仓库温湿度自动检测摘要：仓库环境下的温度、湿度进行实时检测、显示、操纵，使仓储物资在适合的环境下安全储存。

专门是工作稳固可靠，测试数据准确，操纵稳固。

该系统可应用于各种粮食、食品等仓库。

关键词：温度自动检测1 引言在仓库的物资的治理中，需要对温度、湿度等环境参数进行监控，以保证仓库的安全。

随着库区的面积逐步扩大，需要传输能力强和通信距离远的监控系统来有效地对仓库物资进行监管。

CAN（Controller Area Network，操纵器局域网）总线技术具有先进的多主网络结构、通讯距离远、价位低、可靠性高、系统容量大、安装方便、爱护费用低、性价比高等优点。

专门对库区较大、仓库分布较分散的大型仓库的监控专门适用。

2系统硬件设计本系统采纳分布式监控网络，要紧分为上位机和下位机两部分，而上位机硬件包括CAN通讯适配器和上位监控治理机组成;下位机则由CAN节点和现场传感器组和温度湿度参数操纵器组成，如图1所示。

其工作原理是下位机节点通过一定时刻间隔把含有地址、温度、湿度等数据量的报文向CAN总线发送，总线通过自身仲裁确定先把优先级最高的数据放到总线上，然后自动仲裁依次发送优先级相对较低的报文到CAN总线。

由于CAN总线的信息存取利用了广播式的存取工作方式，报文能够在任何时候由任何节点发送到闲暇的总线上，每个CAN总线节点都接收到了总线上显现的报文信息，通过每个节点的报文滤波和地址设置，上位机CAN节点能实现上传报文的接收。

上位机接收到报文信息后通过组态王软件实现仓库温度等参数实时监视和记录。

同时上位机通过仓库人机界面可随时发送操纵信息到CAN总线上，地址匹配的CAN总线节点能收到信息。

通过这种方式即可实现仓库的温度等参数的反馈操纵。

2.1现场数据采集服务器现场数据采集服务器是系统的重要组成部分，它完成现场数据的采集、与上位机的通信等功能。

现场采集服务器内部结构如图所示：1）电源供电接口现场采集服务器的输入电源为AC220V 1A，电源通过隔离变压器接入到电源供电接口。

2）现场总线接口现场总线接口在板上的标识为J2，为五芯插头，该接口的引脚定义如下表所示标识现场总线电缆线芯颜色含义及接线说明L 红色为现场T型总线连接器供电N 黑色为现场T型总线连接器供电T+ 黄色现场显性信号T- 兰色现场隐性信号GND 屏蔽线系统接地3）光纤通信接口光纤接口应使用ST-ST多模光纤，通过光缆延长约300米。

本接口为两线制，一收一发，两个通信模块光纤接线需交叉，即TX与另一个模块的RX连接。

4）现场调试用显示器正常运行时机内无需放置LCD，本LCD仅供现场调试使用。

调试终止后可取掉该LCD，然后将服务器箱盖封好。

本服务器通过光纤线与上位机通信，为保证通信的正常，请使用我司专业版服务器软件。

服务器通信的波特率为19200,8,0,n.2.2下位机系统的硬件设计下位机包括CAN节点、现场传感器组和温度湿度参数操纵器。

CAN节点要紧是完成CAN总线信号和CAN网络通讯的配置。

现场传感器组和参数操纵器部分要紧是和CAN节点完成实时监测仓库内各个测试点的温度、湿度情形，还要负责接收上位治理机的命令，依照上位治理机的要求传输数据和反馈操纵。

下位机结构组成如图3所示。

2.2.1 CAN节点CAN节点器件要紧包括：微处理器AT89S52单片机、CAN操纵器SJA1000和CAN总线收发器PCA82C250。

（1）CAN操纵器SJA1000SJA1000的工作模式通过其内部的时钟分频寄存器CDR中的CAN模式位来选择。

硬件复位时默认模式是BasicCAN工作模式。

SJA1000相关于微操纵器相当因此一储备映象I/O设备，他的地址域由操纵段和信息缓冲区段组成，在向下加载初始化期间，操纵器可被编程以设定通信参数，CAN总线上的通信可通过此段由微操纵器操纵。

SJA1000内部寄存器有的是只能写的，有的是既可读又可写的。

系统正常工作之前，微操纵器要对某些寄存器进行初始化，以保证系统的各部分之间能进行正确的数据交换。

CAN操纵器的内容差不多上通过微操纵器写入的，其读写时序如图4所示。

从读/写时序图来看，微操纵器对SJA1000进行操作，由于SJA1000内可储备数据的地址信息。

现场数据采集与操纵层负责从现场采集数据以CAN协议的格式发送到总线上，依照需要对现场设备进行实时操纵和监视。

系统上电后微处理器先对自身和SJA1000进行初始化，以SJA1000传送到CAN总线上或直截了当现场显示、操纵;对从CAN总线上来的信息则采纳中断方式，系统每接收到一帧信息，便产生一次中断，引发微处理机进入中断，在中断服务程序中读取该帧信息并传送到现场。

（2）CAN收发器PCA82C250PCA82C250为CAN收发器，是CAN操纵器和物理总线间的接口，提供对总线的驱动发送能力，CAN操纵器的差动发送能力和CAN操纵器的差动接收能力。

他有专门强的抗瞬时干扰和爱护总线的能力，具有3种不同的工作模式即高速、斜率操纵和待机。

总线上的某节点掉电可不能阻碍总线，在40 m内实现高速应用可达1 Mb/s，最多可挂110个节点。

管脚8（RS）承诺PCA82C250选择3种不同的工作模式，如表1所示。

通过上面的结构框图绘制出了如图5所示的CAN节点具体的电路。

2.2.2 温度检测部分系统采纳由DALLAS半导体公司生产的DS18B20型单线智能温度传感器，该传感器属于新一代适配微处理器的智能温度传感器。

DS18B20要紧有两种工作方式：寄生电源工作方式和外接电源工作方式。

本系统采纳外接电源方式（如图6）。

2.2.3 湿度检测部分湿度检测采纳HS1101型湿度传感器，HS1101是HUMIREL公司生产的变容式相对湿度传感器，采纳专门的工艺设计。

HS1101测量湿度采纳将HS1101置于555振荡电路中，将电容值的变化砖换成电压频率信号，能够直截了当被微处理器采集。

设计的电路如图7所示。

555芯片外接电阻R20，R19与HS1101，构成对HS1101的充电回路。

7端通过芯片内部的晶体管对地短路实现对HS1101的放电回路，并将引脚2，6端相连引入到片内比较器，构成一个多谐波振荡器，其中，R20相关于R19必须专门的小，但决不能低于一个最小值。

R18是防止短路的爱护电阻。

HS1101作为一个变化的电容器，连接2和6引脚。

引脚作为R20的短路引脚。

HS1101的等效电容通过R19和R20充电达到上限电压（近似于0.67 VCC，时刻记为T1），这时555的引脚3由高电平变为低电平，然后通过R19开始放电，由于R20被7引脚短路接地，因此只放电到触发界线（近似于0.33 VCC，时刻记为T2），这时555芯片的引脚3变为高电平。

通过不同的两个电阻R19，R20进行传感器的不停充放电，产生方波输出。

能够得出：由此能够看出，空气相对湿度与555芯片输出频率存在一定线性关系。

表2给出了典型频率湿度关系（参考点：25℃，相对湿度：55%，输出频率：6.660 kHz）。

能够通过微处理器采集555芯片的频率，然后查表即可得出相对湿度值。

为了更好提高测量精度，将采纳下位机负责采集频率，将频率值送入上位机进行分段处理。

2.2.4 温湿度操纵部分在监控系统中，除了实时检测温度湿度等参数外，还需要对这些参数进行操纵。

在温度等测量参数超过用户设定值范畴时，启动相关操纵设备，否则关闭操纵设备。

系统采纳继电器操纵通风，除湿等设备的启动，具体电路设计如图8所示，其中J1用于操纵通风设备，J2，J3用于操纵湿度。

3 系统软件设计监控系统软件设计分为上位机系统的软件设计和下位机系统的软件设计。

上位机系统的软件包括监控治理部分软件和CAN适配器软件。

现场监控治理部分要紧利用组态王软件完成仓库的现场测量点模拟，对仓库的现场数据进行采集，并对采集数据进行分析，自动运算仓内的最高、最低和平均温度值，还可运算出每层的最高、最低和平均温度值，完成超限实时报警，同时实现对现场设备进行操作操纵。

例如启动通风、除湿、喷洒及安全爱护装置，报警、切断电源等。

并自动生成各种报表和图表，建立和储备仓库的仓储历史档案和打印功能。

而远程监控治理部分要紧完成仓库状态远程查询，报表打印和远程操纵等功能。

关于CAN适配器的软件设计采纳Windows环境下的VB语言进行开发，由于Windows的爱护，VB无法直截了当读写并行端口，需要另外的程序模块来实现并行端口的直截了当读写，使用WINIO模块来解决VB对并口的读写。

同时，由于WINIO模块不支持系统中断，还需要利用VB编写线程来查询SJA1000的中断状态。

下位机系统的软件包括CAN节点的软件和温湿度检测操纵软件。

软件设计采纳模块化设计方式。

软件中要紧程序有SJA1000的初始化，报文的发送程序，报文的接收程序，CAN总线错误处理程序，以及和传感器配合实现现场参数的采集。

4 结语该设计在仓库的总体结构设计中，成功引入CAN总线作为通讯网络，其中下位机利用AT89S52单片机和SJA1000完成CAN节点设计，上位机完成了对CAN通讯适配器的设计，采纳上位机高级语言VB和EPP协议实现SJA1000的操纵，大大地提高了系统内部的速率和实时性，具有处理速度快，成本较低的优点。