ＡＤＡＭ模块在环境监测系统中的应用

[摘要]ADAM模块是一种传感器到计算机的智能接口模块，具备系统接线简单、成本低廉、扩展方便等诸多优点，可通过RS-485总线连接至计算机进行远程监控，解决现场特殊作业环境参数监测问题。主要介绍一种基于ADAM数据采集模块的环境监测系统，详细介绍其工作原理、硬件系统组成、软件设计等方面的内容。

[关键词]ADAM模块 数据采集 环境监测

中图分类号：X8 文献标识码：A 文章编号：1671－7597(2008)0610031－01

一、前言

在生产、生活以及许多科研实验中，常需要对各种参数，例如温度、湿度、气压、风速等进行测量与控制。采用传统的仪器、仪表，难以实现对各种被测参数的连续监测与控制。目前测控系统中广泛采用各种带串口的智能控制器来解决这一问题。研华公司研制的ADAM系列就是其中一种，它可通过RS-485总线连接到计算机上，同时可方便地使用任何一种高级语言对其进行编程，从而实现对各种工程数据的采集与控制。本文主要讨论了利用ADAM数据采集模块及计算机组成的数据采集系统在环境参数监测中的应用情况。

二、ADAM系列模块简介

ADAM系列模块是一种内置微控制器、变送器及计算机接口的智能设备。用户可通过计算机以RS-485通讯协议发出

ASCII码专用命令集对模块进行遥控。该系列模块具有信号调理、隔离、量程调整、A/D转换、D/A转换、数据比较及数据通讯功能，并具有数字量I/O直接控制继电器及TTL器件功能。主要具备以下一些特点：

1．单一模块可提供多种输入范围及形态。例如模拟量输入模块可通过软件设定，接收多种类型及范围的信号，因此单一模块可完成多种不同任务，增加系统设计的弹性；

2．内建智能型微处理器。具有信号处理、校正、报警、系统监视及RS-485网络通信等功能；

3．采用ASCII码通信协议。可利用多种高级语言进行编程，通过ASCII码协议与计算机连线通讯；

4．采用RS-485网络构架。安装布线简单，且节省许多配线的成本，用户最多可将256个ADAM模块连接在一个RS-485网络上；

5．内建看门狗功能，监视系统动作。当模块发生死机时，可自动重新启动微处理器，减少维护成本；

6．模块可带电插拔及具有电源反接保护功能。可避免配线错误造成损坏，火线插拔的设计，允许随时拆装，而不

影响网络正常工作。

三、ADAM模块在环境参数监测系统中的应用

（一）系统简介

根据任务要求，需要对多个密闭空间内的环境温度、湿度及气压情况进行实时监测，了解其变化趋势，为实验实施提供环境参考数据。各个监测点与监控主机间距离不等，且分布较广，如果采用传统的监测方法，存在设备复杂，实时性差等缺点，而且当测点与监测主机距离较远时，电平在传输过程中会有较大的损耗。采用ADAM模块后，在每个测点安装一块或几块ADAM模块，所有模块通过RS-485协议与监测主机相连。由于RS-485总线采用平衡差分电路，可以有效抑制线路上的噪声，且不受节点间接地电平差异的影响，适合于远距离传输，有更强的抗干扰能力，同时，总线上测点配置也较为方便。

（二）监测系统硬件组成

监测系统主要由监测主机、ADAM模块及各类传感器组成。系统前端通过不同类型的传感器将温度、湿度、气压等非电量信号转换为电信号，再通过ADAM数据采集模块进行采集，输出RS-485数字信号在总线上传输，由RS-232/RS-485转换模块转换为测量主机能接收的RS-232信号。监测系统结构如图1所示。

（三）各模块主要功能

针对任务需求，主要选用以下几种ADAM模块完成信号的采集与传输。

ADAM-4520：RS-232/RS-485转换模块，可以将计算机的RS-232接口标准信号转换为ADAM模块使用的RS-485接口标准信号，实现计算机与ADAM模块间的长距离数据通讯。

ADAM-4017：8通道模拟量输入模块，其中6路差分输入、2路单端输入，具有16位分辨率，支持mV、V、mA等模拟量信号。主要用来采集前端变送器输出的4～20mA模拟量信号，并将其转化为数字信号。

当测量主机需要读取某个测点的数据时，通过对ADAM-4017进行读操作，即可将数据读取到RS-485总线上。

ADAM-4015：6通道热电阻输入模块，具有16位分辨率，支持Pt，Ni等不同类型热电阻输入。主要用来进行温度数据的采集与传输，输出为RS-485接口标准信号。

ADAM-4510：中继模块，当连接的模块数超过16个或传输距离超过1.2公里时，可增加ADAM-4510，将RS-485信号放大后进行传输。

四、程序设计

ADAM模块在使用前需要对地址、输入、波特率、通道、传感器类型及量程等有关参数进行设置，设置工作可通过模块自带的应用软件完成。模块设置完成后，根据需要进行相应的程序设计即可投入使用，本系统是以Delphi为平台，采用基于WinAPI的串口通信编程方式，结合数据库编程完成的。具备自动采集、通道任意设置、采样间隔任意设置、数据实时显示、曲线刷新、数据处理与存储等功能，程序设计流程如图2所示。

该系统以串口通信和数据库应用技术为主要开发点。串口通信中，可以利用多种控件解决对串口的操作，如MSComm、SPComm等，但这些控件首先必须安装才能进行调试，软件可移植性差。因此软件中采用WinAPI技术，只要是Windows操作系统都可应用。软件中还充分利用多线程技术，建立专用线程监视串口数据，通过自定义消息响应机制，处理不同类型的串口信息。在数据库应用方面，软件采用ADO访问技术，可以脱离IDE环境，且速度快，占用内存少，支持RDS（Remote Data Service）。软件启动后自动完成数据源的配置，无需用户再进行复杂的配置，使用简便。

五、结束语

ADAM模块本身具有对现场信号的完全独立隔离、共地隔离、光电隔离等特点，同时在系统设计中也充分考虑了抗干扰问题，如在软件中使用了数字滤波、容错技术等，以提高系统运行的可靠性。利用ADAM模块构建的基于RS-485总线的环境参数监测系统，自投入使用以来，运行稳定可靠，同时通过改变前端传感器，可扩展应用于其它科研项目中，实现对各类参数的实时监测与控制。

参考文献：

[1]ADAM4000系列数据采集模块用户手册，研华科技股份有限公司，2003.07.

[2]狄利明，工控ADAM模块及应用，电脑学习，1999.04.

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