基于RS-485总线地下车库智能通风控制系统设计

基于ＲＳ一４８５总线地下车库智能通风控制系统设计ＤｅｓｉｇｎｏｆｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｇａｒａｇｅｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎＲＳ－４８５ｂｕｓ汪烨ＷＡＮＧＹｅ（上海电机学院，上海２００２４０）摘要：为了有效降低能耗，论文将ＲＳ一４８５总线技术与单片机技术结合起来，构成以地下车库为控制对象，根据地下车库自身特点，结合优化设计方法，设计开发了体积小、功能强的单片机智能控制通风系统。以实现地下车库ＣＯ气体浓度的实时监测、智能控制。同时也提高了整个楼宇的智能等级。关键词：地下车库；无风管诱导通风；单片机；ＲＳ一４８５总线中国分类号：ＴＰａ６文献标识码：Ｂ文章编号：１００９一们３４（２００９）０７—００２９—０３０引言现有的地下停车库通风系统停留在人工手动控制阶段，主要靠值班人员感知停车场内空气的质量和经验来人工开启或关闭通风设备，这就不可避免的会产生停车场内的空气质量不均匀，电能消耗高，设备寿命短等问题。由此，特提出车库诱导风机智能控制方案，解决车库ＣＯ浓度的测控以及报警通风问题。目前，智能通风问题巳得到了建筑设计院以及工程甲方等多方关注，越来越多的工程上会考虑地下车库的智能通风问题。实物如图１所示。（下位机）组成。采用ＲＳ一４８５总线小３１作为通信网络将各个节点连接成一个主从分布式测控系统。系统结构如图２所示。图２单片机控制系统结构图２系统工作原理传感器将检测到的一氧化碳浓度经过下位机ＭＳＰ４３０Ｆ１２３２单片机【４，５１内置的１２位高速并行Ａ／Ｄ转换器将模拟信号转换为数字信号输入下位机的ＣＰＵ，然后由下位机通过ＬＥＤ显示并上传给上位机。上、下位机根据输入的信号做判断是否启动报警系统和通风系统。当某一通道的传感器检测的一图ｌ诱导通风设备外观图氧化碳浓度超过设定值时，上、下位机发出指令，启动诱导通风系统。上位机（集中控制器）采用ＭＳＰ４３０Ｆ１４９型单片机作为控制器，通过Ｒｓ．４８５总线与下位机（数据采集与执行器）相连，进行信息１系统结构本控制系统的总体结构由上位管理机（集中控制器）、通信模块、电源板和多个现场控制工作站交换，负责对整个系统监视管理。收稿日期：２００９—０３－２０基金项目：国家８６３高技术研究发展计划资助项目（２００７ＡＡ０４１６０４）作者简介：汪烨（１９７４一），男，安徽铜城人，讲师，硕士，主要研究方向为机电集成及智能控制技术。第３１卷第７期２００９—０７［２９１万方数据空气流通。喷流的中心速度由喷嘴出口点起逐渐减低，但是喷流宽度逐渐增加，所诱导周围的空气量也逐渐增加，垂直于中心轴，各个截面的空气总动量不变。诱导通风系统在室内利用高速喷口送风，诱导周围空气，一方面稀释室内有害气体，一方面带动室内空气流动，沿着预设的空气流道行进，从而确保车库内的良好换气。这时，虽然进风和排风风机仍须采用，但其所需风压远比使用传统系统时图３智能型诱导通风系统工作流程图为小。如图４所示。下位机通过ＲＳ一４８５总线接收上位机的各种操作控制命令和参数设定、实现对ＣＯ浓度的检测和动态显示；通过小键盘接收工作模式设定、ＣＯ浓度设定等各种请求。４一氧化碳检测系统一氧化碳检测系统负责检测地下车库一氧化碳气体的浓度检测。该系统选用郑州炜盛电子科技有限公司最新推出的ＭＱ一７型ＣＯ气体传感器。它对ＣＯ具有很高的灵敏度和良好的选择性，标定与配置工作简单而易行。ＭＱ一７型气敏元件的敏感层是用非常稳定的二氧化锡制成的。因此，它具有优秀的长期稳定性，在正常使用条件下，其使用寿命可达５年。实验数据如表１所示。３诱导型通风系统的原理无风管诱导型通风系统１６，７］（ＪｅｔＩｎｄｕｃｉｎｇＳｙｓｔｅｍ，“ＪＩＴ”）由送风机、诱导风机机组、排风机和控制系统四部分组成。此系统不设风管系统，而是由若干个喷流诱导器替代，因而常称之为无风管喷流诱导通风系统。诱导型通风系统是利用高速喷出之少量气体，来诱导及搅拌周围之大量空气，并带动至特定的目标方向。这个系统是由喷嘴、风机组成，对特殊环境或空间能发挥较常规通风系统更佳的效果。其主要运用理论来自空气动力学中高速喷流的扰动特性，扰动喷流能够有效的诱导周围静止的空气，而带动吲｝ｎ／一一５基于ＭＳＰ４３０内嵌温度传感器的温度测量系统ＭＳＰ４３０微控制器的诸多系列中都有内嵌的温度传感器。本文提出了一种基于这个传感器的温度报警系统的方案。下位机通过数码管可以实时显示温度，加上键盘就可以对地下车库警告温度进行预设。本系统的基本方案是这样的：ＡＤＣｌ２模块的通道１０对芯片的温度进行测量，当测量温度高于或者睁ＩＩＩＺ＿．二Ｌ一畦■弓弓１‘，／乡薯一～Ｋ霪事●周围空气叁Ｖｏ手—＿：》。ＶＩ≤Ｘ一－ｏ射出气流。亨亨图５基于ＭＳＰ４３０Ｆ１２３２内嵌温度传感器的温度测量系统原理图图４诱导通风原理图１３０１第３１卷第７期２００９－０７万方数据表１ｍｑ－７＿１０－１００ＣＯ线性度检测电路测试表Ｖｃ＝Ｖｈ＝５．０ＶＯｌ２３４５０．２２７０．１７Ｏ．２１９０．２８０．３９８０．２５９ｌＯＯ．９１５０．６０１０．７４７０．６３９０．５６４０．６９３ＲＬ＝２Ｋ２０１．８４１１．４２１．８３５１．５７１１．３７４１．６０８ＣＯ浓度单位ｐｐｍ输出电压单位：Ｖ３０２．４４９２．０２３２．５５９２．１８３１．９２．２２３４０２．７７２．３６２．９１２２．５１８２．２１５２．５５５５０３．０８２２．７０９３．２３６２．８５５２．５３６２．８８４６０３．３１７２．９８３３．４５３３．１０９２．７９２３．１３１７０３．４７９３．１４９３．５８５３．２７８２．９７２３．２９３８０３．５６３３．２４１３．６５７３．３７６３．０７８３．３８３９０３．６３５３．３２２３．７１６３．４４７３．１６７３．４５７１００３．７３４３．４３６３．７８８３．５４３３．２７４３．５５５平均低于预设告警值时，便通过Ｉ／Ｏ端口的输出来驱动ＬＥＤ，显示告警状态。芯片在整个过程中处于低功耗模式。本系统的原理比较简单，图５给出其简单的原理图。风效率和降低运行成本，改变过去采用的传统通风控制方式。系统实现简单，且不同地下车库的控制系统的设计方法基本一样，通用性较高，有利于系统推广和降低设计费用。采用自动控制技术将逐渐成为地下车库诱导通风系统发展的主要方向。实践６ＲＳ一４８５总线通信协议【８・９】在该通信系统中，通过软件协议，上位机证明，本文设计的智能型地下车库通风控制系统符合ＲＳ４８５协议ｆ１２】的串行通信电路，可以满足高速率、高可靠、远距离的串行通信，同时价格又比较便宜，不失为一种较为理想的串行通信方案。参考文献：【１】韩世进，张乐年．基于ＲＳ４８５的多路数据采集系统【Ｊ】．现代电子技术：２００３，１２（１１）：１３—１５．【２】李伟锋．基于ＲＳ２４８５总线的土工模水力性能测试仪研制【Ｊ】．纺织学报，２００５，２６（１）：１０７－１０９．【３】王振浩．基于ＲＳ－４８５总线的断路器操作箱温度压力监控系统的设计【Ｊ】．继电器，２００４，３２（２２）：５８—６０．【４】ＭＳＰ４３０Ｘ１ＸＸＦａｍｉｌｙＵｓｅｒ’ＳＧｕｉｄｅ．ＴｅｘａｓＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，２００２．（ＭＳＰ４３０Ｆ１４９）与下位机（ＭＳＰ４３０Ｆ１２３２）之间严格实行主从结构形式的应答式通信控制方式，上位机为主，下位机为从。从机不能主动发送命令或数据，一切都由主机控制，任一时刻主机只与一台从机传输信息，从机之间不能直接通信，若要通信可通过主机转发。并且在一个多机通信系统中，只有一台单机作为主机。每个从机都有唯一的八位地址号，用来区分各从机。各单片机间通过ＲＳ一４８５总线通信，主机通过点名方式给各从机发送命令，实现对系统的主控权。主机在执行任务的同时要对从机不断地轮询，从而监视从机的状况、接收从机的请求或给从机发送命令。为了确保系统工作的稳定可靠，在本项目工程【５】ＭＳＰ４３０ｘ４４ｘｄａｔａｓｈｅｅｔｓ（ＳＬＡＳ３４４）．２００２．１．【６】朱培根，杨仁忠．地下车库射流诱导通风系统的检测【Ｊ】．流体机械，２００３，３１（３）：６０—６３．【７】李茜．地下车库无风管诱导通风系统数值模拟研究［Ｄ】．四川：西南交通大学，２００５．１．１．【８】彭可．基于ＲＳ２４８５协议的单片机对等分布式控制网络［Ｊ】．中南工业大学学报，２００２，３３（３）．【９】王冉，汤冬谊．基于ＲＳ４８５主从通讯协议的实现【Ｊ】．现代电子技术，２００３，１４（２４）：６７—６８．【ｌＯ］刘赢．基于ＲＳ４８５通讯有关问题的分析【Ｊ】．．中国科技信息，２００５，（１７）．【１ｌ】张舫．消除４８５总线噪声影响的应用一例［Ｊ】．计算机应用研究，２００１，（５）．【１２］穆斌．ＲＳ２４８５总线网络应用中的安全与可靠性【Ｊ】．光学精密工程，２００３，１１（２）：１９３－１９７．第３１卷第７期２００９—０７［３１１中，从硬引：线路和软件设计两方面采用了如下的关键技术。１）采取了终端、偏置电阻消除通信电缆中的信号发射技术【１０１；２）在主控机和下位机做了超时、差错和通信中断处理ｌ“】ｌ３）采用了数据累加和校验、关键字重发等措施。７总结本通风智能控制系统立足于提高地下车库的通万方数据基于RS-485总线地下车库智能通风控制系统设计作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：汪烨，WANGYe上海电机学院,上海,200240制造业自动化MANUFACTURINGAUTOMATION2009,31(7)参考文献(12条)1.朱培根;杨仁忠地下车库射流诱导通风系统的检测[期刊论文]-流体机械2003(03)2.MSP430x44xdatasheets(SLAS344)20023.MSP430X1XXFamilyUser'sGuide20024.王振浩基于RS-485总线的断路器操作箱温度压力监控系统的设计[期刊论文]-继电器2004(22)5.李伟锋基于RS2485总线的土工模水力性能测试仪研制[期刊论文]-纺织学报2005(01)6.韩世进;张乐年基于RS485的多路数据采集系统[期刊论文]-现代电子技术2003(11)