1系統的總體結構設計
本系統采用先進的溫、濕度傳感器（傳感器常用術語）采集煙草垛心溫、濕度及環境溫、濕度信號，采集的數據通過ELARS-485傳輸標準實現遠距離傳輸。PC機為系統主機，對采集的數據進行分析、監測并提供友好的人機界面，PC機通過RS-232電纜向上位機發送監測點代碼，上位機將接收到的代碼轉換為符合8031單片機主從通訊要求的信號，再發送給下位機，相應的下位機響應中斷，進入數據采集中斷服務程序采集數據，然后再將采集的數據傳回到上位機和PC機。倉儲中的現場測點經過溫度傳感器、濕度傳感器檢測后得到的信號經運算放大器放大后，通過A/D轉換電路轉換成數字量。
2硬件結構設計
上位機和下位機不須存儲大量數據，而且也沒有復雜的運算，完全可以采用無擴展的單片機，AT89CX系列單片機是美國ATMET公司推出的一種高性能價格比單片機。器件采用80C31內核，指令系統和引腳與MCS-51完全兼容。片內集成有閃爍存儲器，采用電擦除，可重復編程。AT89C2051單片機是AT89CX系列中結構最緊湊、體積最小的單片機，片內有2K字節閃爍存儲器，除不能擴展外，它具有80C31單片機所有功能結構，非常適合本文上位機和下位機的控制要求。
A/D轉換是本測試系統中重要的環節，A/D轉換芯片的選擇在本應用中主要有：合適的輸入通道數、轉換精度、接口方式以及價格因素等。我們選用美國TI公司生產的TLC542.TLC542是8位開關電容型逐次逼近模數轉換器。它具有三個控制輸入端，其簡單的3線SPI串行接口可以非常容易地與微處理器進行聯接，是一種較好的低成本解決方案，其主要特性有：11個模擬輸入通道，最大轉換時間10s，自帶片內系統時鐘。在選擇輸入通道運算放大器時，應注意選用低溫漂，低失真的運算放大器（如ICL7650）。
3通訊接口設計
在本文研究的煙草倉儲垛心溫、濕度測試系統中，溫、濕度的變化相對比較緩慢，所以PC管理機與上位機之間的通訊速度要求不高，采用簡單、容易控制的串行異步通訊方式。
微機的串行通訊接口采用的是RS-232C標準，采用負邏輯，單片機的串行通訊接口用的是TTL電平，因此采用MAX3232進行電平轉換。由于各檢測點之間距離較遠，普通的TTL電平和RS-485通訊標準使用雙絞線平衡傳輸，使可靠傳輸距離達到1km以上，單片機TTL電平到RS-485電平轉換采用SN75176芯片，該芯片采用半雙工通訊方式，能帶32個節點，因此最多可掛接31個下位機，而每個下位機能檢測11路數據，這樣最多能監測341路監測數據，完全能滿足煙草倉儲垛參數的檢測。
本測試系統利用單片機的串行口外配合適的通訊接口構成半雙工異步串行通訊網絡。上位單片機與下位單片機之間的通訊連接通過各自的接口進行，所有下位機的信號接收線與上位單片機的信號接收線通過接口電路相接。上位機和下位機的多機通訊功能主要是控制串行口控制寄存器SCON中的SM2位實現的。多機通訊時，選擇串口方式2或方式3，利用SCON中的SM2各RB8配合。PC機的發送和接收信號線經過接口電路分別接在上位單片機的接收和發送線上。
上位單片機與PC機，上位單片機與下位單片機通過緩沖器74LS125構成通訊接口，上位單片機必須控制74LS125的選通，確保同一時刻在通訊線路上PC機或下位單片機只有一路接通，才不會造成通訊線路沖突。
4軟件設計
上位機工作于中斷方式，主程序完成初始化后就轉入休眠狀態等待PC機的命令，上位機的主要工作都放在中斷服務程序中，因而上位機工作的時間非常短，大部分時間都處于休眠狀態，這樣可以大大提高上位機的抗干擾能力，中斷服務程序執行通信通道轉換、數據的轉發程序框圖。
設計的測試系統管理軟件，要能方便地進行倉儲垛心各測點的管理，選擇進行連續或定時測試，形成的數據文件可以進行數據分析，得出垛心溫、濕度與外界環境的關系曲線，隨時打印出要求的測試數據，對歷史數據進行存盤保存。對超過危險溫度、濕度時可以進行報警。幫助系統可以使操作者很容易掌握本測試系統。
5結束語
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