一种基于Modbus协议的无线粮情分析和测量控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于分析及测量控制技术，具体涉及一种基于Modbus协议的无线粮情分析和测量控制系统。
【背景技术】
[0002]智能粮情测控系统功能就是测量粮仓的温度、湿度等参数。目前粮情测控系统已具备粮食温湿度监测、超温报警、超湿报警、自动生成报表、自动存储历史数据、自动分析历史数据等等众多功能。虽然实现大体功能一致，但是粮情分析与测量控制系统行内无相关产品标准，导致产品规则型号各异，软硬件接口不统一等局面，同时每套系统底层数据格式各异，且行内无标准的相关的标准规定，因此常常出现系统与别的控制器之间通用性不强，软件接口不一致等问题。对使用不同产品的消费者造成管理困难、重复建设浪费资源等问题。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型针对常用的智能粮情测控系统功能存在的缺陷和不足，提出一种基于Modbus协议的无线粮情分析和测量控制系统。
[0004]本实用新型采用的技术方案如下:
[0005]一种基于Modbus协议的无线粮情分析和测量控制系统，包括上位机、测控主机、测控分机、通风控制模块、温湿度采集模块以及无线分支器，其特征在于:所述测控主机上行接口通过USB模块与上位机相连，并且传输数据格式都是按照标准的Modbus协议；所述测控主机下行接口通过SRWF-1028无线传输模块与各个测控分机相连，并且测控主机和测控分机之间数据传输也是按照标准的Modbus协议；所述测控分机上的无线基站模块通过NRF24L01无线模块与无线分支器相连，并且测控分机与无线分支器之间传输的数据也是按照标准的Modbus协议；所述测控主机与测控分机之间、测控主机与通风控制模块之间、通风控制模块与温湿度采集模块之间以及测控分机与无线分支器之间的数据传输格式均采用Modbus标准协议，所述无线分支器可监测60个点，每个测控分机的无线基站模块可对多个无线分支器通讯，即每个测控分机至少可测量4000个点，精度为±0.5°C，分辨率为± 0.1 °C，通过上位机发送各种命令，简单明了的完成各个监测点的检测操作。
[0006]所述测控主机包括测控主机微处理器、主机无线传输模块、主机时钟模块、主机SD卡模块以及与上位机连接的USB通讯模块以及给各模块供电的主机供电电路，所述主机供电电路通过串口与上位机通信，所述测控主机微处理器通过485接口与无线传输模块通信，所述时钟模块、上行485通信模块、下行485通讯模块和SD卡均与测控主机微处理器电性连接。
[0007]所述测控分机用于接收命令并完成测量温湿度数据以及将数据返回等操作，包括测控分机微处理器、分机供电电路、无线传输模块、片外存储器、16路数据采集端口以及与无线分支器通讯的无线基站模块，所述测控分机微处理器通过485接口与分机无线模块连接，测控分机通过分机的无线基站使用无线与无线分支器通讯，所述测控分机微处理器与上行485通讯模块、下行485通讯模块、片外存储器、无线基站模块以及16个数据采集端口电性连接，片外存储器用来存储分机或者无线分支器采集到的数据。
[0008]所述通风控制模块包括供电电路、通风控制模块微处理器、与主机通讯的无线传输模块、继电器电路、继电器接口、按键开关电路以及485通讯模块，所述通风控制模块通过无线模块与测控主机通讯，所述通风控制模块通过485通讯模块与温湿度采集模块通讯，通风控制模块微处理器与继电器电路及接口、按键开关电路、485通讯模块电性连接。
[0009]所述无线分支器包括供电电路、无线分支器微处理器、与无线基站通讯的无线传输模块以及Iiire数据采集接口，所述无线分支器微处理器通过无线模块与测控分机的无线基站通讯，所述无线分支器微处理器与无线传输模块、1-wire数据采集接口电性连接。
[0010]所述温湿度采集模块包括供电电路、温湿度采集模块微处理器、485通讯模块以及温湿度数据采集接口，所述温湿度采集模块通过485通讯模块与通风控制模块通讯，温湿度采集模块微处理器与485通讯模块、温湿度数据采集接口电性连接。
[0011]所述测控主机微处理器采用STC15L2K16S2，通风控制模块微处理器及测控分机微处理器均采用STC15F2K16S2单片机，无线基站微处理器采用STM32F103C6T6单片机，无线分支器微处理器采用STC15W408AS单片机，温湿度采集模块微处理器采用STC15W204S，基于STC的掉电休眠模式，可将其平均功耗降到最低。
[0012]本实用新型的有益效果体现在:
[0013]1、本实用新型将Modbus标准协议用在粮情测量和控制系统中，加强系统通用性。数据格式更加简洁明了，更容易与其他系统对接。
[0014]2、本实用新型Modbus协议传输的数据采用严密的CRC校验方式，加强了系统内部数据传输的稳定性。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型的总体结构。
[0016]图2为测控主机结构图。
[0017]图3为测控主机微处理器的电路原理图。
[0018]图4为测控主机USB通讯模块的电路原理图。
[0019]图5为测控主机SD卡模块的电路原理图。
[0020]图6为测控主机供电电路的电路原理图。
[0021]图7为测控主机数据缓存模块的电路原理图。
[0022]图8为测控主机时钟模块的电路原理图。
[0023]图9为测控主机485通讯模块的电路原理图。
[0024]图10为测控分机结构图。
[0025]图11为测控分机微处理器的电路原理图。
[0026]图12为测控分机片外存储器的电路原理图。
[0027]图13为测控分机供电电路的电路原理图。
[0028]图14为测控分机数据采集电路的电路原理图。
[0029]图15为测控分机485通讯模块的电路原理图。
[0030]图16为测控分机无线基站微处理器的电路原理图。
[0031]图17为测控分机无线基站供电电路的电路原理图。
[0032]图18为测控分机无线基站无线通讯模块的电路原理图。
[0033]图19为通风控制模块结构图。
[0034]图20为通风控制模块微处理器的电路原理图。
[0035]图21为通风控制模块按键开关电路的电路原理图。
[0036]图22为通风控制模块供电电路的电路原理图。
[0037]图23为通风控制模块485通讯模块的电路原理图。
[0038]图24为通风控制模块继电器电路及接口的电路原理图。
[0039]图25为无线分支器结构图。
[0040]图26为无线分支器微处理器的电路原理图。
[0041]图27为无线分支器供电电路的电路原理图。
[0042]图28为无线分支器Ι-wire数据采集端口的电路原理图。
[0043]图29为无线分支器无线传输模块的电路原理图。
[0044]图30为温湿度采集模块结构图
[0045]图31为温湿度采集模块微处理器的电路原理图。
[0046]图32为温湿度采集模块供电电路的电路原理图。
[0047]图33为温湿度采集模块Ι-wire数据采集端口的电路原理图。
[0048]图34为温湿度采集模块485通讯模块的电路原理图。
【具体实施方式】
[0049]如图1所示:基于Modbus协议的无线粮情分析和测量控制系统主要包括上位机、测控主机、测控分机、通风控制模块、温湿度采集模块以及无线分支器，所述测控主机上行接口通过USB模块与上位机相连，并且传输数据格式都是按照标准的Modbus协议；所述测控主机下行接口通过SRWF-1028无线传输模块与各个测控分机相连，并且测控主机和测控分机之间数据传输也是按照标准的Modbus协议；所述测控分机上的无线基站模块通过NRF24L01无线模块与无线分支器相连，并且测控分机与无线分支器之间传输的数据也是按照标准的Modbus协议；所述测控主机与测控分机之间、测控主机与通风控制模块之间、通风控制模块与温湿度采集模块之间以及测控分机与无线分支器之间的数据传输格式均采用Modbus标准协议，所述无线分支器可监测60个点，每个测控分机的无线基站模块可对多个无线分支器通讯，即每个测控分机至少可测量4000个点，精度为±0.5°C，分辨率为±0.1 °C，通过上位机发送各种命令，简单明了的