基于RS485的远程数据采集与控制系统设计文献综述

毕业设计（论文）文献综述

学 院： xxxxxxx

题 目：基于RS485通信的远程采集与控制器设计

起止时间：2012年12月24日至2013年5月30日

学 生 姓 名： xxxxxxxxx 专 业 班 级： xxxxxxxxxxxxxxxxxxx 指 导 教 师： xxxxxxxxxxxxxxx 教研室主 任： xxxxxxxxxx 院 长： xxxxxxxxxxxx

2013年2月20日

一、前言

近年来，大规模集成电路的飞速发展，计算机技术不断地推广应用，传统的仪器仪表、数字测量技术在数据采集方面升华到一个全新的阶段。计算机技术已成为当代数据采集和自动控制的核心技术。而随着科学技术的进步，数据采集与控制系统越来越趋向数字化、智能化、远距离方向发展。

串行通信是计算机与外部设备进行数据交换的重要渠道，并且由于其成本低、性能稳定、遵循统一的标准，因而在工程中被广泛应用。目前，有多种接口标准可用于串行通信，包括RS-232、RS-422、RS-423和RS-485。RS-232是最早的串行接口标准，在短距离、较低波特率串行通信中得到了广泛应用。其后发展起来的RS-422、RS-485是平衡传送的电气标准，采用差动的两线发送、两线接收的双向数据总线两线制方式，比起RS-232非平衡的传送方式在电气指标上有了大幅度的提高。在上述的网络系统中，近距离通信可以采用RS-232通信标准实现，通信距离视负载而定，但最多不超过十几米，为了进一步扩大通信距离可以采用RS-485标准通信，其通信有效距离可达1200米。RS-485 标准通常被用作为一种相对经济、具有相当高噪声抑制、相对高的传输速率、传输距离远、宽共模范围的通信平台。同时，RS-485 电路具有控制方便、成本低廉等优点。

在过去的20 年时间里，建议性标准RS-485作为一种多点差分数据传输的电气规范， 被应用在许多不同的领域，作为数据传输链路。目前，在我国应用的现场网络中，RS-485 半双工异步通信总线也是被各个研发机构广泛使用的数据通信总线。

二、正文

基于RS485通信的远程数据采集技术在通信、医疗、甚至是军事上都有应用，国内外学者作了大量研究，设计出了能满足各种需求的通信系统。中北大学信息与通信工程学院的刘亮在《基于RS485的上位机与单片机数据传输系统设计》一文中提出了一个基于RS485的上位机与单片机的传输系统的设计方案。设计采用主从式结构，PC机作为主机控制各从机，通过转换使其实现RS485协议通信。C51单片机作为从机，利用MAX485将TTL电平转换为RS485电平的功能一起构成数据收发系统。该系统具有接口简单、灵活性好、成本低、易于控制等特点。

郑州机电工程研究所的宋素华在《VxWorks下基于RS485串口的光学瞄准设备控制系统的设计与实现》一文中提出了一种选用RS485串口实现光学瞄准设备控制系统与舰炮控制系统的通信方案。系统采用标准RS485串行接口，半双工工作方式，通讯采用异步方式，波特率38400，1位起始位(0)、8位数据位、1位停止位(1)，1位偶校位，共11位数据。该控制系统具有结构简单、可靠性高、功能性强等特点。

西安工业大学的郭克在《计算机与多台单片机的串行通信方案实现》一文中提出引入RS485总线，使用一台计算机通过不同的地址命令控制分布在不同位置的测试系统中的单片机，令单片机将采集到的数据发送给计算机，形成分布式测试系统的设计方案。系统采用两个终端的TXD与RXD交错连接的最简单串行通信连接。本文研究的多机串行通信方案具有一定的先进性，其性能经过试验现场验证工作稳、可靠。

武汉科技大学冶金自动化与检测技术教育部工程研究中心的张小贝和周凤星在《基于嵌入式控制器和RS485的智能家居系统》一文中提出了基于RS485总线，以嵌入式控制器为主设备，将接入的无线信号收发模块和执行控制检测反馈模块作为从设备的智能家居子网系统的设计方案。上位机采用LabVIEW软件实现，通过串口接收执行控制检测反馈模块所采集到的数据，实时显示控制效果。真正地实现了基于嵌入式控制器和RS485总线的功能易扩展、可靠性高、价格实惠的智能家居系统。

桂林理工大学信息科学与工程学院的王永杰在基于RS485总线照明电路系统设计一文中提出了设计一个基2T-KS485总线传输的照明电路控制系统的设计方案，该方案采用STCC52芯片作为控制处理芯片，RS485总线技术进行主从节点通信，继电器控制电路控制照明电路。电路设计包括一个主节点，两个从节点，主要电路分为主控电路，MAX485总线接口电路，显示电路，电源电路，继电器控制电路等。通信芯片选用MAX485，成本低，传输距离远，通信协议简单。

广东电网公司深圳供电的张云翔在《基于RS485总线的远程温度监测系统》一文中给出的一种基于RS485总线的远程温度实时监测的方法，具体介绍了监控系统的组成及各功能电路模块。该系统采STCC52单片机作为主控芯片，完成数据的采集、处理及传输等工作。从机利用DS18B20数字温度传感器对其周围环境的温度进行实时采集并将数据传送给主机；主机对接收到的从机信息进行相应的处理，并用LCD128液晶屏显示实时状态，同时可通过矩阵键盘向从机发送控制命令。实现了对室内环境温度的监测，通过键盘和液晶显示器可方便的监测到所采集回来的温度信息．达到了较好的效果。

三、总结

通过对比参考数据采集模块，控制模块以及通信模块的几种不同方案，综合考虑成本，工作量，准确性，便捷性等多方面因素，最后决定软件设计采用C语言编制RS485通信协议下的从机通信与控制程序；硬件上，拟采用将RS-232接口转换成RS-485接口，再在单片机和PC机之间加入RS-485总线，采用RS-485进行长距离、高速的串行异步通信；数据采集部分拟采用AD/DA转换电路将集到的模拟信号转换成计算机能处理的数字信号；从而达到数据通信与远程控制的目的。

四、参考文献

[1] 冯小平．基于 DDS 技术的雷达波形发生器的研究．西安电子科技大学硕士

论文，2004：35~37.

[2] 朱希志.基于Niosll的DDS信号发生器的研究与实现[D].浙江:浙江工业大

学,2007

[3] 刘亮.基于RS485的上位机与单片机数据传输系统设计.科技信息计算机网

络,2011

[4] 王传军.基于RS485和LAN的远程抄表系统的应用.科技创新与应用, 2011.12:36.

[5] 朱伟.基于RS-485网络的单片机远程系统升级功能设计.电子世界.2012.09:26~27

[6]宋素华. VxWorks下基于RS485串口的光学瞄准设备控制系统的设计与实现.电子工程技术.2012.07:82~84.

[7]郭克. 计算机与多台单片机的串行通信方案实现.价值工程.2012：171~172. [8]张小贝.基于嵌入式控制器和RS485的智能家居系统.电子测量技术.2012.8:62~65

[9]王永杰.基于RS485总线照明电路系统设计.数字技术与应用.2012.07:148~149 [10]张云翔. 基于RS485总线的远程温度监测系统.科技信息.201133期：53~ [11]朱政. 基于RS485总线的分布式PLC监控系统通信设计.自动化与仪器仪表.2012第一期：51~56

[12]黄波. 基于RS485总线的PC与单片机多机通信系统设计. 自动化与仪器仪表.2012第一期：31~35

[13]马庆功.电子世界.基于RS485多机通信系统设计.2012.01:132~133.

指导老师：xxx

2013年2月20日