摘 要：介绍一种通过can总线及以太网对粮仓内温湿度远程实时监控的系统，详细介绍了上位管理机和下位监控机的功能与实现。
关键词：can总线；大型粮仓；监控系统；p87c598
remote monitor and control system for large
granary based on can bus
diwei－guo，jinghai－ming，yangming，yanyan
（computer department，shijiazhuang railway institute，shijiazhuang 050043，china）
abstract：it presented the remote monitorsystemforlarge granary based on the canfield bus．itgave the design and functionforthe seniormanagementcomputer and applied controlcomputerin detail．
key words：canfield bus；large granary；monitor and controlsystem；p87c598
1 监控系统总体功能结构
图1为基于can总线和以太网的通信网络。该系统包括一台上位管理机和放置在粮仓各个区域的下 位监控机。上位管理机使用工控微机，采用vc＋＋编 写应用软件；下位机以philips单片机p87c598为智能控制器，通过温度、湿度传感器来采集粮仓内的温度、湿度，经过单片机处理后发出信号，控制风机、加湿器和去湿器的打开和关闭，以达到对温、湿度的自动调节。通过高灵敏度的离子感烟探测器来感知粮仓内的烟雾浓度，以此在火灾的初期发出报警信号。
为了提高系统监控的灵活性，在下位机的设计中加入了键盘和显示功能，这样不仅可以通过上位管理机对参数进行设置、显示，下位机也可直接进行设置和显示，然后通过can网络通信给上位管理机，进行同步控 制。被监控粮仓分为若干个区域，分别安置下位监控机，和上位管理机一起组成多级子系统分布式控制结构。上位管理机通过can总线和下位机进行实时通信；多个上位机通过以太网接入nternet，实现远程上网对多个粮仓 进行集中监控。
2 下位监控机设计
下位监控机以单片机为核心，扩展了数据采集、串行存储、键盘显示、输出控制和报警装置等几个部分。图2为下位监控机结构框图。系统有两种工作方式：1、传感器组与控制部分形成闭环反馈控制，如果粮仓内的温、湿度没有达到设定值，单片机发送信号控制各控制器运转，直至传感器组检测到的参数满足要求，然后命令各控制器停止工作，做到对温湿度的自动调节；2、上位管理机通过can总线通信发送命令至下位机，打开或关闭各控制器；或者下位机直接通过键盘操作来打开或关闭控制器。
为了提高系统的整体性价比，选择内嵌八路十位a／d转换器和can总线控制器的philips87c598单片机。它具有高电磁兼容性和抗干扰能力。温、湿度传感器实时采集粮仓内各区域的温、湿度参数，经由模拟开关cd4051和电流电压转换器后，输入到p87c598的a／d转换器进行模数转换。p87c598对所得的数字量进行分析、运算和处理，得到的控制信号经由d／a转换输出模拟信号，通过cd4051来控制执行机构所驱动的风机、加湿器和去湿器等控制器运转。风机的效率与其转速关系密切，在此选择双向晶闸管移相控制电路对风机进行电压调速（图3）。控制信号经晶体管放大后，由脉冲变压器隔离输出，触发双向晶闸管导通。串行存储器e2prom93c66通过i2c总线和p87c598接口，用来保存各参数和现场数据。键盘可以通过下位监控机来直接设定各参数的标准值，通过数码led进行实时显示。
为了实时检测粮仓内的烟雾浓度，以达到防火目的，在p3．0口连接了离子感烟探测器。探测器平时输出的信号为低电平，一旦感知周围的烟雾浓度超标时，则输出持续的高电平，直至警报撤除。单片机延时检查p3．0口，当有高电平出现时，置报警装置有效，发出火警信号。同时由can总线传送给上位机，上位机立即启动警笛和警灯，并对报警下位机进行编号，保存现场数据及报警时间。
下位机通过p87c598片内的can总线控制器与can总线接口，通过外带屏蔽线的双绞线与上位机实现通信。按照can总线协议设计通信软件，实现上位机和下位机之间的信息交换与控制。图4为p87c598与can总线的接口电路。其中r1＝r2＝240ω，r3＝r4＝100ω，r5＝r7＝750ω，r6＝r8＝120ω。
下位监控机软件采用模块化编程设计，主程序包含数据存储部分、数据采集与处理部分、温湿度显示部分、 风机控制部分、加湿器控制部分、去湿器控制部分和离子感烟探测器控制部分等。图5为主程序流程图。
3 上位管理机设计
上位管理机采用工控微机实现，通过can总线适配卡与现场can总线相连，主要负责参数设定，数据的处理、保存和显示，以及对下位监控机的管理等功能。上位机应用软件采用vc＋＋编写，集成度高，人机界面友好，便于维护与管理，很容易做到与下位
