摘 要
设计介绍了烟厂环境参数自动监测系统。利用单片机采用分散式多级测控系统,由上位机、中位机和下位机三部分组成。http://www.16sheji8.cn/
上位机由普通PC286微机承担，完成查询测量数据并对数据定时存盘，打印。
中位机由8031单片机，EPROM，RAM，译码电路，I/O扩展电路，键盘显示电路，时钟电路，复位及看门狗电路，串、并行接口电路组成。从各下位机获取数据，进行综合显示，数据超限判断，报警，最近24小时数据保存等功能。
下位机组成除中位机硬件外还包括A/D、模拟开关、信号调理电路及一个数据采集单元用于本车间内参数采集及显示，同时还将测试结果传输到主机房内。http://www.16sheji8.cn/
上位机与中位采用并行通讯，中位机与下位机串行通讯。
该系统投入运行后，可以极大的提高烟厂厂房温湿度测试精度和自动化程度，大大的减轻了工人的劳动强度，为提高产品质量提供了保证。
关键词 分散式多级 单片机 I/O扩展 显示
Title The automatic control system of
cigarette factory circumstance parameter
Abstract
The design introduced the automatic control system of cigarette factory circumstance parameter. Make use of microcontroller adoption multilevel dispersedly control system. The control system is consisted of host computer, middle machine and subordinate.http://www.16sheji8.cn/
The ordinary PC286 is used as host computer. It is complete search and measure the data. Regulation the data and print.
The middle machine is made up of microcontroller 8031、RAM、EPROM、I/O expanding circuit、key and display circuit and watchdog、string, proceed together to connect an electric circuit. Obtain the data from each subordinate machine, complete the task of data store of the last 24 hours and
display temperature and humidity of all workshops and Alert.
The subordinate machine includes A/D converter、analog switch、signal regulation circuit except the middle machine hardware and made a collect of data used for parameter collect in the factory premises. At the same time, it will test result deliver to the host computer. http://www.16sheji8.cn/
Host computer is connected with middle machine by parallel interface. Middle machine is connected with subordinate machine by a line interface.
The control system improves the measure precision of temperature and humidity of the cigarette factory greatly. The level of automation is growing. The labor tension of workers is declined. At the same time the control system gives guarantee for the production quality.
Keyword multilevel dispersedly microcontroller I/O expanding circuit
display circuit
目 录
第一章 绪论·····（1）
第二章 系统方案论证·······（2）
一 系统要求的设计指标及功能········（2）
二 系统方案论证·····（2）
第三章 中位机硬件设计·······（4）
一 MCS-51简介及8031介绍·····（4）
二 地址译码电路····（8）
三 地址锁存器·······（8）http://www.16sheji8.cn/
四 外扩RAM电路······（9）
五 程序存储器的扩展·····（11）
六 多级串行通讯硬件电路············（12）
七 复位及看门狗电路···（13）
八 时钟电路的设计······（15）
九 MCS-51单片机的I/O扩展及8255A简介············（17）
十 键盘显示电路的设计···········（21）
十一 报警装置设置·······（24）
第四章 下位机硬件设计········（25）
一 信号调理电路········（25）
二 模拟开关········（26）
三 A/D转换器接口设计····（26）
四 I/V变换·····（28）
第五章 传感器··········（30）
第六章 中位机与上位机之间并行通讯接口设计··············（31）
一 上位机并行通讯接口板设计·······（31）
二 中位机并行通讯接口设计········（32）
第七章 系统软件设计·····（33）
一 软件实现的功能·····（33）
二 主要软件设计····（33）
三 软件抗干扰技术····（37）
第八章 总结·····（46）
结束语·········（47）
参考文献·········（48）
附录A: 主要器件清单
附录B：程序清单http://www.16sheji8.cn/
图1：系统硬件原理图
图2：系统软件流程图
第一章 绪 论
影响卷烟质量的因素很多，其中贮存，生产卷烟所在厂房的空气温湿度参数是重要的因素之一。生产卷烟各个工艺过程的温湿度都有相应的标准。众所周知，要对生产过程的温湿度进行严格控制，必须首先精确测试。
卷烟行业一直是国家的利税大户，在激烈的市场竞争面前，产品质量是赢得市场的关键。而目前我国大多数卷烟厂对厂房温湿度测试还停留在人工读数查表（所用仪器为干湿球）的落后水平上，这种方法存在测试精度低，测试误差大，劳动强度高的缺点，
这种落后的测试手段与现代化的生产极不相符，影响卷烟厂的进一步发展，为此，我们根据卷烟厂的实际情况和要求，研制烟厂环境参数自动监测系统。该系统投入运行后，可以极大的提高烟厂厂房温湿度测试精度和自动化程度，大大的减轻了工人的劳动强度，为提高产品质量提供了保证。
http://www.16sheji8.cn/ 湿度监测控制的发展：
电脑温湿度监测控制综合系统，广泛使用于工业农业环保医药卫生国防科研等领域的大中型仓库。系统为自动测控仪器，可在库外检测控制库内温湿度变化情况和掌握其变化规律。用户可根据要求设定温度上下限，自动控制空调机或除湿机的工作，以达到保温保干湿的目的。同时对于某些储存贵重物资或有特殊要求的仓库，可以增设烟雾传感器和微波红外防盗传感器等的防火防盗功能。
自动监测系统具有以下功能：
1、自动定时巡逻功能;
2、主机设有打印机接口，可将测量数据按时存盘，并可打印输出;
3、设有温度上限下限报警功能，当温度达到设定上下限值时，会发出报警信号。
自动监测系统具有测量精确显示清晰控制准确性能稳定工作可靠和使用方便等优点，安装自动监测系统后，可以节省能源减轻劳动强度，提高工作效率和经济效益，是实现库存物资保质保鲜和安全等的必要条件，也是仓库现代化管理的组成部分。http://www.16sheji8.cn/
第二章 系统设计方案论证
一、系统要求的设计指标及功能
（一）、温湿度测试点数：四个车间，每个车间6～10点（可扩展）。
（二）、测试范围及精度：
温度：0℃～80℃，精度：正负 0.5℃。
湿度：0℅～100℅，精度：正负 5% RH。
（三）、显示方式：各车间内和主机房内分别循环显示。
（四）、通讯距离：车间和主机房之间的通讯距离不超过700米。
（五）、数据纪录：每隔20分钟主机房内计算机纪录一次，一昼夜存盘一次。
（六）、测量方法：各车间参数巡回检测，主机每隔20分钟向各车间采集数据一次。
（七）、报警处理：对所测参数进行超限判断，如超限，给出声光报警。
（八）、打印功能：可随时打印，也可整日打印。http://www.16sheji8.cn/
（九）、一机多用：主计算机可一机多用，除了用于测试外，还可以进行文字处理及报表等其他日常工作。
二、系统方案论证
在一个规模较大的工业自动化测试系统中，常常有几十个，几百个甚至更多的被测参数，即是速度很高的系统也难满足要求。为此，必须将任务分配给多
个计算机系统并行工作，即负载分散，危险分散，功能分散和地域分散。
分散式测控系统的特点有：在地理位置上是分散的；各个计算机系统或智能设备可独立完成特定的数据采集，处理显示等任务；各个计算机系统连成网络，相互通讯为实现控制和管理功能协调工作。因此，我们采用分散式测试的系统结构。http://www.16sheji8.cn/
根据每个车间内的温湿度测试结果既在本车间内显示，又在主机房内显示的要求，在每个车间内设计一个数据采集单元（称为下位机）用于本车间内参数采集及显示，同时还将测试结果传输到主机房内。
从各下位机获取的数据，进行综合显示，数据超限判断，报警，最近24小时数据保存等功能由中位机完成。
上位机由普通PC286微机承担，平时可用于其它工作或停机，只有在西药查询测量数据或对测量数据定时存盘，打印时才用此机完成。http://www.16sheji8.cn/
根据上位机与中位机同时在主机房内通讯距离近的特点和中位机与下位机通讯距离远的特点，分别采用并行通讯和串行通讯的方法实现上、中、下位机之间的信息传输。
综上所述，采用分散式三级系统（下位机、中位机、上位机）方案，可以完全满足实际要求。
综合考虑系统的适用性，可靠性，可维护性，扩充性，操作简便性，系统还应该采用以下技术措施：
1、感器与下位机之间采用4～20Ma电流传输，以提高信号的传输距离和抗干扰性能。
2、选用适合于烟厂高温、高湿、高粉尘环境的高分子电容式温湿度传感器，并配有防尘罩，以确保测试精度。
3、下位机与中位机之间采用20mA电流环多机通讯技术，以提高抗干扰性和减少传输误码率。
4、采用软硬件抗干扰技术，以保证整个系统的可靠运行。
5、下位机数量可增加到8个，以确保系统的可扩充性。
6、采用软面板技术，使人机界面友好，便于操作。http://www.16sheji8.cn/
7、系统软硬件采用模块化设计思想，以提高系统的可维护性。
由上述论证可知，整个系统由传感器、下位机、中位机、上位机组成。系统结构框图如图2-1所示。
