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1、基于组态王温度监测系统的设计集美大学诚毅学院信息工程系电子信息工程专业 2011届 欧阳丰 学号：2007943037摘要 随着科学技术的不断进步，工业化要求随着工业化水平不断提高，分布式系统发展以及控制设备与监控设备之间通讯需要，组态软件设计的监控系统广受欢迎并逐步普及。为了温度的监测和提高工作的可靠性 ,设计了基RS232总线和组态王的温度监测系统。上位机利用组态王设计数据显示与曲线绘制的图形界面，通过RS232总线与下位机通信 ,下位机采用单片机实现数据的采集并通过串行通信上传数据，将 DS18B20采集的温度信息实时显示出来并传送给上位机。本文给出了系统总体结构、系统硬件电路和软件实现
2、流程图。实验结果表明,系统测量准确，具有一定的实用价值。关键词 组态王 DS18B20 RS232 温度监测 通信协议24Design of Temperature Monitoring System Based on KingviewOuyang FengNO:2007943037, Electronic Information Engineering Major, 2011,Dept. of Information Engineering, ChengYi College of Jimei UniversityAbstract：Along with the science and tech
3、nology unceasing progress, industrialization requirements with the industrialization level increases, a distributed system development and the control equipment and monitoring equipment communication between needs, configuration software design of monitoring system and gradually popularizing popular
4、. To achieve remote temperature monitoring and improve the reliability of working, the remote temperature monitoring system is designed. In the system, the PC communicates with the MCU through RS232 bus. The MCU gets the temperature data from DS18B20, a digital temperature sensor. Then data are disp
5、layed and sent to the PC. In the article, the overall structure of the system is introduced and the hardware implementation circuit and the software flow chart are given. Practice indicates that the system has advantages of accurate measurement, wide temperature range and convenient controlling.Key
6、word: Kingview; DS18B20; RS232; Temperature monitoring; Communication protocol目 录引 言1第1章 组态王21.1组态王介绍21.2组态王6.521.2.1 组态王的特点21.2.2分布式高速历史库31.2.3画面及部分功能3第2章 温度监测系统的硬件组成.52.1 系统结构52.2 DS18B20介绍52.2.1技术性能描述62.2.2 DS18B20单总线通信介绍72.3硬件组成82.3.1下位机电路82.3.2 RS232串口通信电路9第3章 温度监测系统的软件设计103.1软件设计103.2组态王与单片机的通
7、信103.2.1通讯参数103.2.2数据传输格式与协议说明103.2.3单片机通讯协议流程设计113.3温度采集程序123.4组态王界面设计153.4.1插入文字和实时数据153.4.2插入趋势曲线以及报表173.4.3按钮设置18第4章 测试结果19结论20致谢21参考文献22引 言随着科学技术的不断进步，工业化要求随着工业化水平不断提高，分布式系统发展以及控制设备与监控设备之间通讯需要，组态软件设计的监控系统广受欢迎并逐步普及。现在组态软件繁多，比如KingVieW(组态王)、 MCGS、WinCC等。其中KingView软件具有良好的图形界面、丰富的驱动程序和网络功能，价格适中，因而在
8、国内冶金、电力等领域应用广泛。KingView软件基于Microsoft Windows XP，NT2000操作系统具有友好的人机操作界面、强大的IO设备端口驱动能力，可与各种PLC、智能仪表、智能模块、板卡、变频器等实时通讯。由于在检测大量模拟量的工业现场使用PLC与组态软件通讯势必增加产品成本。然而单片机接口丰富，与AD转换模块组合可以完成相同的工作，并且系统可靠、成本低，固受到好评并广泛使用。在工、农业生产和日常生活中，各个环节都与温度紧密相联，温度的测量及控制占据着极其重要地位。温度已成为大多数仪器正常工作的前提，而且对温度的要求也越来越严格。因此，温度检测与控制方法的研究越来越受到人
9、们的重视。目前,典型的温度测控系统是由模拟式温度传感器、A/D转换电路和单片机组成。自动化程度和可靠性较高,使用方便,得到了广泛应用。但是由于模拟式温度传感器输出为模拟信号,必须经过A/D转换环节获得数字信号后才能与单片机等微处理器接口,使得硬件电路结构复杂,成本较高。而以DS18B20为代表的新型单总线数字式温度传感器集温度测量和A/D转换于一体,直接输出数字量,与单片机接口几乎不需要外围元件,使得硬件电路结构简单,广泛使用于远距离、多节点的场合。具有较强的推广应用价值。本设计基于组态王组态软件和单片机串口通讯实现了一种适合工业现场的远程温度监测系统，该方法既利用组态软件方便快捷的界面设计功
10、能，又可借助编程实现大数据量的串口通信、复杂的数据分析和处理等功能。实际运行效果表明：该监控系统实现了上位机与下位机之间连续、可靠的数据信息交换，是一种经济实用、安全有效的温度监测方式，可应用于仓库测温、楼宇空调控制和生产过程监控等领域。第1章 组态王1.1组态王介绍组态王开发监控系统软件，是新型的工业自动控制系统，它以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统。组态王软件经过七年开发，五年的各种突发环境的真实考验，九千例工程（钢铁，化工，电力，国属粮库，邮电通讯，环保，水处理，冶金等各行业）的现场运行（包括中华世纪坛国家标志性工程），现已成为国内组态软件的客户首选，并且作
11、为首家国内组态软件应用于国防，航空航天等重大领。 本次设计使用的仿真是组态王6.5系列。下一节具体的介绍组态王6.5。1.2组态王6.5组态王6.5是亚控科技在组态王6.0x系列版本成功应用后，广泛征询数千家用户的需求和使用经验，采取先进软件开发模式和流程，由十多位资深软件开发工程师历时一年多的开发，及四十多位试用户一年多的实际现场考验。使用更方便，功能更强大，性能更优异，软件更稳定，质量更可靠。组态王6.5的推出再次验证了亚控科技以客为尊、务实创新、勤奋正值、协作成长 的经营理念。亚控科技是一个永远都会将用户利益放在首位的、值得用户信赖的专业自动化软件服务商。1 使用组态王实现控制系统实验仿
12、真的基本方法： (1)图形界面的设计； (2)构造数据库；(3)建立动画连接；(4)运行和调试。1.2.1 组态王的特点它具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点。通常可以把这样的系统划分为控制层、监控层、管理层三个层次结构。其中监控层对下连接控制层，对上连接管理层，它不但实现对现场的实时监测与控制，且在自动控制系统中完成上传下达、组态开发的重要作用。尤其考虑三方面问题：画面、数据、动画。通过对监控系统要求及实现功能的分析，采用组态王对监控系统进行设计。组态软件也为试验者提供了可视化监控画面，有利于试验者实时现场监控。而且，它能充分利用Windows的图形编辑功能，方便地构成监
13、控画面，并以动画方式显示控制设备的状态，具有报警窗口、实时趋势曲线等，可便利的生成各种报表。它还具有丰富的设备驱动程序和灵活的组态方式、数据链接功能。使用组态王软件开发具有以下几个特点: (1)实验全部用软件来实现,只需利用现有的计算机就可完成自动控制系统课程的实验,从而大大减少购置仪器的经费。 (2)该系统是中文界面,具有人机界面友 好、结果可视化的优点。对用户而言,操作简单易学且编程简单,参数输入与修改灵活,具有多次或重复仿真运行的控制能力,可以实时地显示参数变化前后系统的 特性曲线,能很直观地显示控制系统的实时趋势曲线,这些很强的交互能力使其在自动控制系统的实验中可以发挥理想的效果。1.
14、2.2分布式高速历史库过程数据的存储功能对于任何一个工业自动化系统来说都是至关重要的，随着自动化程度的进一步普及和提高，用户对重要数据的存储和使用的要求也越来越高。面对对大批量实时数据的存储，必须解决同步存储速度响应慢、数据易丢失、存储时间短、存储占用空间大、数据读取访问速度慢等用户最关心的问题。因为用户需要一个实时的、记录准确地、高效的、可节约用户硬件成本的工业过程数据存储方案。组态王6.5顺应这种用户的期望，提供支持毫秒级高速历史数据的存储和查询功能的工业过程数据库。真正的企业级生产过程数据仓库。采用最新数据压缩和搜索引擎技术，数据压缩比优于20%，节约用户硬件成本；一个月内数据(单点，记
15、录间隔10秒)按照每小时间隔，在百毫秒内即可完成查询。真正实现历史库数据的数据追记、数据合并。可以将特殊设备中存储的历史数据片段通过组态王驱动程序完整的合并到历史数据服务器中；也可以将远程站点上的组态王历史数据片段合并到历史数据服务器上。1.2.3画面及部分功能1画面改进1.支持大画面导航图：用户可以制作任意大小的画面，利用滚动条和导航图控制画面显示内容；绘制、移动、选择图素时，画面自动跟踪滚动。2.方便的变量替换：可以单独替换某个画面中的变量，也可以在画面中任意选中的图素范围内进行变量替换。3.自定义菜单：支持二级子菜单。4.任意选择画面中的图素：在画面中使用键盘和鼠标结合可以任意选择多个图素进行组合、排列等操作。 2. 变量1.定义结构成员时可以定义基本属性，例如变量属性、报警属性和记录属性等。2.定义结构变量时自动继承结构成员的属性。3.结构变量可整体赋值。4.结构变量可作为自定义函数的参数。5.在数据词典中可以任意选择多个变量集中修改变量共有属性。3. 非线性表非线性表新增导入导出功能，能导出为逗号分隔文件(*.csv)，可在文本状态编辑或传送，编辑完成后还可导入，据此可实现不同工程中的非线性表重复利用。网络状态的控制和显示 通过引用网络上计算机的$网络状态变量得到网络通讯的状态。同时，能够对网络的通
