基于单片机的多电量参数检测系统设计

　　目前生产车间的电量参数的采集及处理大多数仍然是人工检测或仪表检测人工抄表的形式，由于受人自身条件的影响，其测试精度低，测试过程耗时长，难度大，工人的劳动强度较高。为了提高测试精度与速度，扩大测试范围，避免人为误差，同时提高效率，改善工人的劳动环境，我们提出了一种基于二级智能管理理论的智能检测系统。该系统通过将计算机技术、测试技术、智能仪表及通讯技术的有机结合，使生产车间的数据采集及处理摆脱小规模、单参数的状态而向工程规模发展，实现在线监测。

　　近年来，分布计算技术、网络技术与微电子技术的长足进步为在线监测系统向分布式、网络化和以微计算机作为平台的方向发展提供了良好的条件。在此类分布式数据采集系统中以智能仪表作为下位分节点，将为整个系统的实现提供强大的技术支持。目前在线监测系统正向着自动化，智能化，网络化的方向发展。

　　1. 二级分布式智能监测系统的总体结构

　　无论是在实验室还是生产现场，各实验台或设备分布较广，却有可能需要同时并行工作，彼此独立。如果将采集点的传感器用导线连接到监测室的测量仪表上，则不仅容易受电磁场干扰引起测量误差，而且由于连线较多，系统结构复杂，因此本系统采用了分布式结构。即由多台智能仪表作为分散式数据采集处理器，分别安装在现场，以适应恶劣的工作环境，智能仪表中的数据可由汇总处理计算机(即本系统中的上位机)通过通讯接口汇总，上下位机通过总线互联，构成主从式总线型多微机R/T 系统，为分布式计算机系统的实现创造了良好的硬件环境。

　　本系统的下位机为自行开发的可独立使用的智能仪表，实现了系统的第一级智能。其智能主要体现在：由于仪内部采用了微处理器等智能单元，使仪表不仅能进行测量、显示，还具备对监测信息的存贮、加工、处理，满足动态、多参数、快速、实时、综合的各种数据处理的需求。

　　第二级智能管理由上位机实现，即微机通过命令实时监控管理下位机各智能仪表，并可随时查询各智能仪表中存贮的数据。其智能主要体现在：通过上位机管理，可实现多台智能仪表同步采集，多点多参数采集等人力所不能实现的复杂动作。同时由于上位机可存储大量采集数据，因此可对各点参数变化趋势进行分析，以及综合多点相关参数进行工况分析。对于超限点可利用诊断专家系统进行故障诊断，另外还可以对采集数据进行信号分析等。典型的二级智能管理系统的结构如图1所示。

　　DCS系统在以下三方ICI具有非常明显的发展趋势:(1)现场智能化;(2)网络化，即系统通过计算机网络联网;(3)模块化。在本DCS中，集中体现了以上三方ICI的特征。多台智能仪表分散安装在各个试验台或生产设备上，独立地土作，任何一台智能仪表都不干涉其它智能仪表的工作，因此可看作是具有模块化结构的独立的子系统。各子系统都由各自的微处理器来操作控制和管理，按各自的目标运行，即各子系统是自治的，而整个系统的目标和任务是事先按一定方式分配给子系统。