光纤柜远程采集系统设计方案论证报告

1、档号 编号 保管期限 密级 b 阶段标记 a 光纤柜远程采集系统设计方案设计及论证报告 单位： 陕西宇华机电设备有限公司 设计：西安海德华智能控制设备有限公司 校对： 审核： 标审： 批准： 2015年 03月 22 日内容摘要：本报告提出了光纤柜远程采集系统设计方案设计和主要部件的选型计算，以及为满足技术指标所采用的技术手段。主 题 词产品 方案设计 更 改 栏更 改 单 号更改日期更改人更改办法目 录一 任务来源4二 引用标准4三 产品功能43.1产品功能43.2 产品技术指标4四 适用范围5五 光纤柜远程采集系统设计方案55.1功能55.2总体方案设计55.3硬件电路设计65.3.1数据

2、处理模块设计65.3.2 RS232模块设计65.3.3供电电池75.3.4 软件设计7六 服务器电脑软件8光纤柜远程采集系统设计方案设计及论证报告一 概述根据公司的要求，根据目前的客户需求指标要求，研制了光纤柜远程采集系统。二 研制依据光纤柜远程采集系统设计技术要求三 产品功能 3.1产品功能光纤柜远程采集系统是通过测量光纤柜的四路门的开关状态、水侵开关量及温度、湿度传感器的数据，通过单片机处理，再通过GPRS模块进行无线传输，在服务器端汇集并通过软件将数据显示，存储，通过GPRS向客户终端（手机）发送信息。3.2 产品技术指标a) 采集四路IO量，通过红外发光管发送接收检测电平高低。b)

3、采用RS232串口输出，再经GPRS模块，通过SIM卡来和移动或联通的无线交换通讯，在服务器侧通过以太网和计算机进行数据交换处理，并通过GPRS向客户端发送数据。传送数据9600bpsc) 温度，湿度采用美国的精密传感器，分辨率d) 温度 ： 精度0.1度，16bit 范围-40-80度， 误差0.5度；湿度 ：精度0.1%RH， 16bit 范围0-100%； 误差2%RHe) 电池状态采集，模拟量采集精度12BIT，精度0.01Vf) 供电电源：锂电池供电5V12V直流，功耗不大于0.5W外形尺寸（LxWxH）：100mm160mmg) 重量:小于0.3kg四 适用范围主要用在远程信号开关

4、量模拟量采集等方面。五 光纤柜远程采集系统设计方案5.1功能 通过温湿度传感器数据测量，并通过光电红外接收发送来采集开关量，对电池模拟量AD转换，计算出响应量的值，通过串口通讯，将数据通过GPRS发送到服务器端；经上位机服务器对数据记录，按照时间，事件和终端号进行报表统计，数据存储，能通过拓扑图显示各采集点状态，并可以并发到客户端，时间不超过10秒。5.2总体方案设计本设计光纤柜远程采集系统结构如下图5.1所示，该装置数据采集控制电路板、GPRS模块、SIM卡、温度湿度传感器、RS232串口和电脑软件系统等组成。该装置是基于MSP430F149单片机和温度湿度传感器构成的核心电路，经单片机控制

5、传感器，传感器采集到温度和湿度传输给单片机，同时判断四路IO状态，并且需要唤醒功能，单片机通过GPRS传送到服务器。 图一：光纤柜远程采集系统系统框图5.3硬件电路设计5.3.1 数据采集处理设计数据处理模块是基于单片机MSP430F149是美国TI公司高性能的 ，具有功耗低、存储容量大、集成度高、在线支持性强等特点的单片机，是 仪表类用芯片。该CPU有一个12个通道的12BIT AD转换功能、3个定时器，用两种晶振可以切换及在休眠状态特别省电特点。有UART串行通讯 功能口两对。传感器采用美国的AOSONG系列温湿传感器，接口为0-3V或数字接口，精度为16BIT。8/4路I/O口，接电阻用

6、于开关量检测或外界控制; 4路电磁铁，12V，用于控制阀门。2路继电器利用红外对管的原理就可以产生单片机可以识别的高低电平。满足设计要求。其初步工作原理图如下所示： 5.3.2 RS232模块设计为了提高通信接口的可靠性，我们选用了MAX232，该芯片是允许传送速率高达2.5Mbps。可以实现全双工通信。和GPRS模块进行通讯；或者扳子内置GPRS模块，通过UART通讯。 图三：RS422模块图 5.3.3电池供电 采用3.3V四节串联供电。5.3.4 软件设计软件采用模块化设计方法，主要包括系统初始化、IO口模拟SPI口通信、温度补偿、滤波、湿度转换、RS232通信等子程序，主程序以循环方式

7、工作，完成初始化及子程序的调用；IO口模拟SPI口通信是单片机根据传感器的通信协议，发送相应的指令，读取传感器中相应的湿度、温度及校正参数值，并将4路的IO状态值；读电池状态，在门随意开启下有唤醒功能，程序流程图如下图所示。六 服务器电脑软件通过GPRS模块进行无线传输，在服务器端汇集并通过软件将数据显示，存储，通过GPRS向客户终端（手机）发送信息。运程数据采集传输终端：远程数据采集传输终端部分，GPRS数据采集设备，通过RS232/RS485与数据采集器连接，将现场的各个点的工作点状态IO开关量、湿度温度等数据传到中国移动GPRS网络，中国移动再将数据传到Internet 上。传输通道：系统数据传输通道有GPRS通道和短信通道，其中短信通道作为数据备份通道，设备在周期状态下，一旦发现服务器找不到，自动以短信方式将数据上传到服务器。数据中心：数据中心可采用ADSL、LAN等internet公网接入，亦可采用公网固定的IP地址或域名。GPRS数据采集设备会根据预先设定在其内部的IP地址或域名来主动和数据中心建立TCP/IP链路。数据中心维护接入的每个终端的IP地址或域名和ID号，当数据中心要向某个监控终端提出数据请求时，它会根据IP地址或域名、ID号来找到相应的终端，把命令下发，终端响应后通过GPRS数据采集设备把数据传输到数据中心的服务器上