于泉

摘要：文章主要對(duì)庫房溫濕度自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)用與相關(guān)問題進(jìn)行研究。具體是對(duì)庫房溫濕度自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)組成成分，以及軟件與硬件設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該注意的相關(guān)問題進(jìn)行探究，同時(shí)闡述該系統(tǒng)運(yùn)用環(huán)節(jié)中借助的關(guān)鍵性技術(shù)。希望系統(tǒng)在后續(xù)發(fā)展中將會(huì)獲得更大的應(yīng)用空間。

關(guān)鍵詞：溫濕度自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)；庫房；軟硬件；技術(shù)；設(shè)計(jì)問題

庫房溫濕度自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)借助運(yùn)行帶有安穩(wěn)性，以及配置靈活，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確度高等優(yōu)勢(shì)在現(xiàn)代庫房中獲得較高的應(yīng)用頻率。具體是對(duì)其溫度與濕度進(jìn)行自動(dòng)化管控，這一系統(tǒng)的應(yīng)用在維護(hù)與強(qiáng)化庫房資料安全性方面體現(xiàn)出巨大的應(yīng)用價(jià)值?；诖耍疚膶?duì)庫房溫濕度自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的具體應(yīng)用以及相關(guān)問題進(jìn)行闡述。

1庫房溫濕度自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成

該系統(tǒng)由溫濕度傳感器、溫濕度自動(dòng)測(cè)試儀（以下稱之為“測(cè)試儀”）、微機(jī)、數(shù)據(jù)讀寫器等構(gòu)件構(gòu)成。一臺(tái)測(cè)試儀可對(duì)16路溫濕度進(jìn)行測(cè)量，將4路控制信號(hào)傳遞出去，16路檢測(cè)信息將會(huì)被存儲(chǔ)長(zhǎng)達(dá)一年之久。

數(shù)據(jù)讀寫器功能為獲取測(cè)試儀內(nèi)的數(shù)據(jù)信息，繼而到另一位置把數(shù)據(jù)信息整合進(jìn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，達(dá)到將計(jì)算機(jī)和測(cè)試儀虛擬化銜接的目標(biāo)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖（見圖1）。

對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖構(gòu)造進(jìn)行解析，可以發(fā)現(xiàn)測(cè)試儀受計(jì)算機(jī)的管制，同時(shí)測(cè)試儀將數(shù)據(jù)測(cè)試信息傳導(dǎo)至計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)參照?qǐng)?bào)警上下限的規(guī)劃形式，達(dá)到對(duì)聲音與畫面報(bào)警預(yù)示的目標(biāo)。每一測(cè)試儀在多個(gè)溫濕度傳感器的協(xié)助下達(dá)到測(cè)量多個(gè)測(cè)點(diǎn)溫度與濕度數(shù)值的目標(biāo)。

通常以RS232串口形式將計(jì)算機(jī)與測(cè)試儀銜接在一起，達(dá)到傳送通訊信息的目標(biāo)，并借助調(diào)度解調(diào)器或串口長(zhǎng)線驅(qū)動(dòng)器的形式達(dá)到遠(yuǎn)程通信的目標(biāo)。

2庫房溫濕度自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題

2.1硬件設(shè)計(jì)

測(cè)試儀的功能是多樣化的，常見的有對(duì)數(shù)據(jù)信息的收集與處理、呈現(xiàn)、存儲(chǔ)、印刷、通訊以及控制傳遞信號(hào)等。其中CPU為AT 89C52單片微型計(jì)算機(jī)，和模擬通道、A/D轉(zhuǎn)換、不易失存貯器、串口通訊、顯示模塊、設(shè)置輸入、時(shí)鐘、總線驅(qū)動(dòng)和電源等外部設(shè)施共同構(gòu)建溫濕度自動(dòng)測(cè)控儀器。在4051，4052構(gòu)建模擬開關(guān)的協(xié)助下“模擬通道”得以建設(shè)健全，其功能在于對(duì)16路溫濕度分階段銜接測(cè)試，強(qiáng)化了信號(hào)測(cè)量工作的便捷性。“不易失存貯器”實(shí)質(zhì)上就是HM62256，其功能為存儲(chǔ)庫房溫濕度過去測(cè)得的數(shù)據(jù)信息，維護(hù)數(shù)據(jù)的安全性與完整性?！按谕ㄓ崱苯栌肕AX232CPE芯片設(shè)備，從而有效地將TIL電平和RS232轉(zhuǎn)型，在外接長(zhǎng)線驅(qū)動(dòng)器的協(xié)助下，測(cè)試儀和計(jì)算機(jī)相距很遠(yuǎn)之時(shí)信號(hào)傳遞環(huán)節(jié)上也體現(xiàn)出精確性。“時(shí)鐘芯片”具體是DSl2887A，其將庫房溫濕度自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)關(guān)鍵性參數(shù)信息存儲(chǔ)下來。

2.2軟件設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)軟件可以被粗略的劃分為兩部分：1）測(cè)試儀內(nèi)的“測(cè)試軟件”；2）計(jì)算機(jī)內(nèi)的“監(jiān)控軟件”。

測(cè)試軟件多為單片機(jī)軟件，編程語言選用MSC-51匯編語言，其框圖見圖2。

在計(jì)算機(jī)32位Windows系統(tǒng)中監(jiān)控軟件才會(huì)實(shí)現(xiàn)有效運(yùn)轉(zhuǎn)的目標(biāo)，該形式下應(yīng)用的編程語言為Visual C+6.0。在RS-232C的協(xié)助下計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和測(cè)試儀之間信號(hào)有效被傳導(dǎo)，基于每一臺(tái)計(jì)算機(jī)應(yīng)該和高于16個(gè)RS-232C口銜接，但是普通計(jì)算機(jī)串口只有1～2只等實(shí)況，所以為了大幅度的提升溫濕度自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)在庫房中運(yùn)行的效率，迫切需要處理的便是串口數(shù)目增加的問題，可以借助擇選多路串口卡的方式，達(dá)到把計(jì)算機(jī)串口數(shù)目提升至16個(gè)以上。

通訊模塊、溫濕度顯示模塊、測(cè)試儀參數(shù)設(shè)置模塊、數(shù)據(jù)庫存取模塊、溫濕度曲線繪圖模塊及打印模塊構(gòu)建出監(jiān)控軟件。

溫濕度自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)計(jì)算機(jī)在同一時(shí)間內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)管控?cái)?shù)臺(tái)測(cè)試儀的目標(biāo)，為了維護(hù)信號(hào)傳輸?shù)膶?shí)效性，多線程實(shí)時(shí)處理技術(shù)融合進(jìn)該系統(tǒng)中，使獨(dú)立的通訊線程得以建設(shè)健全，對(duì)測(cè)試儀在測(cè)點(diǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)模式起到了監(jiān)管的作用，通訊線程還可以對(duì)信號(hào)進(jìn)行自行定義，強(qiáng)化其與監(jiān)控軟件主線程交流的順暢性，以此途徑達(dá)到維護(hù)數(shù)據(jù)完整性的目標(biāo)。

程序在運(yùn)行的過程中，應(yīng)該確保庫房?jī)?nèi)部溫度與室外存在3℃～5℃的溫差。若溫差高于極限值，那么加熱器電源自動(dòng)斷開，反之加熱器開關(guān)自行啟動(dòng)?；跍貪穸茸詣?dòng)監(jiān)控系統(tǒng)在測(cè)量溫度信號(hào)停滯時(shí)間常數(shù)較高這一實(shí)況，其將會(huì)加大容繼電器多次動(dòng)作出現(xiàn)的概率，也就是常說的振蕩現(xiàn)象。所以在對(duì)該系統(tǒng)程序進(jìn)行規(guī)劃過程中，應(yīng)該尤為重視的問題是對(duì)其智能性進(jìn)行辨識(shí)，從而確保其能夠參照系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)況，有效的增減管控周期，最大限度地規(guī)避振蕩現(xiàn)象。

3庫房溫濕度自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)用的技術(shù)

3.1弱信號(hào)遠(yuǎn)程測(cè)量技術(shù)

對(duì)庫房溫濕度的測(cè)量，尤其是遠(yuǎn)程溫濕度的測(cè)量，測(cè)量的精確性是檢測(cè)儀器性能的重要指標(biāo)。要想達(dá)到對(duì)庫房濕度準(zhǔn)確測(cè)量的目標(biāo)，對(duì)交流信號(hào)源表現(xiàn)出強(qiáng)烈的依賴性，濕度傳感器等同于高阻元件。一定要管控好測(cè)量線的長(zhǎng)度，以此途徑去降低分布參數(shù)的影響效果，為測(cè)量工序的順利進(jìn)行奠定基礎(chǔ)。

該項(xiàng)目應(yīng)用了一類新興的弱信號(hào)遠(yuǎn)程測(cè)量技術(shù)-引。借助長(zhǎng)線將傳感器和測(cè)試儀內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)電阻銜接在一起，參照測(cè)點(diǎn)間距的差異性，自動(dòng)化的形成頻率多變的方波交流信號(hào)，其有規(guī)律的把直流信號(hào)正極與負(fù)極以交互的形式添置在測(cè)量電路兩側(cè)。繼而在直接、間接測(cè)量技術(shù)的共同協(xié)助下，以正負(fù)周期為依托，將標(biāo)準(zhǔn)電阻與傳感器電壓下降數(shù)值測(cè)量出來，基于標(biāo)準(zhǔn)電阻與傳感器電壓在降低環(huán)節(jié)中在信號(hào)源應(yīng)用上體現(xiàn)出一致化特征，所以濕度測(cè)量準(zhǔn)確性目標(biāo)是否達(dá)到和信號(hào)源精準(zhǔn)度不存在關(guān)聯(lián)性，那么為了確保庫房濕度測(cè)量的精確度，應(yīng)用數(shù)字濾波方法所取得的成效是極為可觀的。國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心曾對(duì)該系統(tǒng)的溫濕度測(cè)量誤差度進(jìn)行檢測(cè)，分別低于0.1℃與1%。

3.2代碼智能辨別技術(shù)

過去的多串口通信方式應(yīng)用原理可以概述為借助計(jì)算機(jī)串口和測(cè)試儀之間存在的對(duì)應(yīng)關(guān)系，也就是COMl與第1個(gè)測(cè)試儀銜接，COM2與第2個(gè)測(cè)試儀銜接，以此類推COMn與第n個(gè)測(cè)試儀銜接。該種銜接形式就是借助串口去辨別測(cè)試儀。其在庫房溫濕度測(cè)量環(huán)節(jié)劣勢(shì)在以下兩個(gè)方面體現(xiàn)出來：一是若某一串口破損以后，在管控和該串口銜接測(cè)試儀運(yùn)行模式上存在較大難度；二是如果串口和測(cè)試儀的銜接處存在交叉現(xiàn)象，例如第1個(gè)測(cè)試儀與COM2銜接，那么計(jì)算機(jī)系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)地把第1個(gè)測(cè)試儀誤認(rèn)為第2個(gè)，這樣測(cè)試儀在辨識(shí)環(huán)節(jié)上就缺乏有序性。

但是在溫濕度自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)，代碼智能辨別技術(shù)的應(yīng)用，在構(gòu)建計(jì)算機(jī)與測(cè)試儀兩者通訊協(xié)議環(huán)節(jié)上體現(xiàn)出巨大的應(yīng)用價(jià)值，此時(shí)全部測(cè)試儀均擁有可實(shí)時(shí)性制定的代號(hào)，自行的把各項(xiàng)代碼整合進(jìn)傳輸數(shù)據(jù)幀內(nèi)，以此途徑去達(dá)到多維度自動(dòng)辨識(shí)與實(shí)時(shí)控制測(cè)試儀的雙重目標(biāo)。

3.3溫濕度調(diào)節(jié)

溫濕度自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)的傳感器最大的功能體現(xiàn)在將庫房?jī)?nèi)不同方位上的測(cè)點(diǎn)上監(jiān)測(cè)單元測(cè)量到的溫濕度值整合在一起，并且每間隔一定的時(shí)間，一組數(shù)據(jù)就會(huì)被自行的錄入進(jìn)單片機(jī)內(nèi)，該系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置的濕度數(shù)值有兩個(gè)，分別是系統(tǒng)溫濕度的下限值與上限值。溫濕度自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)在庫房中的應(yīng)用，精確的辨識(shí)出空間內(nèi)的溫濕度值是否在標(biāo)準(zhǔn)范疇中。一旦溫濕度值小于溫濕度低于預(yù)設(shè)的下限值，單片機(jī)就會(huì)自動(dòng)將指令傳遞給增濕機(jī)和空調(diào)設(shè)備，以此途徑達(dá)到增加庫房溫度與濕度的目標(biāo)，此時(shí)其濕度值勢(shì)必也處于預(yù)設(shè)的濕度范疇內(nèi)；若庫房?jī)?nèi)的溫濕度值高于溫濕度預(yù)設(shè)的上限值，計(jì)算機(jī)主動(dòng)地將信號(hào)傳遞給干燥機(jī)與空調(diào)，使其啟動(dòng)與運(yùn)轉(zhuǎn)，降低庫房?jī)?nèi)的加濕量，使庫房濕度值下降至預(yù)設(shè)的濕度范疇內(nèi)。

4結(jié)束

溫濕度自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)在庫房溫濕度監(jiān)測(cè)進(jìn)程中的應(yīng)用帶有精確性特征，智能化優(yōu)勢(shì)的存在大幅度的降低人力資源消耗量，也使庫房?jī)?nèi)溫濕度的管控達(dá)到國際上領(lǐng)先范疇，由此可見該系統(tǒng)有更大的應(yīng)用潛力。