基于Modbus协议的环境监测仪的设计与研究.doc

摘要：随着科技的发展，实时监测、记录工厂内生产作业区可燃、有毒气体等环境状态的参数已在逐渐成了一个趋势，甚至成为商品外贸出口的一个必要条件；同时也对工作人员的安全保障和安全的生产有重要的作用。因此设计一套能实时采集生产环境数据，并通过网络协议远传到统一数据平台进行集中管理的监测系统就显得非常有意义。

本设计通过温湿度传感器和烟雾传感器采集环境参数，采用基于STC89C52单片机的单片机系统实时采集和处理数据，并就地显示到LCD1602液晶显示屏；通过Modbus通讯协议将分布在工厂内不同作业区的多个监测装置数据远传到数据中的上位机上，使其可以在远端实时监控设备的温度，湿度以及烟雾浓度。本论文要详细介绍了各个组成部分的选型和其功能，信号之间的转换和Modbus通讯方式，以及对系统的软件设计做了详细的说明。

此次设计基本能完成任务书的要求，能实现在液晶显示器上显示温湿度和烟雾浓度以及完成与上位机之间的通讯。

关键词：环境监测；单片机；Modbus通讯

目录

摘要

Abstract

1绪论-.1

1.1研究课题的意义-1

1.2 国内外研究现状和发展趋势-1

1.2.1 国外研究状况-1

1.2.2 国内研究状况-1

1.2.3发展趋势-2

1.3课题研究目标和拟解决的问题-2

1.4设计概述-3

2 方案总体设计-4

2.1 系统设计方案-4

2.2 传感器的选型-4

2.3单片机的选型-6

2.4A/D转换芯片的选择-7

3硬件系统设计-8

3.1 STC89C52单片机的概述-8

3.1.1 晶振电路-9

3.1.2 复位电路-9

3.1.3电源分压电路设计-10

3.2 处理模拟信号的电路设计-10

3.2.2 芯片ADC0832的原理-10

3.2.3 ADC0832的外围电路-11

3.3 输出转换的电路设计-13

3.4 显示电路的设计  -13

3.5通讯模块的设计-16

3.5.1Modbus通讯的简介-16

3.5.2串口通讯的设计与实现-17

3.5.3RS485通信和Modbus协议-19

4 .系统的软件设计-20

4.1 系统主程序的设计-20

4.2传感器模块程序设计-21

4.2.1温湿度传感器采集模块程序设计-21

4.2.2烟雾传感器采集模块程序设计-22

4.2.3LCD1602液晶显示模块程序设计-22

4.3上位机软件设计-23

5. 硬件调试-25

5.1调试结果-25

5.2调试过程中遇到的问题-26

6. 总结-27

参考文献-28

致谢-29

附录A总电路图-30

附录B程序-31