款事热来与变用
基于无线数据传输的控制系统
华建康崔勇
(中国工程物理研究院电子工程研究所四川绵阳621900)
通信技术
摘要：本文崩述以AVR系列单片机ATmega16及nRF905无线传输模块构建的多台排风机运程控制系统的组成部分、控制过程及数据传输过程
关键调：单片机ATmeg16nRF905无线传输远程控制中图分类号：TN919.6
文献标识码：A
文章编号：1007-9416(2012)07-0025-01
在工业控制中经常遇到需要构建由一台设备异地控制多台设备的控制系统。在传统的控制系统中，这些控制信号的传输一般由多条控制线或构建相应的控制网络(485，ModbModbus等)完成。这些都需要敷设相应的控制电缆，当现场条件受限时，敷设控制电缆的成本就会很高。本文阐述用无线数传模块实现送风机与8台异地
排风机的控制， 1、系统构成
本系统有两个独立的控制器，两个无线数据传输模块构成。分别设置于送风控制柜和排风控制柜内，控制方式采用主从机控制方式，送风控制柜筛为主机，排风机箱为从机。主机端负责发送指令和接收显示排风机工作状态，从机段负责执行指令(控制排风机工作状态)及反馈排风机工作状态。指令传送采取定时与及时相结合的方式。当主机端有新的控制指令产生式立即将相应的指令传送到从机段。如果在指定时间(1S)后没有新的指令产生，则将原有指令重复发生。
1.1控制器构成
控制器采用AVR系列单片机ATmega16为核心，辅以相应的输入，输出模块构成。见图1。
输人为12路，全部用PC817隔离，输人电路见图2。
输出全部为继电器输出，输出继电器与ATmegal6之间也采用 PC817隔离，以提高系统的抗干扰性能
输入与输出公用一组12V电源，ATmega16单独使用一组电源。
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图1
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PCS)7E 图2
控制器设置两个串行数据接口，一个用于与无线传送模块 nF905连接，另一个用于与PC机连接（调试控制器用）。
为提高系统稳定性控制器采用了看门狗专用电路MAX706。 1.2数传模块
现行市场上无线数传模块种类很多，由于其技术较为成熟，产品性能多比较稳定。无线数传产品也较为成熟，应用也非常广泛。例如无线抄表，工业遥控，遥测，自动化数据采集系统，楼宇自动化、安防、机房设备无线监控、门禁系统、POS系统、无线键盘、鼠标、交通，井下定位、报警等。本文所采用的数传模块为VW3201A，该模块的参数设置如下：中心频率：433MHz，串口缓冲区大小：50，TimeOut：5字节间隔，申口速率：9600bDS；数据格式：8N1，工作通道号：0，发
射功率，+20db，无线通讯速率9600bps；工作模式：透明。 2、控制过程
主从机控制器采用相同的控制器，均为12路输人12路输出，主机四路输入用于采集送风机工作状态，8路作为启动开关与远程端 8台排风机相对应，8路输出用于显示从机8台风机工作状态，一路用于通信故障报警。当系统出现通信故障时输出报警信号。从机筛控制器的8路输人用于采集排风机输出端风压，以此判定排风机工作正常与否；一路输人用于远控、就地切换。8路输出用于控制8台排风机，一路输出用于通信故障报警。
主机上电复位后，采集输人端和输出端信息，经过运算整理后将收集的信息及相应的数据头和校验码传送给主机端数传模块，由数传模块将信息发送出去。从机端接收到主机发送的数据后，经校验数据正确后传送给从机控制器，控制器对数据头及CRC校验后，如果数据正确则发出相应指令，控制排风机。同时将从机端输人，输出状态信息通过输出模块发射给主机，主机收到数据后显示相应信息。
3、数据传输与抗干扰处理
系统的抗干扰除了在硬件设计时采用一系列的抗干扰措施外，软件设计时为提高系统数据传输的准确率，增强系统抗干扰能力也采取了一系列措施。首先在数据赖的构成上，增加了固定数据头，确保接收数据起始位的正确。一顿数据由7个字节构成，数据头两个字节（0XAA0XBB）、输人状态信息两个字节、输出状态信息（含报警信息)两个字节、CRC校验码一个字节。
主从机传输数据的赖格式是相同的，实际传输的有效数据位控制器输人，输出端状态信息和通信错误报警信息。其余字节为校验信息。
系统定时验证通信状态正常与否，当发现通信异常时，发出报警信息。并在主机端和从机端存储通信出现异常前的输入输出状态信息。在软件调试时对系统的传输误码情况进行了统计存储，经实际统计计算误码率可以控制在0.1%以下。
无线数传模块已经广泛应用于工业控制领域，特别是对于传输数据量小、传输速率低的场所具有很强是适用价值。本文所述控制系统采用无线数传实现主从机之间的控制数据传输，实际使用情况良好。经三个多月的适用证明工作稳定可靠，未出现误动作、死机等不良情况。
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