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基于CN总线的温湿度监控系统设计

XX：1009-3044(20XX)08-10ppp-0c

1引言

CN全称为“ControllerreNetwork”，即操纵器局域XX，

是目前国际上应用最广泛的现场总线之一。CN可提供高达

1Mbit/s的数据传输速率，并提供了硬件的错误检定特性，增

强了CN的抗电磁干扰能力。

利用CN总线的优点，本文介绍了一种基于CN总线设计的

用于仓库等场合的现场温湿度监控系统。该系统采纳CN总线构

成了多点监控XX络，实现了多现场节点的数据采集、传输、存

储及分析功能，具有良好的可靠性、可扩展性以及广泛的应用价

值。

2系统整体结构

图1是温湿度监控系统的整体结构。整个系统由主控节点、

子节点组成，构成了一个总线型结构XX络。

图1系统的整体结构

主控节点是整个系统的核心，其一方面实现了CN协议与

RS-232协议的转换，与上位机之间进行数据通讯，将监控数据

上传至上位机；另一方面，主控节点通过CN总线，向各个子节

点发送操纵命令，轮询各节点状态，并读取各子节点监控数据。

子节点是分布于监测点现场各个位置的节点，主要实现了对

监测点的温度、湿度等环境变量进行采集，并将根据主控节点的

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命令，将节点状态、传感器信息等数据通过CNXX络发送给主

控节点。

3系统子节点设计

3.1系统子节点整体结构

子节点主要功能是实现对现场监测点温度、湿度等环境参数

进行采集，并响应主控节点命令，通过CN总线向主控节点发送

检测点信息。因此，一个完整的子节点需要包含传感器调理电路、

/D转换器电路以及通讯电路等，子节点的结构如图2所示：

图2子节点的结构图

子节点单片机采纳89C51，温度与湿度传感器信号经过调

理电路后，进入多路选择开关，单片机通过操纵多路开关实现通

道选择，并通过/D转换器得到相应通道的数据；SJ1000和

PC80C250构成了CN总线通讯部分，与CN总线相连。

3.1.1CN总线通讯设计

子节点CN总线通讯部分包含了SJ1000CN总线操纵器以

及PC80C250总线收发器。SJ1000是一款独立的CN总线操

纵器，实现CN总线协议的转换，而PC80C250则实现了总线

电平的变换；图3所示的是子节点CN总线部分的硬件原理图。

图3CN总线电路原理

图中，SJ1000与单片机总线相连，当其发送成功或接收到

总线数据后，将向单片机发出中断；为了提高系统稳定性，系统

中利用6N137高速光耦将系统信号与总线信号隔离；05S05S

1

为DC-DC转换器，用于电源隔离；隔离信号通过PC80C250

与CNXX络相连；R3,R4用于总线限流。

3.1.2传感器电路设计

子节点需要对监测点的温度及湿度进行采集。其中温度传感

器采纳的是PT100。图4所示的是子节点PT100的信号调理电

路的原理图，可以同时对16路温度信号进行采集。

图4PT100信号调理电路

图4中U1,U2为CD4067