[发明专利]一种水池水温监测系统

说明书

技术领域

本发明属于电学技术领域，尤其涉及一种监测系统。

背景技术

我国北方水稻种植面积已经达到353.3万hm²以上，井灌种稻起始于20世纪80年代，发展至2012年总面积达近133.3万hm2。井灌对垦区粮食生产贡献最大，而寒地水稻灌溉井水种稻的最大弊病是水温低，影响水稻良好发育，导致产量下降、质量不高。因此，提高井水种稻的水温至关重要，而增设晒水池是提高井水种稻水温的有效措施。据试验研究，2000m²的晒水池，在5月中旬的白天增温效果可达3～5℃，6月中旬白天增温效果可达5～9℃，对水稻早生快发意义重大。为了远程监测晒水池中各点温度的变化，进行了基于Modbus协议的寒地水稻灌溉晒水池水温监测系统设计。在其他领域有很多温度监测系统，但大多显示都是液晶屏显示，显示不够丰富、清晰，电路扩展性差。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提供一种显示清晰、内容丰富、电路扩展性强的一种水池水温监测系统。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明包括单片机、触摸屏、无线通信模块、上位机和温度传感器1、温度传感器2、温度传感器3、温度传感器4、温度传感器5、温度传感器6、温度传感器7和温度传感器8，其特征在于：温度传感器1、温度传感器2、温度传感器3、温度传感器4、温度传感器5、温度传感器6、温度传感器7和温度传感器8连接单片机的信号输入端口；单片机连接触摸屏，触摸屏连接无线通信模块，无线通信模块连接上位机。

作为一种优选方案，上位机为PC计算机。

作为另一种优选方案，所述单片机为STC89C51ＲC单片机。

本发明有益效果。

本发明了一种基于Modbus通信协议用于寒地水稻灌溉晒水池水温监测系统，并在农场实际应用，证明该系统性能优良、显示丰富、操作简单、性价比高，满足农场对晒水池水温监测实际需求。其不仅实现了水温的远程监控，存储了大量的数据为农业生产决策提供了数据支持，且整个系统经过简单的改变就可以应用到其他领域，具有广阔的发展前景。

附图说明

图1是本发明电路原理框图。

具体实施方式

如图所示，本发明包括单片机、触摸屏、无线通信模块、上位机和温度传感器1、温度传感器2、温度传感器3、温度传感器4、温度传感器5、温度传感器6、温度传感器7和温度传感器8，其特征在于：温度传感器1、温度传感器2、温度传感器3、温度传感器4、温度传感器5、温度传感器6、温度传感器7和温度传感器8连接单片机的信号输入端口；单片机连接触摸屏，触摸屏连接无线通信模块，无线通信模块连接上位机。

作为一种优选方案，上位机为PC计算机。

作为另一种优选方案，所述单片机为STC89C51ＲC单片机。

基于Modbus协议的寒地水稻灌溉晒水池水温监测系统主要完成晒水池温度的采集、显示及无线传输到远程计算机。采集端与显示端及远程计算机之间数据传输采用的是开放的Modbus通信协议，利用单片机实现8路温度的数据采集。采用Modbus通信协议和触摸屏进行数据传输，触摸屏实现数据的显示同时采用Modbus通信协议，通过无线通信模块与远程计算机实现数据的传输。该系统可组成良好的人机交互环境，简化硬件电路，降低成本，应用范围较广。

系统硬件主要包括主控器、8路温度传感器采集电路、无线数据传输及远程计算机，数据通信采用Modbus通信协议。

主控器选择了一款显控触摸屏Samkoon－7b，26万色的4线高精度电阻触摸屏，两个通信口COM(ＲS232、ＲS422、ＲS485)，色彩丰富，显示内容较多，控件齐全;特别是除了显示还可以实现控制，通过串口可与外部部件进行数据的传输。本发明使用Modbus协议，使其中一个COM口实现无线数据传输到远程计算机，另外一个COM口实现和数据采集模块进行数据传输。同时，触摸屏实时显示当前温度。触摸数据采集系统按钮还可以显示当前8个温度传感器所在的层位及温度值，具有更加直观的特点。

数据采集电路主要完成温度数据的采集，以Modbus协议方式将数据传输到触摸屏。其中，控制部件选择的是性价比高的STC89C51ＲC，它采用8051核的ISP在系统可编程芯片，最高工作时钟频率可以达到80MHz，片内含可反复擦写的Flash只读程序存储器，不需要外扩存储器，芯片运行速度快、可靠性高。寒地水稻灌溉晒水池中的水温范围在4～35℃之内，所以温度传感器选择了美国DALLAS公司生产的数字温度传感器DS18B20。它的供电电压范围宽在3．0～5．5V，测温范围可达到－55～+125℃。DS18B20还具有体积小、功耗低、精度高、可靠性好的特点，单总线易于扩展多路测量，占用I/O口少，便于和单片机连接等优点，适合多点测温系统。在设计中使用了浸水封装式传感器，用于防水，满足系统设计需要。数据采集电路设计了8路温度采集，加入了一个4位的开关电路，用来设定本采集模块的地址，串行口可以设计为ＲS485通信方式或者ＲS232通信方式。由于只对8点温度采集，只需要一款采集板，所以选择了ＲS232通信方式。若采集点很多，可以将电路改为ＲS485通信方式。这样在整个系统中最多可以挂接16块采集板，采集128点的温度，也适用于其他需要多路温度采集的应用场合。