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1、滨江学院学年论文题目公交车温湿度检测装置系 滨江学院专 业 自动化 学生姓名 孔维斌指导教师 张 凯 职 称 教 授二0三年一月一日公交车温湿度检测装置孔维斌南京信息工程大学滨江学院自动化专业，南京 210044摘 要:经济的发展带来人们生活的改变,民众日益增长的服务质量要求对公交的运营和发展提出 了新的挑战。方便、快捷、舒适的出行方式成了人们的首选，提高公交车服务质量将是提高公交流 量的有效途径。研究公交车舒适度可以促进公交环境的改善，可以为公交服务质量的提高提供科学 指导。因此，研究公交车舒适度具有积极的意义。影响公交车舒适度的因素有很多，如公交车拥挤 度、温湿度、噪声、振动以及纵向加速度
2、等。本文主要针对公交车内的温湿度因素进行研究, 系统 采用单总线传感器网络和RS485传输网络的设计思想。其中温度、湿度传感器都以智能终端的形式 挂接到单总线上，多条单总线汇总到一起，由一台数据采集器集中控制，每台数据采集器负责一定 区域内的温湿度监测。数据采集器的核心部件为单片机，主要完成对其所连接传感器件的测量与控 制以及与主机的通信等功能。设计中的RS232/RS458转换器用来实现RS485总线网络与主机RS232 串口通信的相互转换。系统中为主机与各采集器之间的数据通信制定了完备的通信协议，采用主机 调度工作形式，CRC技术校验数据，以保证通信的可靠性。关键词: 公交车;温湿度;传感
3、器；单片机Detection Device of bus Temperature and HumidityBingjiang School of Information and Control of NUIST, Nanjing 210044Kong WeibinAbstract :The development of economy brings peoples lifestyle changing. The growing service quality requirements of people put forward the new challenge to the operatio
4、n and development of public transport.Convenient, quick and comfortable transportation became a priority for most people. How to improve the bus service quality is a direct question for transit enterprises. The bus comfort research can promote bus environmental improving, can provide scientific guid
5、ance for the improvement of bus service quality. Therefore, the research of bus comfort has positive significance.there are many factors affecting the comfort of bus.such as the buss crowded degree,temperature,noise,vibration and vertical acceleration.This issue mainly study on the temperature and h
6、umidity about the comfort in buses.The system adopts 1 一 Wire sensor net and RS485 transmission net technique. Many sensors are connected to 1 一 Wire bus as intelligent terminals. The data collection station gathers all buses. Each data collector is responsible for a region. The kernel of data colle
7、ctor is MCU, which takes charge of measurement, control and communication with the host controller. The RS485 transmission net is made up of the data collection station, which can transmit for remote distance and restrain common mode interference. The RS232/RS485 converter is used for conversion bet
8、ween RS485 and RS232, which is used by the host controller, computer. A self-contained serial communication protocol is defined, which can help the host controller communicate with the data collector. The host controller works as a dispatcher. CRC technology is adopted to verify data and guarantee t
9、he dependability in the communication.Keyword: Bus ; Temperature and humidity ; Transducer ; MCU1绪论1.1课题研究背景随着我国改革开放的深入和经济建设的持续快速发展，城市规模不断扩大，人口的集中以及私 家车的盛行，城市的交通拥堵问题成了维护城市良好形象必须解决的重要问题之一，现在公交车已 经成为人们不可缺少的交通工具。同时公交车成为重要的城市基础设施，是城市交通的主要承载体。 随着社会经济的发展和人们生活质量的提高，人们对公交车提出不同的要求。公交车作为城市交通 的一个重要环节，就需要不断地改进提
10、高技术含量同时改善自身的舒适度以满足现在社会人们快节 奏的生活。温湿度已成为衡量公交车舒适度的重要指标之一1.2研究公交车温湿度的意义现在公交车的温湿度一般是利用空调进行控制的，而空调的调节是通过手动。空调只有等到司机 进入驾驶室才能开启或关闭，这就使得在炎热的夏天或寒冷的冬天，由于乘客在车内的活动及其上 下车可能会影响车内的温湿度，使乘客会感觉到异常的不舒适，因此设计和制造出能监控车内温湿 度并根据检测到的温湿度情况来进行控制开启车内空调系统的设备1.3温湿度监测研究状况最早的也是最简单的实现对温度、湿度的监测是采用人工的方式，这种方式不仅效率低，劳动 时间长，而且会由于抽样的不具代表性使得
11、监测结果失去其原有的意义。后来随着电子技术的出现与进步，科研人员开始采用温度与湿度传感器代替原始的温度计与湿 度计，开发了以单片机为核心的监测系统，并佐以接口芯片将结果显示在LED数码显示管上，单片 机可直接控制打印监测数据。这种方式在很大程度上提高了工作效率，并扩展了应用范围。但其中 所采用的温度、湿度传感器直接输出为模拟电压信号，该信号在传输过程中易损耗，影响系统精度, 且传输距离较近，需要经过A/D转换芯片才能被单片机接收。每个测试点都需要各自独立的信号线， 为了实现多点监测不仅需要成百上千条信号线，还需要多路模拟转换开关电路轮流对多个测试点进 行连续监测，从而增加了整个系统的环节，使其
12、难于维护，价格昂贵。近年来，伴随微处理器芯片和网络通信技术的发展，为了简化系统设计并降低成本，各公司及 科研机构开始致力于相关领域的探索，使得温湿度数据监测数字化、网络化的实现成为可能。其中 美国达拉斯半导体公司推出了 1-Wire（单总线）接口协议，单总线技术与其它总线不同，它采用单根 信号线，既可传输时钟，又能传输数据，而且数据传输是双向的，因此单总线技术具有线路简单， 硬件开销少，成本低廉，便于总线扩展和维护等优点。该公司所提供的适用于单总线微网技术的单 总线器件具有无需另附电源、在测试点直接将模拟信号数字化等特点，一方面减少了系统环节，另 一方面保证了系统的精度。同时各软件公司开发的可
13、视化软件开发工具，更是向着效率高、功能强 大的方向努力，从而为获得良好的用户界面奠定了基础。1.4温度、湿度监测与报警系统的组成该系统的构成大体上可以分为三部分:一是温湿度参数的测量转换，二是测量数据的传输，三是 数据的集中显示与处理。其系统框图如图1所示。下面对以上三部分分别加以介绍。温湿度数据酬朋ZRS4嘔1,主机1报警横块采奥模决转换融X、 、图1系统组成原理图1.4. 1 温湿度测量该部分是系统的主要环节，由原理图中温湿度采集模块来完成数据的获取与处理，在系统中将 各温湿度采集模块称为数据采集器。温度传感器的种类很多，根据其输出方式及接口方式的不同，大体可以分为模拟温度传感器和 数字温
14、度传感器。模拟温度传感器输出的模拟信号，必须经过专门的接口电路转换成数字信号后才 能由微处理器进行处理。数字温度传感器输出的数字信号，一般只需少量外部元器件就可直接送至 微处理器进行处理。美国Dallas半导体公司的数字化温度传感器DS1820是世界上第一片支持单总线接口的温度传 感器。单总线独特而且经济的特点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新 概念。新一代的DS18B20体积更小、更经济、更灵活，而且由于芯片送出的温度信号是数字信号， 因此省去了外部A/D转换，简化了硬件电路。湿度测量方法也是多种多样，但是与温度相比，它是比较难于测量的。其主要原因是，由于空 气中所含的
15、水蒸气相对空气来说是微量的，而且水蒸气对各种物质的影响也是错综复杂的。一直以 来被广泛使用的湿度传感器从原理上主要分为吸附型和非吸附型，水分子吸附在物体表面和渗入物 体内部后，直接影响物体的电气物理性能，利用这一特性可以制成多种吸附型湿度传感器。近年来，国内外在湿度传感器研发领域取得了长足进步。湿度传感器正从简单的湿敏元件向集 成化、智能化、多参数检测的方向迅速发展，为开发新一代湿度、温度监测系统创造了有利条件， 也将湿度测量技术提高到新的水平。其中由 Honeywell 公司开发生产的线性电压输出式集成湿度传 感器，其典型产品有HIH3605/3610, HM1500/1520，主要特点是采
16、用恒压供电，内置放大电路，能输 出与相对湿度呈比例关系的伏特级电压信号，响应速度快，重复性好，抗污染能力强。1.4.2测量数据的传输各数据采集器在得到温湿度数据后，加以简单处理，然后将其传送给主机，这之间的数据可靠 传送是该系统中另一个要解决的关键问题。由于各个数据采集器距离主机比较远，一般要上百米， 因此数据传输实际是一个远程通信系统。数据在上传过程中往往易受干扰，干扰源主要有三个方面: 一是现场用电设备产生的电磁干扰；二是电源线具有的50Hz工频干扰；三是各采集器之间的公共接 地阻抗产生的干扰。管理各采集器和进行数据集中显示和处理的计算机主机采用的是RS232通信协议，该协议只允 许点对点通信最大通信距离为15米，而且驱动器只允许有2500pF的电容
