基于多点网络的水厂自动监控系统设计Design of MPI Based Automatic Monitoring and Control System in Water Works刘 美 俊(湖南工程学院，湘潭411101)摘要针对水厂工作水泵多、现场离控制站距离远的特点，提出了一种基于MPI多点网络的自动监控系统的设计方法，分析了系统的工作原理，介绍了系统中数据的采集与处理、主站与从站的通信原理以及系统软件的设计。由于这种系统的主、从站PLC之间采用MPI网络通信，具有运行可靠、性能价格比高的特点，所以适用于中小规模水厂的分布式监控场合。关键词多点网络主站从站监控系统Abstract Ina ccordancew ithth efe atuersof w aterw orks,i. e. ，manyp umpsin o perationa ndth ep umps， farfor mt hec ontrolst ation,th em ethodo fdesigninga na utomati(〕monitoringa ndc ontorlsy stemb asedo nM PIis p resented.Th eo perationalpr incipleo fth esy stemi san alyzed,th ed atac olection,data processing; communication between master station and slave station as wel as design and system software are discussed. Because MPI network communicationis used among master station, slave stations and PLC, the system is reliable and high cost-efective. It is， suitable for smal and mediumsized water works for distrbuted monitoring and control.Keywords MPI Masterst ation Slaves tation Monitoringa ndc ontorlsy stem 自来 水 厂 的自动控制系统一般分为两大部分，一对组态硬件要求较高，投资较大。相对而言，MPI网是水源地深水泵的工作控制，一是水厂区变频恒压供络速度可达187.5 M bps，通过一级中继器传输距离可水控制，两部分的实际距离通常都比较远。某厂水源达Ikm 。根据水厂的具体情况，确定以MPI方式组地有3台深井泵给水厂区的蓄水池供水。水厂区的成网络，主站PLC为S7-300系列的CPU3121FM，从任务是对水池的水进行消毒处理后，通过加压泵向管站为S7-200系列的CPU222。这样既满足了系统要路恒压供水。选用Siemens公司的S7系列可编程控求，又相对于Profibus网络节省了三分之一的成本，制器(PLC)和上位机组成实时数据采集和监控系统， 这种分布式监控系统具有较高的性能价格比。系统对深水泵进行远程控制，对供水泵采用变频器进行恒中PLC的物理层采用RS - 485接口，网络延伸选用压控制以保证整个水厂的电机设备安全、可靠地运带防雷保护的中继器，使系统的安全运行得到了保行。证。MPI网络的拓扑结构如图1所示。1 多点网络(NWI)监控系统的组成Sie me ns 公司S7系列PLC通常有MP」多点网络与Profibus现场总线网络两种组网方式。Profibus现场总线的应用目前较为普遍，通用性较好，它由Profibus一DP, Profibus一FMS, Profibus一PA组成。Profibus - DP型用于分散外设间的数据传输，传输速率为9.6kbps一12Mbps，主要用于现场控制器与分散1/0之间的通信，可满足交直流调速系统快速响应的时间要求，特别适合于加工自动化领域的应用;Profibus - FMS主要解决车间级通信问题，完成中等传输速度的循环或非循环数据交换任务，适用于纺织、楼宇自动化、可编程控制器、低压开关等;Profibus - PA型采用了OSI模型的物理层和数据链路层，适用于过程自动化的总线类型。
上传时间： 2013-10-09
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1. RS-232-C 详解 22. 串口通信基本接线方法 123. 串口通讯的概念及接口电路 134. 有关RS232和RS485接口的问答 145. 同步通信方式 166. 通信协议197. 实战串行通讯258. 全双工和半双工方式 339. 浅析PC 机串口通讯流控制 3410. 奇偶校验 3511. 开发通信软件的技术与技巧 3612. 接口技术的基本知识 4113. 一个单片机串行数据采集/传输模块的设计 4414. 单工、半双工和全双工的定义 4815. 从RS232 端口获得电源4916. 串行同步通信的应用5017. 串行通信波特率的一种自动检测方法5318. RS-232、RS-422 与RS-485 标准及应用5619. 串口泵 6串行通信接口标准经过使用和发展，目前已经有几种。但都是在RS-232标准的基础上经过改进而形成的。所以，以RS-232C为主来讨论。RS-323C 标准是美国EIA(电子工业联合会）与BELL等公司一起开发的1969 年公布的通信协议。它适合于数据传输速率在0～20000b/s 范围内的通信。这个标准对串行通信接口的有关问题，如信号线功能、电器特性都作了明确规定。由于通行设备厂商都生产与RS-232C制式兼容的通信设备，因此，它作为一种标准，目前已在微机通信接口中广泛采用。在讨论RS-232C 接口标准的内容之前，先说明两点：首先，RS-232-C标准最初是远程通信连接数据终端设备DTE(Data Terminal Equipment)与数据通信设备DCE（Data Communication Equipment)而制定的。因此这个标准的制定，并未考虑计算机系统的应用要求。但目前它又广泛地被借来用于计算机（更准确的说，是计算机接口）与终端或外设之间的近端连接标准。显然，这个标准的有些规定及和计算机系统是不一致的，甚至是相矛盾的。有了对这种背景的了解，我们对RS-232C标准与计算机不兼容的地方就不难理解了。其次，RS-232C 标准中所提到的“发送”和“接收”，都是站在DTE 立场上，而不是站在DCE 的立场来定义的。由于在计算机系统中，往往是CPU 和I/O设备之间传送信息，两者都是DTE，因此双方都能发送和接收。
上传时间： 2013-11-21
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如同今天的许多通用单片机(MCU)已经把USB、CAN和以太网作为标准外设集成在芯片内部一样，越来越多的无线网络芯片和无线网络解决方案也在向集成SoC 方向发展，比如第一代产品，Nordic公司nRF905，Chipcon公司cc1010 他们集成了8051兼容的单片机.这些无线单片机适合一般的点对点和点对多点的私有网络应用，如单一产品的遥控器和抄表装置等。无线通讯技术给智能装置的互连互通提供了便捷的途径，工业无线网络作为面向工业和家庭自动化的网络技术也正在向着智能，标准和节能方向发展。 目前在工业控制和消费电子领域使用的无线网络技术有ZigBee、无线局域网(Wi-Fi)、蓝牙(Blutooth)、GPRS通用分组无线业务、 ISM、IrDA等， 未来还能有3G、超宽频(UWB)、无线USB、Wimax等。 当然还有大量的私有和专用无线网络在工业控制和消费电子装置中使用，其中ZigBee、GPRS是在目前在国内工业控制中讨论和使用比较多的两种，蓝牙和无线局域网是在消费电子产品如手机、耳机、打印机、照相机和家庭中小企业网络中广泛使用的无线协议(个别工业产品也有应用，如无线视频监控和汽车音响系统)，当然私有无线网络技术和产品在工业也有很多的应用。 ZigBee是一个低功耗、短距离和低速的无线网络技术，工作在2.4GHz国际免执照的频率，在IEEE标准上它和无线局域网、蓝牙同属802家族中的无线个人区域网络， ZigBee是有两部分组成，物理和链路层符合IEEE802.15.4， 网络和应用层符合ZigBee联盟的规范。ZigBee联盟是在2002年成立的非盈利组织，有包括TI、霍尼威尔、华为在内两百多家成员， ZigBee联盟致力推广兼容802.15.4和ZigBee协议的平台， 制定网络层和应用架构的公共规范，希望在楼宇自动化、居家控制、家用电器、工业自动控制和电脑外设等多方面普及ZigBee标准。 GPRS是在现有的GSM 网络发展出来的分组数据承载业务，它工作在标准的GSM频率，由于是一个分组交换系统，它适合工业上的突发，少量的数据传输，还因为GSM网络覆盖广泛，永远在线的特点，GPRS特点适合工业控制中的远程监控和测量系统。在工业控制应用中GPRS 芯片一般是以无线数传模块形式出现的，它通过RS232全双工接口和单片机连接，软件上这些模块都内置了GPRS，PPP和TCP/IP协议，单片机侧通过AT指令集向模块发出测试，连接和数据收发指令，GPRS模块通过中国移动cmnet进入互联网和其他终端或者服务器通讯。目前市场常见的模块有西门子G24TC45、TC35i，飞思卡尔G24，索爱GR47/48， 还有Wavecom 的集成了ARM9核的GPRS SoC模块WMP50/100。GPRS模块有区分自带TCP/IP协议和不带协议两种，一般来讲，如果是单片机侧有嵌入式操作系统和TCP/IP协议支持的话或者应用的要求只是收发短信和语音功能的话，可以选择不带协议的模块。 先进的SoC技术正在无线应用领域发挥重要的作用。德州仪器收购了Chipcon公司以后发布的CC2430 是市场上首款SoC的ZigBee单片机， 见图1，它把协议栈z-stack集成在芯片内部的闪存里面， 具有稳定可靠的CC2420收发器，增强性的8051内核，8KRAM，外设有I/O 口，ADC，SPI，UART 和AES128 安全协处理器，三个版本分别是32/64/128K的闪存，以128K为例，扣除基本z-stack协议还有3/4的空间留给应用代码，即使完整的ZigBee协议，还有近1/2的空间留给应用代码，这样的无线单片机除了处理通讯协议外，还可以完成一些监控和显示任务。这样无线单片机都支持通过SPI或者UART与通用单片机或者嵌入式CPU结合。 2008年4月发表CC2480新一代单片ZibBee认证处理器就展示出和TI MSP430 通用的低功耗单片机结合的例子。图1 CC2430应用电路 工业控制领域的另一个芯片巨头——飞思卡尔的单片ZigBee处理器MC1321X的方案也非常类似，集成了HC08单片机核心， 16/32/64K 闪存，外设有GPIO， I2C和ADC， 软件是Beestack 协议，只是最多4K RAM 对于更多的任务显得小了些。但是凭借32位单片机Coldfire和系统软件方面经验和优势， 飞思卡尔在满足用户应用的弹性需求方面作的更有特色，它率先能够提供从低-中-高各个层面的解决方案，见图2。
上传时间： 2013-11-02
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1 概述由于在某些通讯设计应用中，需要扩展更多的串口数量，比如车床监控、纺织仪器检测和网状连接的数据采集等应用。为此成都国腾微电子有限公司推出的GM814x 可以满足多个同类产品的并联扩展，并且能简单的实现电路连接和程序控制，主MCU 可以识别数据的来源和指定和某个GM814x 通信。2 应用说明2.1 CS 与SPI 的数据通信GM814x 的CS（片选）引脚可用于控制SPI 总线时钟有效性，CS 低电平有效，内部下拉。CS 有效时，允许芯片的时钟接收和数据收发；无效时，SCLK、DIN 和DOUT 均为高阻状态，GM814x 不响应SPI 上的数据收发，但能正常收发子串口数据和产生相应中断。2.2 应用建议当使用GM814x 的应用需要扩展4 个以上的串口数量时，就需要使用2 片以上的GM814x。扩展的方式也有多种。方式一：将多个GM814x 的SPI 接口接在主MCU 的SPI 总线上，然后将所有GM814x 的中断进行线与后连接到MCU 的IRQ 上，同时将各GM814x 的IRQ 输出又连接到MCU的IO，以便MCU响应中断后检测是具体哪一个GM814x 输出的中断，然后再拉低对应的CS，拉高其它GM814x的CS，并执行通信操作。方式二：如果扩展的GM814x 数量较多，采用上述扩展方式可能会占用MCU较多的IO 资源，则可以将GM814x 的中断输出连接到具有OC 输出的与门芯片上，再输出到MCU 的中断输入。同时又将所有的GM814x 的中断输出进行编码输入到MCU，以供其判断产生中断的是哪一个GM814x。方式三：将所有GM814x 的中断输出连接到优先编码器进行编码输出，同时编码器也能输出低电平信号给MCU 作为中断响应。MCU 检测编码数据以获知产生中断的GM814x，然后进行数据通信处理。这种方式电路最简单，占用MCU 的IO 资源也最少。 举例：使用MCS51 单片机扩展8 片GM814x。本电路中，采用了上述提到的第三种扩展方式。通过普通的MCS51 单片机扩展最多8 片GM814x，可扩展最多32 个标准串口。为了节省MCU的IO 资源，电路中增加了一片8-3 线优先编码器74LS348 和一片3-8 线译码器74HC138。8 片GM814x 的IRQ 中断通过一片74LS348 输出中断源向量，同时产生GS 低电平信号到MCS51 的外部中断0 上，MCS51 响应中断后，可查询A0~A2 的值确定产生中断的GM814x，然后MCU 使能74HC138，输出对应的ABC 信号选中产生IRQ 信号的GM814x，再进行SPI 总线上的数据通信。 示例程序：本示例程序使用C 语言描述，仅供参考。 由于74LS348 是优先编码器，多个中断同时产生的时候，74LS348 的编码只会指示输入编号上最高的IRQ，MCU 无法直接获知是否其它的GM814x 也产生了中断。同时GM814x 在自己的中断申请后，数据传输到第8bit 时会自动清除，所以数据接收完后如果MCU 的中断引脚仍然为低，则表示还有其它GM814x 的中断申请，故必须在处理完当前中断后继续查询新的中断向量。这就是上述示例程序中while 循环的目的。 以上应用建议仅供设计者参考，不代表最终实现方式，更可靠和实际的实现方式可由设计者根据自己的实际情况确定。l 示例中的数据、参数和标志字命名不代表实际产品的特性，请参考实际产品的数据手册来获取你所需要的数据。
上传时间： 2013-10-26
上传用户：suicoe
自动检测80C51 串行通讯中的波特率本文介绍一种在80C51 串行通讯应用中自动检测波特率的方法。按照经验，程序起动后所接收到的第1 个字符用于测量波特率。这种方法可以不用设定难于记忆的开关，还可以免去在有关应用中使用多种不同波特率的烦恼。人们可以设想：一种可靠地实现自动波特检测的方法是可能的，它无须严格限制可被确认的字符。问题是：在各种的条件下，如何可以在大量允许出现的字符中找出波特率的定时间隔。显然，最快捷的方法是检测一个单独位时间（single bit time），以确定接收波特率应该是多少。可是，在RS-232 模式下，许多ASCII 字符并不能测量出一个单独位时间。对于大多数字符来说，只要波特率存在合理波动（这里的波特率是指标准波特率），从起始位到最后一位“可见”位的数据传输周期就会在一定范围内发生变化。此外，许多系统采用8 位数据、无奇偶校验的格式传输ASCII 字符。在这种格式里，普通ASCII 字节不会有MSB 设定
上传时间： 2013-10-15
上传用户：shirleyYim
雨量信息是气象信息的主要组成部分，是山洪防治决策的重要依据，它的实时性和可靠性决定了决策的正确性和科学性。目前，多数雨量采集系统采用传统的采集手段和数据传输方式，满足不了雨量信息实时采集的要求。基于GPRS的雨量采集系统，通过对雨量信息的远程自动化采集，然后进行信息的网络传输与数字化管理，实现了雨量数据的准确采集，为有效预警山洪提供了科学的依据。
上传时间： 2014-01-23
上传用户：D&L37
雨量信息是气象信息的主要组成部分，是山洪防治决策的重要依据，它的实时性和可靠性决定了决策的正确性和科学性。目前，多数雨量采集系统采用传统的采集手段和数据传输方式，满足不了雨量信息实时采集的要求。基于GPRS的雨量采集系统，通过对雨量信息的远程自动化采集，然后进行信息的网络传输与数字化管理，实现了雨量数据的准确采集，为有效预警山洪提供了科学的依据。
上传时间： 2013-11-10
上传用户：teddysha
文中给出了一种基于无线传感器网络的监测与报警系统的设计。该系统利用无线通信模块进行数据传输，以实现组网的灵活性；采用CRC校验法保证传输的可靠性；采用查询驱动的智能化模块管理方式来降低能耗。实际应用表明，该系统特别适合于大面积、复杂环境下的数据采集与监测。
上传时间： 2013-10-17
上传用户：tzrdcaabb
ZigBee 技术为低功耗、低成本、低复杂度、适中数据传输率和且具有自组织功能的无线监控网络的组建提供了坚实的技术基础。为了增强无线网络在无人值守、远程监控等应用中的稳定性及智能化，本文在分析ZigBee协议体系结构以及Z_Stack协议栈基础上，研究了如何基于CC2530组建具有自组网、自愈特性的ZigBee无线网络，通过对无人值守的通信基站的交流电压、电流和温湿度环境等参数的远程实时监控的试验，实现了网络的自组网与自愈功能，增强了网络的稳定性及智能化。
上传时间： 2013-10-14
上传用户：panpanpan
PCIE 3.0相对于它的前一代PCIE 2.0的最主要的一个区别是速率由5GT/s提升到了8GT/s。为了保证数据传输密度和直流平衡以及时钟恢复，PCIE 2.0中使用了8B/10B编码，即将每8位有效数据编码为10位数据进行传输，这样链路中将会有20%信息量是无效的，即使得链路的最大传输容量打了20%的折扣。而速率提升的目的是为了更快的传输数据，编码方式也不可或缺，因此在PCIE 3.0中还通过使用128B/130B的编码方式（无效信息量减低为1.5625%），同时使用加扰的方式（即数据流先和一个多项式异或得到一个更加随机性的数据，到接收端使用同样的多项式将其恢复出来）来实现数据传输密度和直流平衡以及时钟恢复的实现。
上传时间： 2014-12-29
上传用户：shaojie2080
