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网络式温湿度监控系统研究

 

本文通过比较和方案论证,确定了一种新型的基于网络的温湿度监控系统,即将所采集的一个或多个温湿度目前常用的温湿度监控系统基本上都是保守的基于集中式计算机控制和现场总线技术相结合的温湿度监控系统。考虑到模块直接上网的技术趋势和希望能够利用已经广泛应用的以太网资源。该系统总体结构如图1所示,各个温湿度测试控制模块都带有网络接口,通过路由器与中心服务器相连。中心服务器包括IIS信息服务器系统和SQL数据库服务器,前者负责与处于联机状态的温湿度测试节点通信获取温湿度丈量结果,然后通过Intemet以网站的方式向客户广播接收到温湿度检测数据,并将接收到数据(测试节点编号、温度、湿度、丈量时间等)存入SOL数据库中,同时客户根据不同的权限可以通过中心服务器向各个测试控制模块发指令,改变某个温湿度控制的参数。

 

温湿度测试模块的结构如图2所示,其结构包括:主控制器(MCu温湿度传感器、数显及按键、Flash存储器、网络传输模块、时钟器件、蜂鸣器。其测试控制过程为:每隔一定时间 

由于温湿度丈量精度是决定系统性能的关键,因此,这里选取瑞士Scnsirion公司生产的数字温湿度传感器SHl75实现温湿度测量。该器件的特点为:出厂前,每只传感器都在极为精确的湿度室中做过精密校准,校准系数被编成相应的顺序存入校准存储器中;高度集成,内部集成有温度测量、湿度丈量、信号变换、AD转换和加热器等功能;提供二线数字串行接口SCK和DA TA 接口简单,支持CRC传输校验,传输可靠性高;丈量精度可编程调节,内置AD转换器(分辨率为812位,可以通过编程设置其内部寄存器进行选择)丈量精确度高,由于同时集成温湿度传感器,可以提供温度弥补的湿度丈量值和高质量的露点计算功能等,湿度精度在±4%以内,温度精度在±0.4℃以内。

数据存储方案

当温湿度检测控制模块没有与控制主机联机时,需要保管检测数据,以备检查。因此该系统选用存储容量为16MbSST25VF016B属于NA ND型非易失性闪速存储器。该存储器具有速度快、利息低、密度大的特点,广泛应用于传感器丈量系统,其读/写操作是以字节为单位,而擦除操作则以块为单位进行操作,读、写和擦除操作均通过命令完成;不能字节擦除,每次改写操作之前需要先擦除一整块;每一块的擦除次数有限,为10万次左右。根据系统存储数据类型的需要,将Flash分为2局部:一部分(2块,每块32kh存储该控制块的系统信息,包括编号、温度校正信息、湿度校正信息、湿度控制范围等;另一部分(62块,每块32kb存储实时的温度丈量结果,包括丈量时间、温度、湿度,以及该记录是否上传。Fhash擦、写的控制算法为:开机时,系统读取系统信息,获得各种控制参数;然后找出上一次温湿度记录的存储最后位置及每块的使用情况,继续写入新的丈量信息。当前记录块写满以后,系统信息中更新块使用情况记录,找一个新的块写入。如果存储信息达到系统容量,选择62块中所存信息最早的块擦除,重新使用。这种设计参考了u-co文件管理系统,但由于传感器丈量记录的长度是固定的简化了每条记录的读写算法。

 

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