基于8051的以太网远程监控系统
基于EPA的DIDO、AIAO设备的设计与实现
基于ＥＰＡ的ＤＩＤＯ、ＡＩＡＯ设备的设计与实现【摘要】：文章介绍了基于8051F120芯片的数字、模拟输入输出设备的设计与实现。
对8051F120微控制器的特点进行了简要论述，并详细阐述了硬件设计部分的芯片选型、相关接口的原理图设计、调试方法和抗干扰技术，同时介绍了数据采集的工作流程。
该设备在EPA（工业自动化以太网）现场控制系统中，经多次运行测试，性能稳定，具有一定应用前景。
【关键词】：8051F120；DIDO；AIAO；EPA引言目前，基于Ethernet for plant automation标准(以下简称EPA)标准的技术与产品已经在化工、制药等生产装置上获得成功应用，而且EPA 实时以太网标准已经被现场总线国际标准IEC 61158 正式收录，成为中国第一个被IEC 认可的工业自动化标准。
随着EPA的不断完善和发展，越来越多的厂家将投入到EPA 产品的开发队列中。
EPA的DIDO、AIAO设备是EPA模块中最为常用的现场设备，它的主要功能是进行模拟信号的采集与模拟信号的发送、数字信号的采集与数字信号的发送等。
文章以作者开发的集成了AI、AO、DI、DO等I/O功能的集成化I/O设备为例介绍EPA I/O设备的设计方法。
1．相关芯片的选择和80C51F120芯片特点简介因为我们设计的是同时具有DIDO和AIAO功能的设备，虽然需要实现的功能可以由外扩的A/D与D/A转换器来实现，但是这无疑增加了设计的成本和PCB板的面积。
所以如果选择的芯片能同时具有A/D与D/A转换器，那则是最理想的。
故此，该模块的CPU采用8051F120，此芯片主要特点是：高速、流水线结构的8051 兼容的CIP-51 内核（100MIPS）；全速、非侵入式的在系统调试接口（片内）；128K可在系统编程的FLASH 存储器；8448（8K+256）字节的片内RAM；可寻址64KB 地址空间的外部数据存储器接口；硬件实现的SPI、SMBus/ I2C 和两个UART 串行接口等，最关键的是，处理器内部自带两个12位的D/A转换器和一个8位的A/D转换器，8位的A/D有8个外部的输入端，最大的可编程采样速率为500ksps，这完全符合作者的设计要求。
《2024年基于单片机的无线智能家居环境远程监控系统设计》范文
《基于单片机的无线智能家居环境远程监控系统设计》篇一一、引言随着科技的不断发展，智能家居的概念越来越深入人心。
在人们的日常生活中，智能家居环境系统的重要性也日益突出。
然而，由于家居环境常常分布广泛且设备分散，传统的人工管理和监控方式效率低下且易出错。
因此，本文旨在设计一个基于单片机的无线智能家居环境远程监控系统，实现对家庭环境的智能管理和实时监控。
二、系统概述本系统采用单片机作为核心控制器，通过无线通信技术实现家居设备的互联互通，同时结合互联网技术实现远程监控。
系统主要由以下几个部分组成：传感器节点、单片机控制器、无线通信模块、云服务器和用户终端。
三、硬件设计1. 传感器节点：负责采集家居环境中的各种数据，如温度、湿度、光照强度等。
传感器节点通过简单的电路与单片机控制器相连，实现数据的实时传输。
2. 单片机控制器：作为整个系统的核心，负责接收传感器节点的数据，并根据预设的算法对数据进行处理。
同时，单片机控制器还负责控制家居设备的开关和模式。
3. 无线通信模块：采用无线通信技术，实现传感器节点与单片机控制器、云服务器以及用户终端之间的数据传输。
本系统采用低功耗的无线通信技术，以保证系统的稳定性和可靠性。
四、软件设计1. 数据采集与处理：单片机控制器通过传感器节点实时采集家居环境中的数据，并对数据进行预处理和存储。
同时，根据预设的算法对数据进行分析，以判断家居环境的状态。
2. 控制命令发送：根据数据分析的结果，单片机控制器向家居设备发送控制命令，实现设备的自动开关和模式切换。
3. 通信协议设计：为了实现传感器节点、单片机控制器、云服务器和用户终端之间的数据传输，需要设计一套可靠的通信协议。
本系统采用基于TCP/IP的通信协议，保证数据传输的稳定性和可靠性。
五、无线通信与云平台集成本系统的无线通信模块采用低功耗的通信技术，如ZigBee、Wi-Fi或蓝牙等，实现传感器节点与单片机控制器之间的数据传输。
基于zigbee技术的家居环境监测系统的设计与实现最终版
基于zigbee技术的家居环境监测系统的设计与实现最终版摘要：环境是人们赖以生存的必要条件，随着现代化信息技术的迅猛进展和提高，人们对自己的生活环境有了更高的要求，期望自己的生活环境健康、舒服。
近些年，专门是人类在信息技术上的快速进展，使得各种无线通信技术有了前所未有的突破，无线技术在智能家居上的应用将越来越广泛。
因此，本文利用ZigBee技术设计出了这种无线家居环境监测系统。
该系统中，传感器节点〔即终端节点〕能够选择温度、湿度、亮度等传感器，同时能够依照需求添加或减少传感器节点。
因此本文无线网络终端模块选用的CC2530芯片为平台，以实现信息数据的接收与发送。
此芯片内置8051内核的单片机内核，并有一定的内存空间，故只要加上些少许外围电路就能够实现功能，无需再加单片机。
在数据接收端〔即和谐器节点〕收到的数据处理传送到PC机上显示。
为了让用户方便监测数据，本文在PC机上设计了显示界面，让人们更加方便操作及监测数据。
本系统运行可靠，能正确猎取环境数据，实现实时监测。
关键词：ZigBee;无线传感器网络;环境监测;智能家居Design and Realization of Household EnvironmentMonitoring System Based on ZigBee TechnologyAbstract：Environment is a necessary condition for survival. With the rapid development and improvement of modern information technology, people have higher requirements for their living environment. They hope they live healthily and comfortably. During recent years, especially the quick development of information technology which enables all kinds of wireless communication technology to improve unprecedentedly. So,the thesis utilizes ZigBee technology to exploit and design the wireless home environmental monitoring system. In the system, the sensor node(as well as terminal node) can choose temperature, humidity, brightness etc. Therefore, the wireless network terminal module of the thesis choose the CC2530 chip as the platform for realizing receiving and sending of the information data. The chip has a single chip with 8051 core and has certain memory space. Thus, it can realize its function by adding a little peripheral circuit without extra single chip. The received data processing in the data receiving terminal(that is coordinator node) send to PC for people’s real-time monitoring. The thesis designed the display interface in PC for people’s operation and data monitoring conveniently. The system works reliably which can obtain correct environmental data and realize real time monitoring.Keywords：ZigBee;Wireless sensor networks; environmental monitoring; smart home名目前言 0第1章绪论 (1)1.1 本文的研究背景 (1)1.2 智能家居环境监测系统的特点 (1)1.3 本文要紧研究内容 (2)1.4 开发工具及开发环境的介绍 (2)1.4.1 系统软件开发环境介绍 (3)1.4.2 上位机软件开发环境介绍 (4)第2章 ZigBee技术的概述 (6)2.1 ZigBee技术的概念 (6)2.2 ZigBee技术的特点 (7)2.3 ZigBee网络设备组成和网络结构 (7)2.4 ZigBee的协议分析 (8)2.4.1 网络层〔NWK〕 (9)2.4.2 应用层〔APP〕 (10)2.5 本章小结 (11)第3章系统的总体设计 (12)3.1 系统结构 (12)3.2 系统功能定义 (12)3.3 系统设计要求 (14)3.4 本章小结 (14)第4章系统的硬件设计 (15)4.1 ZigBee硬件选型 (15)4.2 节点硬件设计 (17)4.3 本章小结 (20)第5章系统的软件设计及实现 (21)5.1 软件部分总体介绍 (21)5.1.1 软件设计整体流程 (21)5.1.2 和谐器的自动组网流程 (21)5.2 和谐器节点软件实现 (24)5.3 传感器节点软件设计 (26)5.4 本章小结 (27)第6章上位机软件实现及测试 (28)6.1 上位机软件实现 (28)6.2 软件测试 (29)6.3 本章小结........................................ 错误!未定义书签。
单片机远程监测系统的基本原理与工作流程分析
单片机远程监测系统的基本原理与工作流程分析单片机远程监测系统是一种应用于工业自动化控制领域的监测系统，采用单片机作为核心控制器，通过网络技术实现对远程设备的监测与控制。
本文将对单片机远程监测系统的基本原理和工作流程进行分析和介绍。
1. 基本原理单片机远程监测系统的基本原理是通过单片机控制器获取待监测设备的数据，并将数据通过网络传输到远程监测中心进行处理和显示。
其主要包括以下几个方面的原理：1.1 单片机数据采集与处理单片机作为系统的核心控制器，通过各种传感器采集待监测设备的参数和状态信息，并进行数据处理。
例如，通过温度传感器可以实时采集待监测设备的温度变化情况，通过光照传感器可以获取光照强度等。
单片机通过内部的模数转换器将模拟信号转换为数字信号，并进行处理和存储。
1.2 网络通信单片机通过网络模块与远程监测中心进行通信，将采集到的数据传输到远程端。
常用的通信方式包括以太网、WiFi、GPRS等，通过这些方式实现与远程服务器的连接。
单片机将采集到的数据封装成数据包，通过网络传输协议发送到远程监测中心。
1.3 远程数据处理与显示远程监测中心接收到单片机传输的数据包后，进行数据解析和处理。
通过特定的算法和模型，将原始数据转换为可视化的形式并进行展示。
远程监测中心可以通过Web界面或者客户端应用程序进行数据显示，也可以进行报警处理等。
2. 工作流程分析单片机远程监测系统的工作流程主要包括以下几个步骤：2.1 数据采集单片机根据设定的采集周期，定时或事件触发性地采集被监测设备的数据。
例如，可以每隔一定时间采集一次温度传感器的数据和光照传感器的数据。
通过模拟信号转换器将模拟信号转换为数字信号，并存储到单片机内部的存储器中。
2.2 数据处理单片机对采集到的数据进行处理，可以进行滤波去噪、数据校正、数据压缩等操作。
根据采集到的数据和预设的算法，对数据进行相应的处理，如计算平均值、极值、波动范围等。
2.3 网络通信处理完的数据通过网络模块进行传输，连接到远程监测中心。
单片机远程监测系统概述
单片机远程监测系统概述概述单片机远程监测系统是一种基于单片机技术的智能监测系统，通过无线通信技术将监测设备与监控中心实现远程数据传输和监测，为用户提供实时、准确、可靠的监测数据。
系统组成单片机远程监测系统由三个主要组成部分构成，分别是监测设备、数据传输模块和监控中心。
1. 监测设备：监测设备是单片机远程监测系统的核心部分，它通过传感器实时采集环境参数，如温度、湿度、压力等，并将数据通过单片机进行处理和存储。
2. 数据传输模块：数据传输模块负责将监测设备采集到的数据传输给监控中心。
目前常用的数据传输方式有无线通信技术，如Wi-Fi、蓝牙、GPRS等。
这些传输方式具有传输速度快、覆盖范围广、信号稳定等特点，能够满足不同环境下的数据传输需求。
3. 监控中心：监控中心是单片机远程监测系统的数据接收和处理中心。
它接收来自监测设备的数据，对数据进行处理、分析和存储，并通过用户界面向用户呈现监测数据。
监控中心还可以实时监控设备的状态，及时发现异常并进行报警处理。
工作原理单片机远程监测系统的工作原理如下：1. 监测设备通过传感器采集环境参数，并通过单片机进行处理和存储。
2. 数据传输模块将监测设备采集到的数据通过无线通信技术传输到监控中心。
3. 监控中心接收来自监测设备的数据，并对数据进行处理、分析和存储。
4. 监控中心通过用户界面呈现监测数据，用户可以实时查看监测结果。
5. 监控中心还可以对监测设备进行状态监测，一旦发现异常情况，可以通过报警系统发送通知给用户。
应用领域单片机远程监测系统广泛应用于各个领域，如环境监测、安防监控、农业监测、工业自动化等。
1. 环境监测：单片机远程监测系统可用于监测大气污染、水质污染、土壤湿度等环境参数，为环保部门和科研机构提供准确的监测数据。
2. 安防监控：单片机远程监测系统可用于监测建筑物、公共场所等的安全情况，如火灾、入侵、泄露等，实时报警并发送给安全管理人员。
3. 农业监测：单片机远程监测系统可用于监测农田的土壤湿度、温度等参数，为农民提供农作物生长状态和灌溉控制建议，提高农作物的产量和质量。
《2024年基于单片机的无线智能家居环境远程监控系统设计》范文
《基于单片机的无线智能家居环境远程监控系统设计》篇一一、引言随着科技的发展，智能家居的概念日益普及，其旨在为人们的生活带来更为便捷、舒适的居住环境。
而随着无线通信技术的发展，无线智能家居系统的设计变得更为重要。
本设计以单片机为基础，结合无线通信技术，设计了一个可实现远程监控的智能家居环境系统。
二、系统设计概述本系统以单片机为核心控制器，采用无线通信技术进行数据传输，实现了对家居环境的实时监控与远程控制。
系统主要包括传感器模块、单片机控制模块、无线通信模块和远程监控模块。
三、硬件设计1. 传感器模块：传感器模块负责采集家居环境中的各种数据，如温度、湿度、光照强度等。
这些数据将被传输到单片机控制模块进行处理。
2. 单片机控制模块：单片机控制模块是整个系统的核心，负责接收传感器模块传输的数据，根据预设的算法进行处理，然后通过无线通信模块发送指令。
3. 无线通信模块：无线通信模块负责将单片机的指令传输到远程监控模块，同时接收远程监控模块的指令并传输给单片机控制模块。
4. 远程监控模块：远程监控模块可通过手机、电脑等设备实现对家居环境的远程监控与控制。
四、软件设计软件设计主要包括单片机的程序设计以及远程监控界面的设计。
1. 单片机程序设计：单片机的程序设计主要包括数据采集、数据处理、指令发送等部分。
程序通过传感器模块采集家居环境中的数据，然后根据预设的算法进行处理，最后通过无线通信模块发送指令。
2. 远程监控界面设计：远程监控界面应具备实时显示家居环境数据、控制家居设备等功能。
界面设计应简洁明了，方便用户操作。
同时，应具备数据存储功能，以便于用户查看历史数据。
五、系统实现1. 数据采集与处理：传感器模块将采集到的数据传输给单片机控制模块，单片机根据预设的算法对数据进行处理，如进行温度、湿度的计算等。
2. 指令发送与接收：单片机通过无线通信模块发送指令给远程监控模块，同时接收远程监控模块的指令并执行。
3. 远程监控：用户通过手机、电脑等设备可实时查看家居环境数据，同时可对家居设备进行控制。
8051单片机实现以太网,WEB服务
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一步一步教你移植uIP0.9到8051+RTL8019AS1. google一下uip,点击进入主页http://www.sics.se/~adam/uip/index.php/Main_Page当前最新的uIP版本是 1.0,这个版本比较复杂，所以还是移植历史版本吧.打开http://www.sics.se/~adam/old-uip/下载0.9版:http://www.sics.se/~adam/download/?f=uip-0.9.tar.gz2. 打开Keil新建项目uIP0.9.uv2, 设置项目属性.memory_model 设置为large 模式,这样默认的存储方式是xdata因为uIP0.9编译后占用20K rom, 所以必须选一个32K(>20K)的rom的单片机, 比如Device可设置为SST89x58或者SST89x516xx,解压缩官方下载的uIP0.9压缩包，添加文件至项目,需添加至项目的文件有：uip\uip.c, uip.c\uip.h, uip.c\uip_arch.h,uip.c\uip_arp.c,uip.c\uip_arp.hunix\main.c, unix\uip_arch.c, unix\uipopt.h,apps\httpd\所有文件3. 因为data是系统关键字, 所以标识符data => dat以下文件需要改动: fs.h, fsdata.h,httpd.c4. 为RTL8019AS 编写驱动程序(具体如何操作寄存器老古的网站有详细的教程),内容在压缩包中的RTL8019AS.c, RTL8019AS.h需要更改main.h中的如下地方：include "tapdev.h" => #include "rtl8019as.h"tapdev_init() -> rtl8019as_init()tapdev_send() -> rtl8019as_send()tapdev_read() -> rtl8019as_read()5. fsdata.c 首行添加 #include "fsdata.h"关键字替换:static const char -> const char codeconst struct fsdata_file -> const struct fsdata_file codefsdata.h 文件末尾添加：#define FS_ROOT file_tcp_header_html#define FS_NUMFILES 14const char code data_cgi_files[];const char code data_cgi_stats[];const char code data_cgi_tcp[];const char code data_img_bg_png[];const char code data_about_html[];const char code data_control_html[];const char code data_404_html[];const char code data_files_footer_plain[];const char code data_files_header_html[];const char code data_index_html[];const char code data_stats_footer_plain[];const char code data_stats_header_html[];const char code data_tcp_footer_plain[];const char code data_tcp_header_html[];const struct fsdata_file code file_cgi_files[]; const struct fsdata_file code file_cgi_stats[]; const struct fsdata_file code file_cgi_tcp[]; const struct fsdata_file code file_img_bg_png[]; const struct fsdata_file code file_about_html[];const struct fsdata_file codefile_control_html[];const struct fsdata_file code file_404_html[];const struct fsdata_file codefile_files_footer_plain[];const struct fsdata_file codefile_files_header_html[];const struct fsdata_file code file_index_html[];const struct fsdata_file codefile_stats_footer_plain[];const struct fsdata_file codefile_stats_header_html[];const struct fsdata_file codefile_tcp_footer_plain[];const struct fsdata_file codefile_tcp_header_html[];6. fs.c 第55行删除: #include "fsdata.c"7. uipopt.h181行: #define UIP_FIXEDETHADDR 0 -> 1299行: #define UIP_ACTIVE_OPEN 1 ->0497行: #define BYTE_ORDER LITTLE_ENDIAN -> BIG_ENDIAN280行: #define UIP_UDP_APPCALL udp_appcall -> httpd_appcall文件末尾添加:#ifndef NULL#define NULL (void *)0#endif /* NULL */8. httpd.c删除以下内容:extern const struct fsdata_filefile_index_html;extern const struct fsdata_filefile_404_html;220行更改：fs_open(file_index_,&fsfile); => file_index_html->name224行同上更改9. 上电，开发板的webserver就启动了.具体的IP和掩码在uipopt.h 文件里面设置.原理图.pdf (74.95 KB)Keil项目.zip (366.39 KB)下面是分圈压缩的，RTL8019上网资料单片机与TCP_IP网络(RTL0819).part1.rar (4 MB)单片机与TCP_IP网络(RTL0819).part2.rar (3.98 MB) 好用的固件程序及电脑上用的调试程序程序.zip (751.85 KB)[本帖最后由小岛于 2008-11-9 01:52 编辑]。
基于8051 IP核的片上系统设计
输 出 口， 整体 模块根据单 片机 的结构划分为各个 子模 块 ， 根 将 再 据各个子模块的功能来 通过 Ｖ Ｄ Ｈ Ｌ语言具体实现。 设计将整体模 块 划 分 为 Ｃ Ｕ 系统 模 块 、 时 ／ 数 器 模 块 、 口模 块 、 断 服 务 Ｐ 定 计 串 中 模 块 、 入 输 出端 口模 块 和 复 位 模 块 ６部分 。 输
２ １ ＣＰ 系统 ． Ｕ
１ ８５ ０ １单片 机的 结构
典 型 的单 片 机 体 系 结 构 见 图 １ 由 图 １ 见 ， 片 机 主 要 功 。 可 单 能 部件 有 ：Ｐ 系统 、 Ｐ ＣＵ Ｃ Ｕ外 围单 元 （ 储 器 和 Ｉ 存 ／ 元 ）基 本 功 Ｏ单 、 能单 元 （ 时 ／ 数 器 、 断 系 统 、 定 计 中 串行 接 口 ）各 组 成 部 分 通 过 内 ， 部 总线 紧密 连 在 一 起 。
Ｃ Ｕ是单片机 的核 心部分 ，其作用 是读 入和分析每一条 指 Ｐ 令 ， 据 每 条 指 令 的功 能 要 求 控 制 各个 部 件 执行 相应 的操 作 。 根 根 据 Ｃ Ｕ 的组 成 划 分 ，Ｐ 系 统 模 块 为 算 术 逻 辑 单 元 （Ｌ ） 块 、 Ｐ ＣＵ Ａ Ｕ模 控制单元模 块 、 程序存储器控制模块 、 数据存 储器控制模块 ４部 分。 控制单元模块 的主要作用是译码指令 ， 并产生适 当的控制信 号， 确保指令 的正确执行。算 术逻辑单元模块 的主要功能是进行 算术 逻辑 运算 、 完成数据传输 、 位变量处理等。 程序存储器控制模 块 主 要 是 实 现对 程 序 存 储 器 的控 制 ， 主要 功 能 是 ： 接 收 从 其 其 ① 他模 块传来 的信号 ， 来形成正确的程序存储器地址 。②在适 当的
时刻发出对程序存储器 的读使能信号。 数据存储器控 制模块 主要 是实现对数据存储器 的控制 ， 主要功能是 ： 其 ①对数 据存 储器读 ／ 写的地址生成 。 在适 当的时刻发 出对数据存储器的读 ／ ② 写使能
stc32位8051单片机原理及应用
stc32位8051单片机原理及应用一、概述STC32位8051单片机是一款基于8051内核的微控制器，由STC（System Technology Company）公司设计生产。
与传统的8位8051单片机相比，STC32位8051单片机在处理速度、存储容量、功能模块等方面都有显著提升，使其在工业控制、智能家居、物联网等领域得到广泛应用。
二、STC32位8051单片机的特点1. 高速处理能力：STC32位8051单片机采用32位CPU内核，比传统的8位8051单片机处理速度更快，能够更好地满足复杂控制和数据处理的需求。
2. 大容量存储：STC32位8051单片机内部集成了大容量Flash程序存储器和RAM数据存储器，方便用户存放大量程序和数据。
3. 丰富的外设接口：STC32位8051单片机集成了多种外设接口，如UART、SPI、I2C、CAN 等，方便与外部器件进行通信和控制。
4. 低功耗设计：STC32位8051单片机采用低功耗设计，能够有效地降低系统功耗，延长系统使用寿命。
5. 抗干扰能力强：STC32位8051单片机具有较强的抗干扰能力，能够在较为恶劣的环境下稳定工作。
三、STC32位8051单片机的应用STC32位8051单片机因其高速处理能力、大容量存储、丰富的外设接口和低功耗设计等特点，被广泛应用于以下领域：1. 工业控制：STC32位8051单片机可应用于各种工业控制系统中，如电机控制、温度控制、压力控制等。
2. 智能家居：STC32位8051单片机可应用于智能家居系统中，如智能照明、智能安防、智能环境监测等。
3. 物联网：STC32位8051单片机可应用于物联网设备中，如智能传感器、智能网关、智能终端等。
4. 其他领域：除以上领域外，STC32位8051单片机还可应用于医疗器械、仪器仪表、智能交通等领域。
四、STC32位8051单片机的开发环境STC32位8051单片机的开发环境可以采用STC提供的Keil软件，该软件支持多种单片机的开发，提供了丰富的库函数和调试工具，方便用户进行程序的编写和调试。
《2024年基于单片机的无线智能家居环境远程监控系统设计》范文
《基于单片机的无线智能家居环境远程监控系统设计》篇一一、引言随着科技的进步和人们生活品质的提高，智能家居的概念越来越受到关注。
其中，无线智能家居环境远程监控系统以其便捷性、灵活性和实时性，成为了当前研究的热点。
本文将详细介绍一种基于单片机的无线智能家居环境远程监控系统的设计思路和实现方法。
二、系统概述本系统采用单片机作为核心控制器，通过无线通信技术实现智能家居环境的远程监控。
系统主要包括环境信息采集模块、单片机控制模块、无线通信模块和远程监控中心四个部分。
其中，环境信息采集模块负责收集家居环境中的温度、湿度、光照等数据；单片机控制模块负责处理这些数据，并根据需要控制家居设备的运行；无线通信模块负责将数据传输到远程监控中心；远程监控中心则负责接收数据，并进行实时分析和处理。
三、硬件设计1. 环境信息采集模块：该模块采用传感器技术，包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器等，用于实时采集家居环境中的各种数据。
2. 单片机控制模块：该模块以单片机为核心，负责处理环境信息采集模块传来的数据，并根据预设的逻辑控制家居设备的运行。
单片机采用低功耗设计，以保证系统的长期稳定运行。
3. 无线通信模块：该模块采用无线通信技术，如Wi-Fi、ZigBee等，将单片机控制模块处理后的数据传输到远程监控中心。
无线通信模块应具备低延迟、高可靠性的特点。
4. 远程监控中心：远程监控中心采用计算机或服务器作为硬件设备，负责接收无线通信模块传来的数据，并进行实时分析和处理。
此外，监控中心还应具备数据存储、查询和分析等功能。
四、软件设计软件设计包括单片机固件设计和远程监控中心软件设计两部分。
1. 单片机固件设计：单片机固件采用C语言或汇编语言编写，主要实现数据采集、数据处理、设备控制和通信协议解析等功能。
固件应具备低功耗、高效率的特点，以保证系统的长期稳定运行。
2. 远程监控中心软件设计：远程监控中心软件采用可视化界面设计，方便用户进行实时监控和操作。
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1 引言计算机和网络技术的发展，引发了远程监测、监控领域深刻的技术变革。
系统结构向网络化、开放性方向发展将是技术发展的主要潮流。
以太网作为目前应用最广泛的局域网技术，凭借其开放性好、成本低廉、数据传输率高等诸多优势，在工业自动化和过程控制领域得到了越来越多的应用。
依靠以太网技术实现信息共享，给办公自动化带来很大的变革，对系统设计产生了深远的影响。
本文以温度控制为研究对象，以AT89S52单片机为核心，以ZNE-100T模块为以太网接口，设计了一个基于以太网的远程温度控制系统。
2 系统组成及原理基于AT89S52单片机的以太网远程温度监控系统的硬件电路如图l所示。
系统工作原理：先由DSl8820单线数字温度传感器负责实时采集现场温度信号，并把温度信号直接以数字形式传送给AT89S52单片机。
AT89S52单片机取得相应的数值后经主程序分析与设定值比较，根据实际情况输出信号控制输出电路各端口的电平，以驱动外围的控制电路工作，实现对被控制对象的控制。
同时单片机通过UART0串口连接到ZNE-100T，通过以太网与上位机连接，实现基于以太网的远程通信。
3 系统硬件设计本系统硬件主要包括单片机的最小系统、温度采集电路、显示电路、告警电路、外围控制电路和以太网接口模块等。
本系统AT89S52作为核心处理器。
A T89S52是Atmel公司生产的低功耗、高性能CMOS8位单片机，片内含有8k字节的EPROM和256字节的RAM。
具有ISP(在系统编程)功能。
它具有灵活性高、使用方便、价格低廉等优点。
因此，该芯片在嵌入式控制系统中得到了广泛应用。
本系统采用Dallas单线数字温度传感器DSl8820现场采集温度数据，打破了传统的热电阻、热电偶再通过A／D转换采集温度的思路，用Atmel 公司的Flash单片机A T89S52对数字进行处理和控制，通过RS-232串口，经过以太网传到PC机实现远程控制。
利用AT89S52的ISP(在系统编程)功能，很方便地把编好的程序写到单片机中，并且调试、修改和升级很容易。
本系统监控的温度范围为0℃～+90℃，温度值显示的精度为0．0l，不但可以利用十进制实时显示温度值，还可根据需要设置控制温度的上、下限，当温度超过设定值时，系统自动产生告警指示。
以下是各部分的电路功能：(1)AT89S52单片机A T89S52是整个系统的核心处理器，单片机首先把通过传感器测到的现场温度与预先设置的温度进行比较，如果大于或小于预先设置值，就输出信号去控制加热器的工作，从而实现温度控制。
AT89S52还负责液晶显示、告警，同时通过以太网与上位机进行通信等工作。
本篇文章来源于安防知识网()(2)温度传感器温度传感器是该系统的关键器件，本文选用的是美国Dallas半导体公司生产的数字化温度传感器DSl8820，它支持单总线接口，其内部使用了在板(ON-BOARD)专利技术。
全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。
其测量温度范围为-55℃～+125℃，在一10℃～+85℃范围内，精度为±0．5C。
温度传感器DSl8820采集到的现场温度直接以单总线的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性，适合于恶劣环境的现场温度测量。
如：环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。
与前一代产品(世界上第一片支持单总线接口的DSl820温度传感器)不同，它支持3．0V～5．5V的电压范围，使系统设计更灵活、方便，而且DSl8820价格更便宜，体积更小。
DSl8820的内部结构主要有4部分：64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。
其温度检测电路图如图2所示。
DSl8820管脚GND为电源地，DQ为数字信号输入／输出端，VDO为外接供电电源接入端(用寄生电源方式时接地)。
在本系统中用外接电源，DQ接到AT89852的P2．0端，Rl为信号和5V电源之间的上拉电阻。
在实际中，若需要多点检测时，可在单总线上挂多个DSl8820。
本系统是以炉温作为温度检测对象，电阻炉的温度变化范围为30℃～150℃。
系统设定温度为35℃～80℃，温度越限时产生告警。
由于温度变化惯性大，因此，系统选用固态继电器作为温控元件。
固态继电器是由固体元件组成的无触点开关元件，利用电子元件的开关特点来控制电路的断开与接通，工作可靠、寿命长，开关速度快，能实现较为理想的控温较果。
系统采用的固态继电器是TOSHIBA的TSSl6J4lS。
系统选用了PID调节器。
当电阻炉的温度一旦越限，PID调节器使固态继电器TSSl6J4lS接通或断开，从而实现控制加热器，使电阻炉温度被控制在设定的温度范围内。
(3)以太网接口电路设计系统的以太网功能是通过ZNE-100T模块实现的。
ZNE-100T是周立功公司开发的一款嵌入式以太网转串口模块，它内部集成了TCP／IP协议，配有32位ARM7CPU、16KB RAM、128KB FLASH和10M以太网接口，支持RS-232和RS-485接口，支持动态或静态获取IP 地址，有TCP Server，TCP Client，UDP，Real COM driver，Group Mode等多种工作方式，可使用网页浏览器进行配置，提供通用配置函数库，方便用户使用VC、VB、Delphi和C++Builder开发应用程序。
由于ZNE一100T以太网模块能够实现串口设备和以太网设备之间数据的透明传输，利用它可以轻松完成嵌入式设备的网络功能。
ZNE-100T以太网模块的波特率、开始位、停止位以及工作方式通过配置软件来设计。
在本系统中，设置其波特率为9600b／s，开始位为1位，停止位为1位，工作方式为TCP Sever。
由于AT89S52单片机本身提供了一组全双工串行传输口，由TXD引脚来传送串行数据，而由RXD引脚来接收数据，可是其工作逻辑电平皆为TTL电平(0V，5V)。
而ZNE-100T模块配置的是RS-232标准串行接口，电平为(+12V，-12V)，二者的电气规范不一致，因此要完成单片机与PC机的数据通信，必须对单片机输出的TTL电平进行电平转换。
本系统采用MAXIM公司生产的MAX232电平转换芯片来实现RS-232标准接口通信。
本篇文章来源于安防知识网()4)控制电路驱动电路采用继电器驱动方式。
通过控制继电器在控制周期内通断的时间，实现对加热器的开关控制。
从而实现控制温度。
由单片机I／O口输出的控制信号，经NPN晶体管放大，驱动继电器工作。
(5)告警电路本设计采用蜂鸣器告警电路，它由晶体管和蜂鸣器组成。
由单片机I／O口输出信号控制晶体管的导通或截止，晶体管导通，则蜂鸣器告警。
4 温度监控的实现系统工作时先由使用者设定预期达到的两位温度值(该值为十进制，单位为摄氏度，范围35℃～80℃)，温度值输入后，打开电源，单片机自动复位，进行初始化，这时LED显示器显示设定温度，以便操作人员核对设定温度，然后温度检测电路将测点的温度输入单片机，经软件滤波后作为实测温度，此后显示器将一直显示实测温度。
本系统的温度设置也可通过远程监控端的上位PC机设定，上位PC机通过ZNE一100T模块，将给定量和各设定参数传递给AT89S52单片机，DSl8820温度传感器也将现场实时检测得到的电阻炉的温度传递给AT89S52单片机，AT89S52单片机获得DSl8820温度传感器传送的温度后经主程序分析，并把它与设定值比较，若实测温度高于设定温度时，则通过驱动电路关上加热器并告警；若实测温度低于设定温度时，则通过驱动电路打开加热器并告警；若在设定温度范围内，则加热器状态不变。
5 系统软件设计系统采用AT89S52作为核心处理器件，把经过DSl8820现场实时采集到的温度数据，存入AT89S52的内部数据存储器，送液晶显示，并与预先设定值进行比较，然后由单片机输出信号去控制加热器。
进行温度控制程序的设计应考虑如下几个问题：•实时采集温度；•温度显示；•与上位PC机通信程序；•越限告警和处理。
软件设计主要有：主程序、初值设定子程序、温度读取子程序、液晶显示子程序和输出控制子程序等。
初值设定子程序完成对温度初值的设定及数据保存；温度读取子程序完成对温度传感器数据的读取，并通过液晶显示子程序显示温度值；输出控制子程序则根据温度的数值完成对输出口的控制。
AT89S52的具体软件主程序和串口通信中断程序分别如图3和图4所示。
在以太网通信中，PC机为主机，单片机为从机。
单片机与ZNE-100T模块之间采用RS-232串行接口，通信波特率为9600b／s，数据帧格式为l位起始位，8位数据位，1位停止位，无奇偶校验位。
6 远程监控端的软件设计远程监控端的管理软件是采用Visual Basic 6．0V为开发设计语言，进行程序编写，以Microsoft Access数据库格式存储数据。
该系统可运行于Windows操作系统平台上，方便以后的修改和使用。
主要由通信控制部分、串口参数设定部分、采集数据写入数据库部分、采集数据显示及告警显示部分和数据库维护部分等组成。
远程监控端数据库是由Access软件生成的，包括三个表：表1是保存采集数据表，表2是保存操作人员及密码表，表3是保存各监测地址。
远程监控端的应用软件提供了一个良好的界面，使维护人员能通过界面上的数据表方便地观测各远程监测点的工作状态，通过菜单对全系统进行有效的维护，其组成框图如图5所示。
远程监控端的部分软件功能如下：(1)通信控制部分软件主要负责监视串口，接收来自单片机的字符或向单片机发送字符。
(2)采集温度显示及告警显示部分软件主要是在主界面上显示接收的监视温度数据。
当监视现场的采集温度超过告警界限时，在主界面告警面板上显示告警地点及告警内容。
(3)采集温度写入数据库部分软件负责将接收的信息字符解码，提取出时间、地点及采集的温度数据，并分析上述数据的合法性，如果合法则存入数据库的表。
(4)串口参数设定部分软件负责设定使用哪个串口，串口的波特率、校验位、停止位。
7 结语本文以A T89S52单片机为核心，利用ZNE-100T以太网模块，设计了一个简单实用的以太网远程监控系统，经实验验证，数据通信正常，检测数据完全符合系统设计的要求。
由于该系统，硬件简单、成本低、集成度高、稳定性好、调试方便以及抗干扰能力强，并且能实现温度的远程自动控制，具有一定的实用价值。