一种基于RS232的仓库多点检测控制系统的制作方法

本实用新型主要涉及计算机领域，更具体地说，涉及一种基于RS232的仓库多点检测控制系统。

背景技术：

仓库环境监测是指对食品、农产品、工业品、工业设备等物品存储仓库的监测管理，是供应链中非常重要的的管理环节，科学地指导仓库环境调控以及货物管理，对仓库环境的有效监测不仅可以保证存放货物的质量，延长货物的使用寿命，还能防止货物变质和损坏造成的环境污染，对整个物流系统和社会经济发展具有重要意义，仓库多点检测控制系统用于检测仓库环境的各项参数，从而使管理者了解仓库环境的状态，大多货物在储存过程中对仓库环境的要求都是很高的，尤其要严格控制温度和湿度的变化，粉尘遇到明火非常容易爆炸，直接威胁仓库的安全，红外检测可以检测进入仓库中的人体信号，避免不法分子对仓库中的物品的盗窃行为。仓库监测这是很多工厂需要面临的重要问题，将其结合微电网技术，节约能源的同时，使仓库存储的物品得到良好的管理。

技术实现要素：

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种基于RS232的仓库多点检测控制系统，采用微电网技术，利用太阳能为系统辅助供电，对仓库进行监控的同时节约能源。

为解决上述技术问题，本实用新型一种基于RS232的仓库多点检测控制系统包括计算机、RS232接口、仓库检测节点、微电网，仓库检测节点包括主控制器、温湿度检测模块、气压检测模块、烟雾检测模块、红外检测模块、显示模块、状态指示报警模块、存储模块、时钟模块、微电网包括电压调整模块、太阳能充电模块、供电模块、放电模块，采用微电网技术，利用太阳能为系统辅助供电，对仓库进行监控的同时节约能源。

其中，所述微电网连接着仓库检测节点；所述仓库检测节点通过RS232接口连接着计算机；所述温湿度检测模块的输出端连接着主控制器的输入端；所述气压检测模块的输出端连接着主控制器的输入端；所述烟雾检测模块的输出端连接着主控制器的输入端；所述红外检测模块的输出端连接着主控制器的输入端；所述主控制器的输出端连接着显示模块的输入端；所述主控制器的输出端连接着状态指示报警模块的输入端；所述主控制器连接着存储模块；所述时钟模块的输出端连接着主控制器的输入端；所述主控制器通过RS232接口连接着计算机；所述电压调整模块连接着太阳能充电模块；所述电压调整模块连接着主控制器；所述太阳能充电模块的输出端连接着放电模块的输入端；所述太阳能充电模块连接着主控制器；所述太阳能充电模块的输出端连接着供电模块的输入端；所述主控制器的输出端连接着放电模块的输入端；所述供电模块的输出端连接着主控制器的输入端。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种基于RS232的仓库多点检测控制系统所述主控制器采用ATmega64单片机。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种基于RS232的仓库多点检测控制系统所述温湿度检测模块采用SHT11温湿度传感器。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种基于RS232的仓库多点检测控制系统所述气压检测模块采用BMP085芯片。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种基于RS232的仓库多点检测控制系统所述红外检测模块采用BISS0001芯片。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种基于RS232的仓库多点检测控制系统所述烟雾检测模块采用MS5100烟雾浓度传感器。

有益效果：本实用新型一种基于RS232的仓库多点检测控制系统，采用微电网技术，利用太阳能为系统辅助供电，对仓库进行监控的同时节约能源。

附图说明

下面结合附图和具体实施方法对本实用新型做进一步详细的说明。

图1为本实用新型一种基于RS232的仓库多点检测控制系统的硬件结构图。

图2为本实用新型一种基于RS232的仓库多点检测控制系统的分布结构示意图。

图3为本实用新型一种基于RS232的仓库多点检测控制系统的主控制器的电路图。

图4为本实用新型一种基于RS232的仓库多点检测控制系统的温湿度检测模块的电路图。

图5为本实用新型一种基于RS232的仓库多点检测控制系统的气压检测模块的电路图。

图6为本实用新型一种基于RS232的仓库多点检测控制系统的烟雾检测模块的电路图。

图7为本实用新型一种基于RS232的仓库多点检测控制系统的红外检测模块的电路图。

图8为本实用新型一种基于RS232的仓库多点检测控制系统的显示模块的电路图。

图9为本实用新型一种基于RS232的仓库多点检测控制系统的状态指示报警模块的电路图。

图10为本实用新型一种基于RS232的仓库多点检测控制系统的存储模块的电路图。

图11为本实用新型一种基于RS232的仓库多点检测控制系统的RS232接口的电路图。

图12为本实用新型一种基于RS232的仓库多点检测控制系统的时钟模块的电路图。

图13为本实用新型一种基于RS232的仓库多点检测控制系统的太阳能充电模块的电路图。

图14为本实用新型一种基于RS232的仓库多点检测控制系统的电压调整模块模块的电路图。

图15为本实用新型一种基于RS232的仓库多点检测控制系统的放电模块的电路图。

图16为本实用新型一种基于RS232的仓库多点检测控制系统的供电模块的电路图。

具体实施方式

具体实施方式一：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16说明本实施方式，本实施方式所述一种基于RS232的仓库多点检测控制系统包括计算机、RS232接口、仓库检测节点、微电网，仓库检测节点包括主控制器、温湿度检测模块、气压检测模块、烟雾检测模块、红外检测模块、显示模块、状态指示报警模块、存储模块、时钟模块、微电网包括电压调整模块、太阳能充电模块、供电模块、放电模块，采用微电网技术，利用太阳能为系统辅助供电，对仓库进行监控的同时节约能源。

其中，所述微电网连接着仓库检测节点，微电网采用太阳能电池板，将太阳能转换为电能，为仓库检测节点供电。

所述多路仓库检测节点通过RS232接口连接着计算机，将仓库检测节点检测的数据信息通过RS232接口传送给计算机进行处理。

所述温湿度检测模块的输出端连接着主控制器的输入端，温湿度检测模块采用SHT11温湿度传感器，工作电压为3.3V，SHT11温湿度传感器将温湿度传感器、信号放大调理、A/D转换、二线串行接口全部集成一个芯片内，融合了 CMOS芯片技术和传感器技术，使传感器具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、极高的性价比等优点，SHT11温湿度传感器默认的测量温度和相对湿度的分辨率分别为14位、12位，通过状态寄存器可降至12位、8位，湿度测量范围是0～100％RH，对于12位分别率为0.03％RH；测量温度的范围是-40～+123.8 摄氏度，对于14位的分辨率为0.01温湿度检测模块的DATA_S和SCK_S两根信号线分别与主控制器的PA6和PA7相连接，实现数据读写。

所述气压检测模块的输出端连接着主控制器的输入端，气压检测模块采用 BMP085芯片，用于检测仓库中的气压、高度数据，并通过I²C总线接口检测的数据传送给主控制器进行数据补偿处理，气压检测模块的SDA_B端与主控制器的PC6引脚相连接，气压检测模块的SCL_B端与主控制器的PC5引脚相连接，气压检测模块的EOC_B端与主控制器的PC7引脚相连接，气压检测模块的 XCLR_B端与主控制器的PC4引脚相连接。

所述烟雾检测模块的输出端连接着主控制器的输入端，烟雾检测模块采用 MS5100烟雾浓度传感器，当外部有烟雾或者碳氢化合物时，传感器的电阻Rs 会发生变化，从而导致输出电压变化，输出的模拟电压传送给AD0832芯片的 CH0端，通过AD0832芯片将模拟电压信号转换为数字信号传送给主控制器，烟雾检测模块的CLK_M、DI_M、DO_M、CS_M端与主控制器的PB1、PB3、 PB2、PB0端相连接。

所述红外检测模块的输出端连接着主控制器的输入端，红外检测模块采用 BISS0001芯片，在定时周期Tx内，BISS0001的输出端Vo为高电位，则晶体管Q6饱和导通，其集电极为低电位，将这一信号送到由主控制器，Vo端与主控制器的PC3引脚相连接；在Tx结束时，BISS0001进入封锁周期Ti，其输出端变为低电平，晶体管Q6截止，其集电极为高电平。BISS0001的1脚A端与电源相连，使信号检测电路处于重复触发。Tx定时间隔可由BISS0001的3脚和4脚上所接的电阻和电容来确定。信号检测探头SD02仰角可在120°范围内调节，并通过改变仰角来进行实际探测距离的调节，通过实际测试来调整，或者调整检测电路中的可调电阻RP来调整探头SD02的检测距离。

所述主控制器的输出端连接着显示模块的输入端，显示模块采用LCD12864 液晶显示屏，主控制器用于向显示模块发送需要显示的数据信息，显示模块的 DB0、DB1、DB2、DB3、DB4、DB5、DB6、DB7端与主控制器的PF0、PF1、 PF2、PF3、PF4、PF5、PF6、PF7引脚相连接，用来显示数据；显示模块的RS 端与主控制器的PA3引脚相连接，用来控制数据命令；显示模块的R/W端与主控制器的PA4引脚相连接，用来控制读写操作；显示模块的使能端E与主控制器的PA5引脚相连接；主控制器的PA3、PA4、PA5引脚用于控制显示模块中的数码管的选通状态。

所述主控制器的输出端连接着状态指示报警模块的输入端，状态指示报警模块采用LED指示灯和蜂鸣器，LED指示灯的驱动电流小，因此可以使用主控制器的I/O口进行直接驱动，状态指示报警模块的LED端与主控制器的PE4引脚相连接，当主控制器的PE4引脚输出高电平时，LED导通发光；由于蜂鸣器是直流电压驱动器件，只需要给蜂鸣器供上额定的电压就能驱动蜂鸣器发声，蜂鸣器的工作电流比较大，因此主控制器通过晶体管将电流放大来驱动蜂鸣器发声，主控制器的PE5引脚与状态指示报警模块的LS1端相连接，通过一个电阻R18接到NPN三极管Q9的基极，电阻R18为限流电阻，防止流过NPN三极管Q9基极电流过大损坏三极管，电阻R17有两个作用，第一个作用是R17 相当于NPN三极管Q9基极的下拉电阻，如果LS1输入端悬空，则由于R17的存在能够使NPN三极管Q9保持在可靠的关断状态，第二个作用是R17可提升高电平的门槛电压；C17为电源滤波电容，用于滤除电源高频杂波；电容C18 可以在有强干扰环境下，有效的滤除干扰信号，避免蜂鸣器变音和意外发声；主控制器的PE5引脚向状态指示报警模块的LS1端发送高电平时，NPN三极管 Q9导通，蜂鸣器进行发声提醒。

所述主控制器连接着存储模块，存储模块用于存储检测数据，并供主控制器调用，存储模块采用AT24C64存储芯片，通过I2C协议与主控制器连接通信， AT24C64存储芯片的SDA_A引脚与主控制器的PD0引脚相连接；AT24C64存储芯片的SCL_A引脚与主控制器的PD1引脚相连接，主控制器将接收到的检测数据存储在AT24C64存储芯片中，掉电不丢失。

所述时钟模块的输出端连接着主控制器的输入端，时钟模块采用DS1302时钟芯片，时钟模块用于产生时钟信号给系统提供实时时间，时钟模块的SCLK 引脚与主控制器的PD7引脚相连接；时钟模块的RST引脚与主控制器的PC2 引脚相连接，RST引脚为输入信号，在读、写数据期间，必须为高；时钟模块的I/O引脚与主控制器的PC1引脚相连接。

所述主控制器通过RS232接口连接着计算机，RS232接口采用MAX232电平转换芯片，由于RS232信号的电平和主控制器串口信号的电平不一致，必须进行二者之间的电平转换。MAX232由单一的+5V电源供电，只需配5个高精度10μF/50V的钽电容即可完成电平转换，转换后的串行信号TXD，RXD直接与主控制器的串口连接。MAX232芯片的内部结构基本可分三个部分：第一部分是电荷泵电路，由1，2，3，4，5，6脚和4只电容构成。功能是产生+12V 和-12V两个电源，提供给RS232串口电平的需要。第二部分是数据转换通道，由7，8，9，10，11，12，13，14脚构成两个数据通道。其中13脚R1IN、12 脚R1OUT、11脚T1IN、14脚T1OUT为第一数据通道。8脚R2IN、9脚R2OUT、 10脚T2IN、7脚T2OUT为第二数据通道。TTL/COMS数据从T1IN、T2IN输入转换成RS232数据从T1OUT、T2OUT送到计算机插头；计算机插头的RS232 数据从R1IN、R2IN输入转换成TTL/COMS数据后从R1OUT、R2OUT输出。第三部分是供电，15脚GND、16脚VCC。RS232接口的T2IN、R2OUT脚分别与主控制器的PD3、PD2引脚相连接。

所述电压调整模块连接着太阳能充电模块，太阳能充电模块采用LM2576 开关型降压稳压器，太阳能充电模块采用LM2576进行稳压，反馈端FB与电压调整模块的D/AOUT端相连接，进行调压。太阳能充电模块用于给两个蓄电池充电，能提高充电效率。

所述电压调整模块连接着主控制器，电压调整模块的DIN、CLK、CS端分别与主控制器的PD4、PD6、PD5引脚相连接，电压调整模块采用TLC5615芯片，TLC5615芯片的作用是进行D/A转换，当片选CS为低电平时，在每一个 CLK时钟的上升沿将DIN的一位数据移入16位寄存器，接着CS的上升沿将 16位移位寄存器的10位有效数据锁存于10位DAC寄存器，供DAC电路进行转换；当片选CS为高电平时，串行输入数据则不会被移入16位移位寄存器。当DIN读入数据后，经DA转换，在OUT输出电压D/AOUT，D/AOUT与太阳能充电模块中LM2576的反馈端FB端口相连接，与内部参考电压比较，进而调整充电电压。

所述太阳能充电模块的输出端连接着放电模块的输入端，放电模块的 BATTERY端与太阳能充电模块的BATTERY端相连接，放电模块的IN1端与主控制器的PE6引脚，放电模块用于对蓄电池进行放电。

所述太阳能充电模块连接着主控制器，太阳能充电模块的ON/OFF端与主控制器的PC0引脚相连接，用于控制太阳能充电模块的开启与关闭，太阳能充电模块的OUT1、OUT2端分别与主控制器的PG1、PG0引脚相连接，主控制器通过PG1和PG0引脚对太阳能充电模块进行采样，PG1引脚获得采样电流，PG0 引脚获得采样电压，并将采样的电压值和电流值通过RS232接口发送给计算机，由计算机端对太阳能充电模块的电压和电流进行监测。

所述太阳能充电模块的输出端连接着供电模块的输入端，太阳能充电模块的太阳能电池板输出端IN_S端与供电模块的IN_S端相连接，太阳能电池板产生的电压直接传送给供电模块。

所述主控制器的输出端连接着放电模块的输入端，放电模块的BATTERY 端与太阳能充电模块的BATTERY端相连接，放电模块的IN1端与主控制器的 PE6引脚，放电模块用于对蓄电池进行放电，BATTERY端连接的是蓄电池端。

所述供电模块的输出端连接着主控制器的输入端，供电模块的IN_S端与太阳能电池板相连接，太阳能电池板产生的电压经LM2576稳压后，在OUTPUT 脚输出主控制器的工作电压VCC，VCC的值可通过电位器进行调整，其运算公式为：Vcc＝1.23*(1+R₅/R₆)，根据以上公式只要调节好R5的阻值就能使主控制器获得较为精准的参考电压，当电路中因为某些原因使VCC电压发生改变时可以马上调节R5，使VCC重新稳定。

具体实施方式二：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16说明本实施方式，所述主控制器采用ATmega64单片机。所述ATmega64单片机是 ATMEL公司的高密度非易失性内存技术生产的元器件，片内ISPFlash存储器可以通过SPI、通信编程器或引导程序多次编程。引导程序可以使用任何接口来下载应用程序到Flash存储器。所述ATmega64单片机为基于AVR RISC结构的8 位低功耗CMOS微处理器。其数据吞吐率高达1MIPS/MHz，故可以减缓系统的功耗和处理速度之间的矛盾。

具体实施方式三：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16说明本实施方式，所述温湿度检测模块采用SHT11温湿度传感器。所述SHT11是基于COMSENS技术的新型智能温湿度传感器，它将温湿度传感器、信号放大调理、A/D转换、二线串行接口全部集成一个芯片内，融合了CMOS芯片技术和传感器技术，使传感器具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、极高的性价比等优点，SHT11温湿度传感器默认的测量温度和相对湿度的分辨率分别为14 位、12位，通过状态寄存器可降至12位、8位，湿度测量范围是0～100％RH，对于12位分别率为0.03％RH；测量温度的范围是-40～+123.8摄氏度，对于14 位的分辨率为0.01。

具体实施方式四：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16说明本实施方式，所述气压检测模块采用BMP085芯片。所述BMP085是德国BOSCH 公司生产的一款低功耗、高精度的MEMS数字气压传感器。BMP085的供电电压为1.8V～3.6V，典型值为2.5V。它由电阻式压力传感器、A/D转换器和带有 E2PROM的控制单元组成，控制单元通过I²C总线与移动设备的主控制器连接。 E2PROM中存储了11个校准参数，这11个校准参数涉及到参考温度下的零点漂移、零点漂移的温度系数以及灵敏度的温度系数等，用于对气压值进行温度补偿。BMP085的气压测量范围为300hPa～1100hPa(海拔高度-500m～9000m)，温度测量范围为-40℃～+85℃。在低功耗模式下，BMP085精度为0.06hPa(0.5 m)，在高精度模式下其精度可以达到0.03hPa(0.25m)，转换速率可以达到128次/s，能够满足系统对速度和精度的要求。

具体实施方式五：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16说明本实施方式，所述红外检测模块采用BISS0001芯片。所述BISS0001芯片是一款传感信号处理集成电路，只要热释感应器把红外线接收到信号传输到 BISS0001里进行信号处理，它本身静态电流极小，工作电压在3V—5V之间，当工作电压为5V时输出的驱动电流为10MA。配以热释电红外传感器和少量外围元器件即可构成被动式热释电红外传感器。BISS0001由运算放大器、电压比较器和状态控制器、延迟时间定时器、封锁时间定时器即参考电压等构成的数模混合专用集成电路。可广泛应用于多种传感器和延时控制器。首先，根据实际需要，利用运算放大器OP1组成传感信号预处理电路，将信号放大。然后耦合给运算放大器OP2，再进行第二级放大，同时将直流电位抬高为VM(≈0.5VDD) 后，将输出信号V2送到由比较器COP1和COP2组成的双向鉴幅器，检出有效触发信号Vs。由于VH≈0.7VDD、VL≈0.3VDD，所以，当VDD＝5V时，可有效抑制±1V的噪声干扰，提高系统的可靠性。COP3是一个条件比较器。当输入电压Vc＞VR时，COP3输出为高电平，进入延时周期。当A端接“0”电平时，在Tx时间内任何V2的变化都被忽略，直至Tx时间结束，即所谓不可重复触发工作方式。当Tx时间结束时，Vo下跳回低电平，同时启动封锁时间定时器而进入封锁周期Ti。在Ti时间内，任何V2的变化都不能使Vo跳变为有效状态(高电平),可有效抑制负载切换过程中产生的各种干扰。而可重复触发工作方式下的波形在Vc＝“0”、A＝“0”期间，信号Vs不能触发Vo为有效状态。在Vc＝“1”、A＝“1”时，Vs可重复触发Vo为有效状态，并可促使Vo在Tx 周期内一直保持有效状态。在Tx时间内，只要Vs发生上跳变，则Vo将从Vs 上跳变时刻起继续延长一个Tx周期；若Vs保持为“1”状态，则Vo一直保持有效状态；若Vs保持为“0”状态，则在Tx周期结束后Vo恢复为无效状态，并且，同样在封锁时间Ti时间内，任何Vs的变化都不能触发Vo为有效状态。

具体实施方式六：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16说明本实施方式，所述烟雾检测模块采用MS5100烟雾浓度传感器。所述MS5100 烟雾浓度传感器是一种灵敏度很高的烟雾测试传感器，MS5100烟雾浓度传感器精确度高，抗干扰能力强，有很高的感应灵敏度、良好的稳定性、快速的响应时间，对烟雾、碳氢化合物和氧化物有着很强的灵敏度。MS5100烟雾浓度传感器通过感受外在环境烟雾浓度变化会产生变化的模拟信号，经过AD转换后将当前采样烟雾信号发送给主控制器，主控制器通过一定的数据处理，将输入的信号转变成烟雾浓度值。

本实用新型一种基于RS232的仓库多点检测控制系统的工作原理为：本实用新型一种基于RS232的仓库多点检测控制系统，采用微电网技术，利用太阳能供电，节约能源，太阳能充电模块用于给两个蓄电池进行充电，作为备用电源，通过主控制器控制太阳能充电模块的开启和关闭，并且能够通过主控制器对蓄电池进行放电，主控制器通过控制电压调整模块对太阳能的输出电压进行调整，主控制器能够采集太阳能充电模块中的蓄电池的电压和电流，并将其通过RS232接口传送给计算机进行监控，太阳能电池板输出电压通过供电模块的转换处理给主控制器供电，保证其正常工作。温湿度检测模块用于检测仓库环境中的温湿度信号，气压检测模块用于检测长裤中的气压值，烟雾检测模块用于检测仓库环境中的烟雾信号，红外检测模块用于检测仓库中的人体信号，主控制器将接收到的检测的温湿度信号、气压信号、烟雾浓度信号、红外信号通过RS232接口传送给计算机端进行处理，从而实现对仓库全面的监控管理，显示模块用于显示检测到的环境参数信息，存储模块用于存储中间缓存数据，并供主控制器调用，时钟模块用于提供实时时间，并通过显示模块进行显示，当有人进入仓库中时，红外检测模块检测到人体信号，并通过状态指示模块进行报警指示，提醒工作人员仓库中有人进入，使工作人员对进入仓库中的人员身份进行确认，时钟模块对人进入仓库中时的时间点进行记录，并将其传送给计算机端进行记录。

虽然本实用新型已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本实用新型，任何熟悉此技术的人，在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本实用新型的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。