基于远程通信技术的温室控制系统研究与设计

李玉霞　狄敬国

摘要为了减轻温室管理的难度，实现温室的远程监控，提出了一种新型智能化的温室控制方法，采用VC++进行编程，实现计算机与PLC的远程通信，可以灵活地监测控制温室里的温度、潮湿度、光照强度等。操作控制方便，工作可靠稳定，环保节能。实际操作证实，该远程通信技术在温室的自动远程控制方面起到了很大的作用，提高了劳动效率和农业管理水平。

關键词PLC；VC++；远程通信

中图分类号S273文献标识码A文章编号0517-6611（2014）09-02799-02

基金项目山东省星火计划项目（2012XH11009）。

作者简介李玉霞（1979- ），女，山东莱芜人，讲师，从事通信技术研究。

监测控制温室环境要充分根据客观的自然条件，例如太阳光照、雨水等非人为资源，进一步通过操作调节温室内相应的气温、潮湿度、光照强度等必须的生长环境参数，才可以给温室内的植物提供优良的生长环境，达到优质、高产、高效的目的，从而提高经济效益[1]。为了使人们的生活更加方便，多种作物、水果蔬菜必须在温室中种植。该温室控制系统采用PLC作为控制器。PLC采集并分析温室的温度、湿度、光照等数据，通过控制加热器、通风机、移动喷灌等设备，达到自动控制各项参数的目的。

为减轻温室管理的难度，实现对温室的远程监控与管理，笔者基于FINS协议实现了计算机与PLC的远程通信。计算机采用VC++ 6.0编程，借助现有的电话网络可以方便地读取参数数据，并控制温室的各种设备，方法简单，实用性强，特别适合居住地与温室相距较远、数据量较小的场合。

1硬件设计

该设计以OMRON公司的CP1H PLC作为温室控制器。CP1H主机支持模拟量输入输出，无需额外扩展，节省成本。温室内现场数据信息的采集是利用不同的传感器，例如对温度数据的采集使用温度传感器，对光照强度参数的采集利用光电传感器，对湿度数据的采集利用湿度传感器等。根据所采集信号控制调温抽湿风扇、温室内外设置的遮阳网、灌溉用的水泵、风机等设备，从而达到对温室的智能操控调节，能够灵活自主地对温室内的相应信号参数进行调节，对温室内的作物生长参数能够进行自动监控，使系统的可维护性和可扩展性进一步得到提升。

下位PLC的监测控制是由上位机来完成的，该系统采用的是计算机，从而完成了计算机远程对温室相应参数的操作。CP1H型PLC上没有串行接口，需要加装 RS232C串行通信模块（型号为CP1WCIF01），该通信模块支持多种通信功能。CP1H型PLC是OMRON的新型PLC，数据区有较大扩充，其通信协议也有很大变化，因此该系统采用FINS通信协议实现通信[2]。计算机与PLC都要连接调制解调器，计算机可以读写PLC的数据甚至控制其运行，从而实现上位计算机对温室的远程管理与监控。通信结构如图1所示。

3FINS通信协议

FINS通信协议是OMRON网络通信的核心，用于工厂自动化网络的指令响应系统。FINS通信帧包括FINS指令帧和FINS响应帧两种形式。两种形式的帧都是由FINS报头（存储传输控制信息）、FINS指令域（存储1个FINS指令）以及FINS参数/数据域（存储指令参数和发送/响应数据）3个部分所组成的。需要特别指出的是在用FINS协议完成电脑与PLC的通讯时，要结合OMRON公司的HOSTLINK协议来实现，即在FINS数据帧前后加入HOSTLINK的起始符、校验码和结束符等信息。通信帧的开始和结束分别用起始符及设备号和校验码及结束符标示。响应帧中还包括响应码。FINS嵌入HOST-LINK后，完整的通信帧格式如图2所示。

4计算机程序设计

VC++6.0中可以利用MSComm控件通过串行口发送和接收数据。如果通过串口连接Modem，则可以经过电话线与远程设备进行数据交换。MSComm控件提供了事件驱动法来处理串口数据交换。该方法利用OnComm事件捕获通信数据，当CommEvent属性发生变化时，就产生事件并等待相应处理[3]。

上位机对PLC进行读写操作时，上位机先发出命令给PLC，启动通信过程，并接收PLC的返回数据[4]。程序主要由串口初始化、Modem拨号、数据发送、数据接收与校验码计算等几部分组成。

4.1Modem拨号Modem启动后首先进入命令状态，准备接收和解释上位机发来的AT命令，连接后进入在线状态开始数据的发送和接收，此时不接收用户命令，直至上位机发送“+++”后，再进入命令状态。Modem命令格式是AT+命令及其参数。该程序使用音频拨号ATDT+电话号码，上位机通过Modem与远程PLC建立通信。拨号成功后，响应数据显示：