《物联网安装与调试》课件-5.1图书馆自动调控系统-仿真环境搭建

项目五图书馆环境调控系统物联网工程设计与应用开发本章介绍485型“温湿度传感器”的原理与使用方法，介绍图书馆自动调控系统的仿真环境搭建，包括仿真设备的选取、仿真连线以及仿真验证，让学生在对感知层各传感器的接线连接、安装配置、业务应用等方面的实操训练中，熟悉物联网相关设备安装与调试的方法与技能。亦是对前几章的知识的深入学习与提高。本项目需实现以下功能。摘要了解图书馆环境调控系统的相关设备掌握图书馆环境调控系统系统的连线图掌握图书馆环境调控系统在仿真软件中的连线绘制掌握图书馆环境调控系统的安装与调试掌握上位机采集与控制系统设备技能目标及能力要求教学目标仿真硬件环境搭建任务描述01知识储备02任务实施03任务考核04仿真硬件环境搭建本任务介绍图书馆自动调控系统的仿真环境搭建，包括仿真设备的选取、仿真连线以及仿真验证，让学生在对感知层各传感器的接线连接、安装配置、业务应用等方面的实操训练中，熟悉物联网相关设备安装与调试的方法与技能。任务描述任务思考如何在虚拟仿真系统中构建图书馆自动调控系统硬件环境搭建需要使用到那些传感器设备选取的传感器设备主要用途是什么是否需要配合执行器设备进行场景搭建任务描述任务描述01知识储备02任务实施03任务考核04仿真硬件环境搭建

RS485信号输出1图书馆环境调控系统设备执行器设备3传感器设备2RS485信号输出RS485接口类型RS485接口类型RS485信号输出RS485接口类型检测RS485接口类型的传感器通常是连接到计算机，使用串口调试工具或厂家配套工具软件进行检测。由于计算机没有RS485接口，因此，需要使用USB接口转换器与485接口设备相连。RS485信号输出【温馨提示】数字量传感器内部带有处理芯片，每个厂家设置的芯片操作指令也是不一样，在检测或配置数字量传感器性能时，需要结合设备说明书进行检测。RS485信号输出

RS485信号输出1图书馆环境调控系统设备执行器设备3传感器设备2温度是度量物体冷热的物理量，是国际单位制中7个基本物理量之一温湿度在物理量的导出上相对湿度与温度有着密切的关系。一定体积的密闭气体，其温度越高相对湿度越低，温度越低，其相对湿度越高日常生活中最常用的表示湿度的物理量是空气的相对湿度。用%RH表示室内（模拟量型）温湿度传感器温湿度传感器只是传感器其中的一种而已，只是把空气中的温湿度通过一定检测装置，测量到温湿度后，按一定的规律变换成电信号或其他所需形式的信息输出，用以满足用户需求。室内（模拟量型）温湿度传感器室内（模拟量型）温湿度传感器直流供电（默认）10～30VDC最大功耗电压输出1.2W电流输出1.2W精度湿度±3%RH(5%RH～95%RH，25℃典型值)温度±0.5℃（25℃典型值）变送器电路工作温度-20℃～+60℃，0%RH～80%RH探头工作温度-40℃～+120℃，默认-40℃～+80℃探头工作湿度0%RH-100%RH长期稳定性湿度≤1%/y温度≤0.1℃/y响应时间湿度≤8s(1m/s风速)温度≤25s(1m/s风速)输出信号电流输出4～20mA电压输出0～5V/0～10V负载能力电压输出输出电阻≤250Ω电流输出≤600Ω注：带显示产品最大电流增加5mA采用专用的模拟量电路，使用范围宽。10～30V宽电压范围供电，规格齐全，安装方便。由于采用模拟量输出量输出，传输距离比较近，一般用于室内采集，也称为室内温湿度传感器。室内温湿度传感器主要技术参数，如右表所示室内（模拟量型）温湿度传感器红色线：电源正极黑色线：电源负极绿色线：湿度信号线蓝色线：温度信号线模拟量温湿度传感器查看温湿度传感器技术说明书工作电压：22—26VDC输出电流：4—20mA室内（模拟量型）温湿度传感器使用数字式万用表欧姆档检测温湿度传感器电源端和信号端之间是否存在短路现象。数字式万用表选用2M档，依次完成表所示的温湿度传感器电源端和信号端之间的电阻值，如果测量发现，阻值很小（约几欧），说明线路出现短路现象，该设备需进一步检修

R红—黑R红—绿R绿—黑R红—蓝R蓝—黑正向测量值（2M档）1.5MΩ开始增大∞∞∞∞反向测量值（2M档）∞∞1.07MΩ∞1.03MΩ室内（模拟量型）温湿度传感器将万用表调至“直流60mA”档位，万用表红色表笔接蓝线，黑色表笔接黑线，查看当前电流值，正常环境下温度范围在4-20mA说明设备温度值正常。同样，万用表红色表笔接绿线，黑色表笔接黑线，查看当前电流值，正常环境下湿度范围在4-20mA说明设备湿度值正常信号稳定，精度高测量范围宽、线形度好防水性能好、使用方便便于安装、传输距离远功能特点该变送器广泛适用于农业大棚、花卉培养等需要温湿度监测的场合。传感器内输入电源，感应探头，信号输出三部分完全隔离经济型传感器：只适用于室内、平缓环境485型温湿度传感器485型温湿度传感器485型温湿度传感器技术参数直流供电（默认）9～24VDC最大功耗RS485输出0.4W精度湿度±3%RH(5%RH～95%RH，25℃典型值)温度±0.5℃（25℃典型值）测量范围湿度0～100%RH温度-40℃～80℃(可定制)长期稳定性湿度≤1%/y温度≤0.1℃/y输出信号RS485输出

RS485(Mondbus协议)

工作电压：12—24VDC输出信号485棕（红）色线：电源正极黑色线：电源负极黄色（灰色）色线：485-A(485+)蓝色线：485-B(485-)485型温湿度传感器485型温湿度传感器传感器的设备地址为0a，查询传感数值的功能码为03，温湿度数值所在的寄存器地址为0000，要查询的数据包括湿度值和温度值，分别放在寄存器0000和0001位置，所以数据长度为0002，校验码采用的是CRC-16/MODBUS类型的算法。整个查询指令为：0A0300000002C570（其中C570为校验码）485型温湿度传感器返回的数据为0A030401F4012C00B0，0A代表设备地址，03是功能码，04为有效字段，01F4为查询到的湿度值，该值为16进制，转化为10进制的数值为500，表示湿度值为500/10=50%，而012C为查询到的温度值，转化为10进制的数值为300，表示湿度值为30℃

RS485信号输出1图书馆环境调控系统设备执行器设备3传感器设备2执行设备执行设备执行设备LED灯泡灯检测方法：当LED灯泡负载正确直连12V电源时，开启仿真实验按钮，则灯泡亮起。执行设备任务描述01知识储备02任务实施03任务考核04仿真硬件环境搭建连线绘制12任务实施参数配置3设备选型在进行仿真任务实施之前，我们需要了解项目系统连线图、设备清单表以及对应的端口分配表，方便后面展开仿真实验一、图书馆自动调控系统主要设备及连线图介绍二、仿真硬件环境搭建部署仿真设备选取系统接线图仿真设备选取设备清单表序号设备数量1模拟量采集器（ADAM4017）12室内温湿度传感器13室外温湿度传感器14室外温湿度传感器的适配器（独立适配器）15开关量控制器（ADAM4150）16继电器47风扇18LED灯（补光灯）19电器雾化器（加湿器）110风扇（除湿器）111RS485/232转换器1图书馆自动调控系统设备主要包括4150采集控制器和4017数据采集器、以及对应的外接设备、485型传感器、模拟PC终端等。仿真设备选取端口分配表序号传感器名称供电电压模拟量采集器1室内温湿度传感器（温度）蓝色信号线DC24VVin1+2室内温湿度传感器（湿度）绿色信号线DC24VVin2+3室外温湿度传感器黄线DC24V485+4室外温湿度传感器蓝线DC24V485-5风扇（降温）DC24VDO06LED灯（加热器）DC12VDO17电子雾化器（加湿器）DC24VDO28风扇（除湿器）DC24VDO3在给每个设备进行相应的电源供电，再有机连接各个设备的通讯接口仿真设备选取通过仿真平台进行硬件环境的搭建和数据对接，运行“物联网行业实训仿真.msi”软件仿真设备选取仿真界面中将设备拖入到右边的绘图区：传感器——有线传感传感器——继电器采集器——I/O模块其他设备——负载其他设备——其他外设其他设备——电源仿真界面操作步骤仿真设备选取连线绘制12任务实施参数配置3设备选型传感器的485A端连接到无源转换器的T/R+端，485B端连接到转换器的T/R-端无源转换器的RS232口连接至模拟PC终端的COM口12485型温湿度传感器该如何连接呢？设备连线绘制温湿度传感器的temp端连接到4017的VIN0+，VIN0-连接到电源24V-温湿度传感器的humi端连接到4017的VIN1+，VIN1-连接到电源24V-124017与温湿度传感器该如何连接呢？设备连线绘制21无源转换器的RS232口连接至模拟PC终端的COM口4017的D+端连到无源转换器的T/R+，D-端连到转换器的T/R-4017连终端设备连线绘制34脚接到负载的正极，3脚接到负载的负极26脚接负载电源正（12V+），5脚接电源负（12V-）1继电器的8脚接24V+，7脚接控制器的输出端（DO1）4150连外接设备设备连线绘制4150的D+端连到无源转换器的T/R+，D-端连到转换器的T/R-无源转换器的RS232口连接至模拟PC终端的COM口4150的数字地D.GND需要接到24V-4150连终端设备连线绘制4150与风扇、雾化器等执行设备的连线效果设备连线绘制连线绘制12任务实施参数配置3设备选型如何将4150的设备地址设置为1呢？硬件环境参数配置定值随机值项目需要静态数据一般选择“定值”项目需要动态数据则选择“随机值”硬件环境参数配置12新建一个虚拟串口，如：COM100COM口下拉选择创建好的COM100虚拟终端的串口如何设置？硬件环境参数配置1连线验证模拟实验2开启仿真实验任务描述01知识