基于研华ADAM5510的远程监控系统应用.docx
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基于研华ADAM5510的远程监控系统应用
项目介绍：
远程监控是工业自动化系统中的一项重要技术。
本设计以居民小区的供水增压泵站的远程监控为研究背景，基于ADAM-5510微控制器和公用电话网技术，研究并建立一个应用于供水增压泵站的远程监控系统。
小区设备监控系统是住宅小区智能化系统的重要组成部分，供水增压泵站是居民小区的一个基础设施，过去需要安排专门的工作人员，负责监视水泵站的工作情况。
为了消减人工费用，提高经济效益，加强信息管理，小区希望采用一套可以实现无人值守的应用于供水增压泵站的远程监控系统。
本课题的目的就是为居民小区构建这样一个远程监控系统，将现场的信号，如：
压力、电压、电流等通过一定的方式传送给上位机，实现无人值守。
案例名称：
基于研华ADAM-5510的远程监控系统
行业分类：
远程控制
地点：
⏹系统需求
该系统分为管理级和现场级，各级具体组成如下：
管理级
PC机：
支持VisualBasic6.0软件运行，提供RS-232串行通讯接口。
调制解调器：
全向“极光Ⅱ型”外置MODEM。
现场级
ADAM-5510微控制器。
ADAM-5017模拟量输入模块：
ADAM-5017与压力传感器相连。
ADAM-5050数字量输入/输出模块：
ADAM-5050执行水泵的开/关控制。
调制解调器：
全向“极光Ⅱ型”外置MODEM。
在系统中，PC机作为上位机通过调制解调器利用现有的公用电话网与远端的调制解调器进行拨号通信，发送命令，并读取下位机上传的数据与报警信息。
ADAM-5510则作为下位机负责调制解调器与供水增压泵的通讯，自动进行增压监控，同时向上位机传输数据。
当现场出现故障时，如果上下接通，则ADAM-5510自动向上位机传送报警信息；若未与上位机接通，ADAM-5510首先自动拨号远端的调制解调器，当接通后就上传报警信息。
⏹系统描述
3系统软件功能分析
⏹系统软件包括远程计算机监控软件和下位微控器软件两部分。
⏹3.1远程计算机监控软件
⏹计算机监控软件在Windows平台上利用VB6.0开发，建立远程计算机的人机接口界面。
显示模块：
用于数据的数字显示、图表显示以及泵的运行情况的的动态显示。
通信模块：
实现与远端MODEM的通信连接，传递数据、命令等，
参数设置模块：
设置远程ADAM-5510运行参数，包括：
数据采集周期、启/停泵时间段设定等。
为防止非工作人员操作，在此设置了用户进入身份确认操作，用户必须输入正确的用户名和密码，才能进行修改参数操作。
当参数设置完以后，系统把这些参数以文件的形式保存并下传到ADAM-5510中，ADAM-5510接收命令后就以新的参数运行。
手动控制模块：
一般情况下，水泵按照系统的设置自动运行，但当遇到水泵维修和水泵出现严重故障时，工作人员就利用该功能直接控制泵的启/停。
报警模块：
系统接收到下位机传来的报警信息时，立即以声音、色彩和文字来报警。
帮助模块：
用于帮助用户对该监控系统的操作使用。
3.2下位微控器软件
由于ADAM-5510支持C语言编程，且其内部提供了许多专用的C语言库函数（如：
通信函数库、MODEM操作函数等），下位微控器软件采用C语言编写，。
ADAM-5510通过I/O模块对被监控设备进行数据采集，并完成运行状态分析、数据统计、故障诊断，还可根据远端计算机的命令和故障情况对水泵进行监控。
通信模块：
ADAM-5510与上位机接通时，接收上位机传来的命令，并上传各种数据以及报警信息。
在与上位机未建立连接但现场设备又发生故障时，ADAM-5510则向MODEM发送AT命令控制现场MODEM自动拨号上位机，建立连接后再发送报警信息，提醒用户注意。
故障诊断模块：
分析各种现场信号，若超出预定范围，则确定为哪一种具体的故障类型，并启动报警程序，。
数据采集模块：
通过ADAM-5017模拟量输入模块采集现场信号。
控制模块：
ADAM-5510发出指令通过输出模块输出信号来控制泵的运行。
可以由工作人员通过上位机发出控制命令通过公用电话网控制ADAM-5510；当出现紧急情况时，也可由ADAM-5510自动发出控制命令。
4通信程序设计
4.1串行通信
本系统采用RS-232异步串行通信方式，监控计算机通过AT命令实现对MODEM的控制。
采用异步传输不可避免地会出现数据传递出错，因此通信双方应遵循一定的协议，以保障数据传递的可靠性。
通信协议是对数据传送方式的规定，包括：
数据格式定义和数据位定义等。
在本系统中，具体通信协议制订如下：
采用半双工异步通信方式，通过RS-232电缆进行信号的收发转换；
PC机与ADAM-5510都可以发送和接收；
PC机与ADAM-5510的通信波特率为9600bps；
数据帧格式：
一位起始位，8位数据位，一位停止位，无奇偶校验位；
采用查询方式；
传输数据格式（按字节传输命令、数据）如下：
#
DATA…………
*
#为单字节数据头标志。
为了使接收方能正确识别和判断接收的消息，在每一次发送时首先要发送头字符。
在本系统中定义“#”任一串信息的起始符。
DATA为具体传输数据。
*为数据传输结束标志。
在命令数据发送完时，最后发送一个“*”。
表示数据发送完毕，接收方停止接收。
4.2PC机通信程序
VB提供了一个专用于串口操作的Mscomm.VBX通信控件，利用Mscomm控件，由RS-232发送命令便可控制MODEM。
PC机通信程序主要分为三部分。
（1）通信端口初始化，并拨号
首先进行通信口初始化，包括：
波特率设置，数据帧格式定义等。
初始化设置完后，打开串行端口，向MODEM发送AT命令拨通连接远端计算机的MODEM。
（2）数据发送程序
程序通过Timer控件有规律地以Interval属性设置的时间间隔（以毫秒计）连续查询com.CDHolding的状态，也就是检查carrierDetect线的状态以确定上下是否接通，只有在连通的情况下才能进行数据发送、接收的操作。
在VB中利用Mscomm.output方法来发送数据。
Data为发送的数据，它是一个16进制字节型数组，每一个字节都规定有特定的意义。
data
（1）始终为“#”，为起始符。
data
（2）为发送命令类型码，如：
data
（2）=&H0时，表示采集数据命令；data
（2）=&H2时，表示控制命令。
接下来每一个data（i）对应于不同的命令类型的具体含义．data（）数组的最后一位都是“*”，表示发送结束。
（3）数据接收程序
程序采用事件驱动方式来接收数据，初始化时将MSComm的Rthreshold属性设为1（当输入缓冲区有数据进入时，产生on_comm事件）。
所以程序运行时，且有数据到达输入缓冲区时，就利用Mscomm.input方法来接收数据。
4.3微控器通信程序
ADAM-5510支持查询、等待、中断3种通信方式。
本系统采用查询的通信方式。
查询通信方式一般分为：
通信口初始化、发送数据部分、接收数据部分。
（1）初始化、拨号程序
当ADAM-5510检测到设备发生故障时，将自动向MODEM发送AT命令进行拨号操作。
拨号程序分为COM口初始化和MODEM初始化、以及自动拨号两部分。
初始化包括：
设置数据传输格式、数据波特率设置等。
基本步骤如下：
com_set_format（8,0,1）;/*8位数据位，无奇偶校验位，1位停止位*/
com_set_speed（9600L）;/*波特率为9600bps*/
modem_initial（）;
modem_dial（“4314502”）;/*拨号*/
（2）发送数据
采用查询方式发送字符的方法是：
在发送一个字符之前，不停地检测“发送保持寄存器是否为空。
如果不空，则继续等待；如果为空，则可发送要发送的字符。
可通过发送数据函数com_tx（）和检测发送缓冲区是否为空的函数com_tx_empty（）来实现此项操作。
（3）接收数据
接收数据与发送数据操作类似，也是通过查询寄存器的状态来判断是否接收到一个新的字符，同样通过接收数据函数com_rx（）和检测接收缓冲区是否为空的函数com_rx_empty（）来实现操作。
⏹项目实施（产品型号及详细产品规格）
⏹
产品
说明
80188CPU
256KB的FLASHROM；64KB的SRAM
输入输出扩展槽
每个I/O槽可以插入一块数据采集和控制模块。
ADAM-5000系列I/O模块包括模拟量I/O、数字量I/O、继电器输出、计数/频率输入等..
通信端口
COM1为RS-232端口，COM2为RS-485端口，这两个可编程的串行通讯口可满足不同的通讯要求。
COM3为编程口，主要用来从主机上传输和下载可执行程序
内部固化的ROM-DOS或WindowsCE操作系统
可以使用高级语言编程，如C语言.
RS-232
808-188CPU
I/O口模块
ROM-DOS
RS-485
FLASH
ROM
SROM
编程口
⏹系统架构图
⏹总结
由ADAM-5510微控器通过公用电话网与计算机构成远程监控系统结构简单，通讯可靠，编程方便，性能稳定。
该远程监控系统及相关技术可广泛应用于楼宇自动化、油井、矿井、能源等无人值守系统中，具有很好的经济效益。
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