本发明涉及新风控制技术领域，尤其是涉及一种基于485总线的高速公路收费亭新风控制系统。
背景技术：
高速公路收费站一般采用多收费亭平行布置的方式进行建设，由于收费亭顶部一般还有顶棚等覆盖物，而汽车接近收费站缴费或领卡的过程都需要经过减速、停车、起步加速的过程，这一过程中造成的尾气排放相对于正常行驶时要大得多，若收费亭通风条件不好，这些污染的空气会进入收费亭影响收费员的健康。
现有的高速路收费亭都是采用将风机安装在距离收费亭较远处，工作人员根据正常工作的收费亭个数来调控风机功率大小，利用风机通过管道将新鲜空气(新风)从收费亭顶部的空调孔送入收费亭内部。风机工作的功率决定了送风量，而送风量应该由正常工作的收费亭的个数决定。正常工作的收费通道个数一般与车流量有关。车辆量大时，工作的收费亭个数就多，需要的风量就大；车流量小时，工作的收费亭个数少，需要的风量就小。
采用人工调节方式不仅增加了工作人员的工作量，而且控制不灵活，控制效果较差。因此，有必要建立一种有效的控制方法，实现高速公路收费亭通风的自我检测与控制，实现收费亭通风的自主控制，以期改善工作人员的工作环境，提高高速公路收费亭的工作质量。
技术实现要素：
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于485总线的高速公路收费亭新风控制系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种基于485总线的高速公路收费亭新风控制系统，该系统包括主机和多台从机，所述的主机设连接新风风机并控制新风风机总风量，所述的从机分布在各收费亭内并连接对应收费亭内的风口，从机控制对应风口的开关状态，所述的主机和从机通过485总线连接，各收费亭内还设有环境检测单元和人机交互单元，所述的环境检测单元和人机交互单元均连接对应收费亭内的从机。
所述的环境检测单元包括用于检测对应收费亭内是否有工作人员的人体检测传感器以及用于检测收费亭内温度和湿度的温度传感器和湿度传感器。
所述的人体检测传感器包括热释电红外传感器。
所述的人机交互单元包括led数码管、led点阵、lcd液晶屏和状态指示灯。
该系统还包括用于设置收费亭总个数以及各个收费亭编号的拨码开关，所述的拨码开关连接至主机和从机。
该系统的工作方式为：
主机通过轮询的方式与所有从机通讯，从机将对应收费亭的环境信息发送至主机，主机汇总后确定新风风机的功率，同时从机根据所在收费亭的环境信息打开或关闭对应风口。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)本发明在收费亭设置从机和环境检测单元，进而根据环境检测单元的环境信息调整新风风机的总风量，同时从机能根据所在收费亭的环境信息进行通风控制，充分利用了传感器和485总线通信技术，使高速公路收费亭能够根据实时监测收费亭内的环境以及控制风机的功率实现收费亭自动通风；
(2)本发明设置人体检测传感器，当收费亭没有工作人员时便可停止通风，避免浪费；
(3)本发明结构简单、成本低、操作使用方便，能大大提高收费亭的工作效率，实用性强。
附图说明
图1为本发明基于485总线的高速公路收费亭新风控制系统的结构框图。
图2为主机工作流程图。
图3为从机工作流程图。
图中，1为主机，2为从机，3为环境检测单元，4为人机交互单元。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。注意，以下的实施方式的说明只是实质上的例示，本发明并不意在对其适用物或其用途进行限定，且本发明并不限定于以下的实施方式。
实施例
如图1所示，一种基于485总线的高速公路收费亭新风控制系统，该系统包括主机1和多台从机2，主机1设连接新风风机并控制新风风机总风量，从机2分布在各收费亭内并连接对应收费亭内的风口，从机2控制对应风口的开关状态，主机1和从机2通过485总线连接，各收费亭内还设有环境检测单元3和人机交互单元4，环境检测单元3和人机交互单元4均连接对应收费亭内的从机2，主机1也连接有人机交互单元4。
主机1和从机2均具有单片机最小系统，包括51单片机及总线扩展芯片、程序存储芯片、数据存储芯片、i/o口扩展芯片、实时spi时钟芯片、拨码开关等资源。为了增加cpu数据及地址总线的驱动能力，选用74ls244作为地址总线和控制总线的驱动芯片，选用74ls245作为数据总线的驱动芯片。由于cs0和cs2以外的资源都位于系统总线驱动后端，为了防止总线驱动前后的干扰，采用74ls21完成片选逻辑与作为数据总线驱动的使能片选，使得只有操作总线驱动芯片后端的器件时数据总线驱动芯片才工作。
进一步地，为了能够完成不同平台号码的设定，本专利采用拨码开关设置机器号码，拨码开关通过锁存器74hc573连接到cpu的p1.4～p1.0，机器号码可以通过5个指示灯显示，74hc573的le和oe分别连接到cpu的p3.4和p3.5。
进一步地，为了给系统配备时钟，cpu模块采用了sd2405实时时钟芯片提供统一的时间，同时配置了e2prom芯片at24c256作为重要数据的存储器，可以保存诸如机器地址等信息，由于这两个芯片均为i2c接口，其数据与时钟线分别连接到cpu的p15和p16。
进一步地，由于单片机串行口提供的只有ttl电平串行通信，为了完成rs485通信，需要采用相应的电平转换芯片完成不同电平间的转换，采用max483/485电平转换芯片。同样为了提高系统可靠性，常采用高速光耦对串行通信信号线进行隔离。
环境检测单元3包括用于检测对应收费亭内是否有工作人员的人体检测传感器以及用于检测收费亭内温度和湿度的温度传感器和湿度传感器，人体检测传感器包括热释电红外传感器。利用热释电红外传感器检测收费亭内是否有工作人员，温度传感器ds18b20和湿度传感器dht11分别接入电路检测收费亭内的温度和湿度。
人机交互单元4包括led数码管、led点阵、lcd液晶屏和状态指示灯，具体地，本实施例中各人机交互单元4包括6个8段led数码管，1个8×8的led点阵、1个lcd液晶屏、5个状态指示灯。显示内容：led数码管：显示风机的风量等级；8×8led点阵：显示从机2号(主机1显示从机2数)；lcd液晶屏：显示各从机2状态(温湿度、有无人)。led数码管通过1片spi接口显示芯片max7219控制，max7219的数据输入din、时钟clk和片选load分别连接到8255的pb0、pb1和pb2。lcd液晶屏12864za采用并行接口连接方式，其数据线连接到8255的pa口，用pb口中的pb4～pb6位分别控制其rs、rw和e线。
该系统还包括用于设置收费亭总个数以及各个收费亭编号的拨码开关，拨码开关连接至主机1和从机2。
该系统的工作方式为：
主机1通过轮询的方式与所有从机2通讯，从机2将对应收费亭的环境信息发送至主机1，主机1汇总后确定新风风机的功率，同时从机2根据所在收费亭的环境信息打开或关闭对应风口。本发明新风系统分布式控制的构架下设置多个从机2和一个主机1，从机2安置在各个收费亭内，负责温湿度和是否有人信息的采集、显示以及风口的控制，主机1安置在风机处，负责与所有从机2多机通信，实现从机2采集信息的汇总，并根据汇总情况控制总风量的大小。可以帮助工作人员准确判断出各个收费亭的工作状态以及环境状态，并自动做出相应的风量控制。具有结构简单、成本底下、操作使用方便的有点，能大大提高收费亭的工作效率，实用性强。
本系统具体工作原理为：
主机1和从机2之间运用485总线进行通信，主从机2上电后，使所有从机2状态sm2置1，处于只接收地址帧的状态(即从机2复位)；主机1的状态sm2置0，处于接收所有帧的状态。
进而，主机1从编号1开始发送地址数据，共发2字节，第一字节为id信息，第二字节为crc校验码。其中每字节的第9位置1，表示发送的是地址。
进一步地，从机2接收到地址帧后，各自中断cpu，把接收到的地址与本地址作比较。地址不相符的从机2跳出中断。地址相符的从机2，执行“发送采集信息”子程序。从机2共发送5字节数据，第一、二字节为温度信息；第三、四字节为湿度信息；第五字节为是否有人以及预留字节。其中所有字节第9位置0表示发送的是数据，其余从机2将不产生中断。
进一步地，主机1接收到1号从机2发来的数据信息，暂存于ram中，之后发送编号2的地址帧信息，重复以上操作，直到收到信息的次数与拨码开关给定的从机2个数一致，结束地址帧信息发送，进入信息处理程序。
注：每次采集到从机2信息后执行周期1s的信息显示。在查询某一从机2时，1s后无回应，则主机1重新发送地址码，连续4次无回应则通讯失败，重新通讯。
以上描述了本发明的通信协议以及通信过程，接下来说明主机1以及从机2的工作流程。如图2所示为主机1工作流程图，主机1上电后执行显示以及控制初始化，并读取拨码开关(拨码开关数值代表从机2个数，人为设定)。接下来执行信息采集过程，按照通信协议依次给各个从机2发送查询命令，接受从机2发回的温度、湿度、热释电红外信息，并储存与ram中。待全部接受到了全部从机2发来的信息之后进行从机2是否人有的个数判断，进行显示以及控制风机风量。
进一步地，如图3所示为从机2工作流程图，从机2上电后就进行温度采集、湿度采集、热释电采集，之后进行显示，以上程序不断进行循环。当485总线上传来信息之后判断是否是给主机1的命令，如果不是，继续执行以上步骤，如果是，进入数据发送子程序，将本机采集的所有信息发送给主机1。之后，继续进行温度、湿度、热释电红外的检测。
上述实施方式仅为例举，不表示对本发明范围的限定。这些实施方式还能以其它各种方式来实施，且能在不脱离本发明技术思想的范围内作各种省略、置换、变更。