基于CAN总线的实验室模块化监测系统的设计与实现
摘要：本文研究和实现了一种高校实验室模块化监测系统，并基于CAN总线设计和实现了监测系统的实际装置，加上对CAN总线使用原理概念重复掌握，并对目前现存类似功能产品进行对比归纳，在完成环境感知模块的信息采集后，以总线方式对数据实现实时发送，最终完成实验室环境监测系统的开发。利用温湿度模块、MQ-2烟雾模块、人体模块，对温湿度、易燃云烟、红外等多项环境信息分别实现检测，再利用微控制器实现信息的过滤与利用，进而经过CAN总线进行实验室与监控端同步信息，最终显示屏上显示需要的信息，监控测程中，如获取信息与实验规定阈值冲突，实验室端与监控端进行告警措施，实验室保卫人员可根据此信息快速处理险情，达到保卫人员、财产安全。
关键词：CAN总线; 单片机; 模块化监测; 实验室; 传感器
Design and Implementation of Laboratory Modular
Monitoring System Based on CAN Bus
Abstract: This paper studies and implements a modular monitoring system for university laboratories, and designs and implements the actual monitoring device based on CAN bus. It adds the concept of using the principle of CAN bus and repeatedly grasps the existing similar functional products. After completing the information acquisition of the environment awareness module, the data is sent in real time through the bus, and the development of the laboratory environmental monitoring system is finally completed. Utilize temperature and humidity module, MQ-2 smoke module, human body module, realize temperature, humidity, inflammable cloud, infrared and other environmental information respectively, and then use micro-controller to filter and utilize information, and then carry out experiments through CAN bus. Synchronize information between the room and the monitoring end. The final display shows the required information. During the monitoring process, if there is a conflict between the obtained information and the experimental threshold, the laboratory and the monitoring end will perform the warning measures. The laboratory security personnel can quickly process the information based on this information. Dangerous situation, to defend security personnel and property safety.
Keywords: CAN bus; single-chip; modular monitoring; laboratory; sensor
目录
1绪论 4
1.1 研究意义 4
1.2 研究现状 4
1.2.1 传感器技术的研究现状 4
1.2.2 现场总线技术简介 5
1.3 应用前景 6
1.4 设计系统概述 6
1.5 课题的研究思路及论文章节安排 6
1.6 本章小结 7
2 CAN总线技术 8
2.1 CAN总线简介 8
2.2 CAN总线技术特点 8
2.3 CAN总线通信协议 9
2.3.1 CAN总线的特点 9
2.3.2 CAN总线位仲裁技术特点 9
2.3.3 CAN总线优点 9
2.3 本章小结 10
3 总体方案设计 11
3.1 设计思路 11
3.2 方案选择 11
3.2.1 单片机选择 11
3.2.2 通信方式选择 13
3.3本章小结 14
4 系统的硬件模块设计 15
4.1 主控制器 15
4.2 湿度监测模块 16
4.3 温度监测模块 16
4.4 烟雾检测模块 17
4.5 热释红外传感器 18
4.6 按键控制模块 19
4.7 显示模块 20
4.8 报警模块 22
4.9 本章小结 23
5 系统的软件模块设计 24
5.1主程序流程图 24
5.2显示模块子程序流程图 25
5.3键盘操作子程序流程图 25
5.4报警程序子程序流程图 26
5.5 本章小结 27
6 系统仿真与调试 28
6.1单片机操作环境 28
6.2 程序调试 28
6.3 系统仿真 29
6.4 实物展示 29
7 总结与展望 33
参考文献 34
致谢 35
附录: 电路原理图 36
附录：学习期间完成的研究工作 38
参考文献
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