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1、基于Web的远程温湿度监测系统的设计摘要：首先本论文针对基于WEB远程温湿度采集及监测系统的设计加以研究和介绍，并讨论系统软硬件的选择及具体开发调试环境；然后，详细介绍了系统设计方案及其实现，并着重介绍了上位机部分的设计，通过界面的形式完成远程人机互动，更高效快捷的完成对复杂环境因素的把握。系统监测参数包括现场多点温湿度值，主控单片机通过将设定阈值与测定值进行比较进而驱动蜂鸣器报警同时触发继电器进行相应电气控制，实现现场温湿度调控。同时上位机通过串行通信与下位机进行数据通信，将下位机检测到的数据在上位机上进行实时显示和相应控制。后台运行的数据库通过将下位机采集数据进行录入存档，同时数据库支持上
2、位机和WEB调用。关键词：温湿度采集；stc单片机；上位机；远程控制;数据库；WEB访问The design of the system which Based on Web remote temperature and humidity monitoringAbstract: This paper firstly based on WEB remote temperature and humidity acquisition and monitoring system design to research and introduce, and discuss the selection an
3、d specific system hardware and software development of commissioning environment; Then, detailed introduces system design scheme and realization, and introduces emphatically the design of computer parts, through the form complete remote human-machine interface, the more highly effective quick intera
4、ctive environment factors of complex complete assurance. System monitoring parameters including the scene multipoint control temperature and humidity value set threshold microcontroller through comparison with determination value and buzzer alarm and trigger relay driver corresponding electric contr
5、ol, and realizing scene temperature and humidity control. Meanwhile PC through serial communication and lower level computer data communication, will lower place machine detected on the data real-time display in the upper and the corresponding control. The background database by will lower level com
6、puter acquisition data input file, and database support PC and WEB calls.Keywords: Temperature and humidity collecting; STC microcontroller; Principal computer; Remote control; Database; WEB access1 绪论1.1 基于Web的远程温湿度监测系统概述1.1.1基于Web的远程温湿度监测系统组成本系统主要由主控制器、串行通信模块、继电控制模块、显示模块、上位机控制模块、WEB界面等六部分组成。其基本框架见
7、图1。图1 基本框架图(1) 主控制器模块主控制器模块是整个下位机系统的核心。主要完成对系统中各种测定信号的输入、分析及输出控制，也是实现数据交换、软硬件接口的中心控制模块。本系统中以单片机为控制核心。(2) 串行通信模块这是系统中又一重要模块。其主要功能是实现对数据进行上位机和下位机之间的交换，是实现远程控制的关键。系统中串行通信模块通过MAX232芯片进行电平转换实现上位机与下位机的通信。(3) 继电控制模块此模块是控制的关键模块，当系统采集到的现场温湿度数据超出测试点阈值时，单片机发出控制信号触发继电器，进而启动或关闭相应电气设备，实现对现场环境的控制。采用继电控制有益于提高工作效率和控
8、制精度，提高了系统稳定性和可用性。(4) 显示模块此部分功能主要包括设定阈值和测定量的显示。系统中采用1602液晶实现显示功能，采用1602液晶可以节约单片机接口，同时可以显示较多的内容特别适合多点监测系统数据的显示。(5) 上位机控制模块上位机模块由两部分组成，包括VB上位机界面和Access后台数据库。VB界面用于实现人机交互，可以显示各测定点阈值和各监测点的实时数据，并通过控件与数据库连接实现数据库存储、查询等功能。Access数据库部分可用于存储测定数据并支持本地和远程网络调用。(6) WEB界面模块采用ASP网页语言编写，用于远程计算机通过网络实现对本地数据库的访问。WEB功能可以实
9、现异地用户对于现场数据的监测和简单控制。1.1.2基于WEB的远程温湿度监测系统的特点要通过Intemet实现温湿度的远程监测，一般是采用在现场计算机系统中构建Web服务器的方法。采用这种方法在本地构建的服务器运行后可以支持WEB访问本地数据，同时由于本地服务器的特殊性管理者可以通过设置较高的安全等级提高系统的安全性。随着科技的发展网络几乎无处不在，这为基于WEB的远程监测提供了强大的硬件支持，只要有网络的地方就可以实现“远程监测” 34。1.2 课题研究的背景及意义1.2.1课题研究的背景对于温湿度的检测系统的研究有很多，归纳起来有两个大的走向，一是趋于小型化的手持式或现场式的检测设备，数据
10、的记录需要人工干预,工作效率和精度都不高。二是采用检测元件集中管理的数据采集模式，但是管理范围大都只局限在本地计算机上，通过网络对现场数据访问的技术目前的研究发展还是不够的主要体现在检测系统功能的完备性上，所以本设计集中检测技术、上位机控制、数据库存储、Web服务器架构和访问技术于一体，最大限度的满足实际工作需要，提高工作效率5。1.2.2课题研究的意义本项目采用价格低廉的单片机对现场数据进行采集，通过串行通信方式完成前置单片机与计算机间的通信，采用VB进行上位机的编程并结合数据库对采集数据进行存储，方便数据分析和网络上其他主机对现场检测数据的访问和调用，是一套造价低廉、方便实用的现场监控平台
11、。同时，该平台具具有良好的兼容性6和稳定性。此次设计的突出优势是：(1) 突破了检测系统高成本、移植性差的通病，以单片机作为控制中心实现了成本最小化，通过采用DS18B20温度传感器元件通过单总线技术既节约控制端口同时增加了系统的可扩展性，同时该元件的温度适用范围比较大从而实现了可移植性的突破。(2) 远程多点实时监控，并对现场设备进行了冗余备份，解决了现场监控和故障检修的不便，实现远程对现场生产条件的掌控和现场设备的故障检测和判断。(3) 系统硬件部分采用模块化的设计方法，将功能模块与主控模块分离，便于系统扩展和故障检修，提高系统可用性。1.3 论文研究的内容和目标1.3.1 论文研究的内容
12、(1) 分析温湿度传感器的工作原理。由于此次论文是对于温湿度的监控，因而对于传感器的选择很重要，不同的传感器对环境的适应能力不同，可移植性也存在较大差异，选择一个适合的传感器在系统设计成本和系统可移植性的方面具有重要意义。(2) 分析继电控制原理和应用。在进行现场监控的过程中控制相关电气设备对现场进行调控是本系统中一个重要的环节。由于系统控制核心采用单片机架构，而单片机属于弱点控制范畴，要驱动中大型现场设备运行即必须实现小电压对大电压的控制，采用继电器可以很好的解决这一问题，实现远程控制。(3) 分析串行通信方法。在系统实现过程中上位机和下位机的通信是重要组成环节，上位机下位机通过串行口进行串
13、行通信。串行通信速度快、误码率低，通信高效可靠7。(4) 了解VB界面开发和相关控件使用。VB是一款面向对象的软件界面开发工具，简单易用。利用VB开发串口通信程序既可以使用MSComm控件也可以调用Windows API函数实现。本系统采用MSComm控件实现，因为MSComm控件的功能和API调用一样强，甚至比它还好且使用起来更加简单89。(5) 采用WEB通信实现系统的远程监测。互联网技术的发展为这一方案提供了可能性，远程监控脱离传统意义上的“远”，通过网络访问本地数据库实现更远距离的实时监测。1.3.2 论文研究的目标(1) 能过对现场进行多点温湿度数据采集和传输。(2) 通过程序控制，
14、实现设定阈值、报警和继电控制功能等。(3) 下位机能够显示多点测试数据和其他数据量。(4) 能通过串行通信的方法实现上位机和下位机的实时通信，并且可以通过上位机实现对下位机的控制功能。(5) 能够在上位机界面实现对各监测数据的实时显示和报警，并可以对数据库进行相应操作，比如实现查询和报表打印等功能。(6) 能够通过网络访问本地数据库，读取相关数据。1.4 论文的结构本论文的结构如下：第一部分介绍基于Web的远程温湿度采集及控制系统的设计的基本框架，以及课题的背景及意义，并论述了研究内容和目标，最后说明了本论文的组织结构。第二部分介绍了下位机硬件电路设计，以及对选用器件的性能要求所作的简要分析。
15、第三部分是对软件设计部分的介绍。第四部分是对WEB网络访问的技术介绍以及本次设计的前景和展望分析。2 硬件设计本节介绍下位机的硬件电路设计。其流程如图2。性能分析选择器件接口设计硬件测试结束图2 硬件设计流程图2.1 STC单片机简介STC89系列单片机是MCS-51系列单片机的派生产品。它们在指令系统、硬件结构和片内资源上与标准8052单片机完全兼容，DIP40封装系列与8051为pin-to-pin兼容。STC89系列单片机高速(最高时钟频率90MHz)，低功耗，在系统/在应用可编程(ISP，IAP),不占用户资源。2.1.2 STC单片机接口性能分析3V/5V工作电压，操作频率033MH
16、z（STC89LE516AD最高可达90MHz）；5V工作电压，操作频率040MHz；大容量内部数据RAM：1K字节RAM；64/32/16/8kB片内Flash程序存储器，具有在应用可编程(IAP) ,在系统可编程(ISP)，可实现远程软件升级，无需编程器；支持12时钟(默认)或6时钟模式；双DPTR数据指针；SPI(串行外围接口)和增强型UART ；PCA(可编程计数器阵列)，具有PWM的捕获/比较功能；4个8位I/O口，含3个高电流P1口，可直接驱动LED；3个16位定时器/计数器；可编程看门狗定时器(WDT)；低EMI方式(ALE禁止)；兼容TTL和COMS逻辑电平；掉电检测和低功耗模式等10。2
