目其它的技术改进
1、全数字式数据采集和信号传输

测温点与分机之间的连接采用新单总线技术，每个数字传感器分配的地址码；分机与通讯主机间采用总线485通讯；
主机与计算机间采用USB串行通讯技术。全数字化的数据采集和传输抗*力强，数据包的层层校验使误差降到低。
2、简化系统结构，减少入障点

系统硬?X部分只有主机----分机两级结构，分机总线式与所有数字温度传感器相连，中间环节少，
不但减少了数据中转耗费的时间，而且系统出现故障的机率大大降低。 
3、采用*的数字式温度传感器，测量精度高，使用寿命长测温点采用美国数字式温度传感器（DS18B20），
     测量精度可达±0.5，不受分机分压的影响，传感器内直接转换温度值。并且精密的优化处理使其使用寿命比传统热敏电阻高出5到10倍。
4、采用总线插接方式，安装方便，维护简单与传统的测温系统相比，无需现场预留设备位置，避免了安装繁琐、
      影响现场布局的麻烦。采用单总线插接方式连接，安装时只需将总线铺设于粮面或浅埋入粮堆内，然后将电缆
     的插头与连接器相连即可，无需手工焊接，即省时又安全。
     当系统诊断到故障点，需要换测温电缆时，只需拔掉接口电缆插入新的电缆即可，维修工作变得相当简单。
5、系统响应速度快，轮询测量时间短，与传统的测温系统相比，测量时间和响应速度方面系统都有了大的提高。
     测量时只需1秒钟就可以看到动态采集中的温度数据，采集完成全部测温点的时间根据测温点的数量动态伸缩，
    1K测温点采集完毕的时间在30秒钟左右。特别在分机比较多的情况下，所有分机轮询的时间更能缩短，并且可以边测量边打印，大大提高工效率。 
6、为系统在使用前和使用后的存放问题做了精心烤虑，传统的测温系统由于是固定位置安装，所以在不使用的时候也必需摆放在现场，存在很多不安全因素。

作为安装方便的数字式系统，在使用前和使用后可以妥善存放于设备集装箱内，不但保护设备、延长系统的使用寿命，也让使用时的安装工作有条有序。 
7、无手工结点，插接设备处理完好，无薰蒸和腐蚀之忧 
     现场安装总线插接方式，所有接线盒做密闭处理。测温总线和测温电缆加钢丝处理。整个现场安装过程无需任何手工焊接，
     确保无因薰蒸和腐蚀而造成损坏的可能。
8、系统上位软件突破传统的表格式数据显示模式，采用立体的图形显示，分层分列，并且以颜色的变化
        反应温度的高低情况以曲线的形式反应温度的变化情况；以历史比较的方法反应温度的查阅。

通过网络，在其它计算机上也可以实现数据的查阅。

可以服务器做数据的汇总处理，特别适用于监管库和代储库的管理模式。 
9、用户密码机制，保护系统数据安全

系统软件设置不同用户权限和密码机制，各用户也可设置不同的权限仓房，为用户的使用提供*的方便，并确保数据的网络安全。

六、项目在行业中的应用范围

该项目可广范应用于粮库、档案库等有测温测湿需要的环境，特别适合仓型较大或测温点距离较远的情况。以后亦可向蔬菜等储藏库推广。

七、项目系统参数表
上位软件：
标准WINDOWS界面，可运行于WIN98/2000/XP
标准Access数据库存接口
测控主机：
通讯端口串口/USB可选 
系统容量64台测控分机
测控分机：
系统容量1K数字温度传感器
4支湿度传感器
标准扩充接口可多连接64台控制器
测温测湿技术指标
测温范围 -30℃ ∽ +60℃
测温误差 ≤ ±0.5℃
测温重复误差 ≤±0.1℃
测湿范围 20-99%
测湿误差 ≤±2%RH
测湿重复误差 ≤±0.5%RH