便攜式多點溫度同步采集系統(tǒng)設(shè)計思路淺談

摘 要：以嵌入式ARM處理器STM32F103VC為核心的便攜式多點溫度同步采集系統(tǒng)，可以實現(xiàn)其他信號的同步采集，具有很大實踐應(yīng)用價值。在這里主要針對便攜式多點溫度同步采集系統(tǒng)設(shè)計思路進行了簡單分析與探討。

關(guān)鍵詞：便攜式多點溫度同步采集系統(tǒng)；設(shè)計；思路

在野外勘測以及工業(yè)控制中，需要同步測量不同地點的溫度參數(shù)，傳統(tǒng)的測量方法不能滿足這一測量要求，而便攜式多點溫度同步采集系統(tǒng)的設(shè)計，卻有效地解決這一問題，其主要通過無線同步技術(shù)，實現(xiàn)精度較高的同步測量。

1 系統(tǒng)設(shè)計思路

隨著現(xiàn)代社會和工程技術(shù)的發(fā)展，野外勘測以及工業(yè)控制對測量精度的要求也在不斷提高，在具體的測量作業(yè)中，我們經(jīng)常會遇到需要同步測量不同地點的溫度參數(shù)的問題，而傳統(tǒng)的測量方法主要是基于有線技術(shù)上的一種測量技術(shù)，這為工程同步測量帶來了一定的困難，而且不能滿足測量精度要求，但是基于嵌入式ARM處理器STM32F103VC為核心的便攜式多點溫度同步采集系統(tǒng)，通過無線同步技術(shù)與存儲系統(tǒng)的結(jié)合應(yīng)用，可以根據(jù)設(shè)定好的模式，優(yōu)化數(shù)據(jù)的采集與收集，而且可以將同步溫度與同步數(shù)據(jù)一起存在入到SD卡中，加以系統(tǒng)采用電池供電，一方面，有效地實現(xiàn)精度較高的同步測量，另一方面，實現(xiàn)其他信號的同步采集，其應(yīng)用價值在工程測量中充分體現(xiàn)出來，以下我們針對便攜式多點溫度同步采集系統(tǒng)設(shè)計進行具體的分析：

1.1 硬件設(shè)計

一般而言，便攜式多點溫度同步采集系統(tǒng)在進行溫度采集時，其采集模式多種多樣，具體有幾種：定時采集、溫度變化率越限、溫度高越限、溫度低越限。在運行時，只有滿足啟動條件，那么系統(tǒng)就會自動發(fā)出指令，從而將指導傳達出去，從而通過其他系統(tǒng)進行啟動，而且對于不同位置的溫度采集系統(tǒng)，其在硬件結(jié)構(gòu)上是相同的，唯一不同的只是ID號的不同。從總體結(jié)構(gòu)上講，系統(tǒng)硬件主要的模塊有電源模塊、控制器模塊、SD卡、人機接口，具體的結(jié)構(gòu)如圖1所示：

首先是微控制器模塊。本系統(tǒng)是主要是基于STM32F103VC處理器上建立起來的，其與復位電路、存儲系統(tǒng)、時鐘電路、電源電種組成一個比較完整的系統(tǒng)，其中，處理器是高性能內(nèi)核，在運行時，頻率可以達到72MHz，而指令速度可以達到1。25DMIPS/MHz，同時，進行了一系列通用外圍接口單元的擴展，從而使得嵌入式方案的性價比提高。復位電路主要采用的是IMP811S芯片，實現(xiàn)系統(tǒng)的監(jiān)視功能，為系統(tǒng)的正常工作創(chuàng)造了更好的條件。

其次是人機接口與SD卡存儲裝置。該系統(tǒng)加入了LCD顯示器與矩陣鍵盤，以便于參數(shù)的顯示以及模式的設(shè)置，矩陣鍵盤主要與GPIO相連，并且采取掃描的方式，進行按鍵檢測，而系統(tǒng)中的顯示器主要采用的四級灰度顯示器，其最大的特點就是自帶有電源控制，功能耗極低，尤其適應(yīng)于電池供電系統(tǒng)。而系統(tǒng)中的LM9033接口直接與SP11接口相連接。另外，系統(tǒng)中加入了SD卡裝置，可以將采集信息以及相關(guān)數(shù)據(jù)長時期的存儲，同時，SD卡又與接口相連接，進而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀寫功能。

1.2 軟件設(shè)計

對于軟件部分的設(shè)計，主要采用的是結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計，如主程序、溫度采集子程序、初始化程序、顯示子程序、讀寫程序、報警子程序能為中斷服務(wù)器程序等，在進行程序編寫時，主要是采用MCS51匯編語言，完成數(shù)據(jù)的讀寫操作，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，從而獲得最終溫度，并將溫度數(shù)據(jù)傳入到單片機進行存儲，具體的程序編寫過程如下：

在進行測時，通過單總線方式，進行數(shù)據(jù)的讀寫，并且AD轉(zhuǎn)換，將單片機的P1口經(jīng)74LS240與二極管相連，從而將數(shù)據(jù)以及轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出，實現(xiàn)機內(nèi)部P0口與74LS273和ADC0809的有效連接，并將ADC0809的EOC（內(nèi)部已經(jīng)反向器）與單片機的INT0（P3.2）相連，單片機將ADC0809作為外部RAM來讀取，設(shè)計時74LS273的CS/接8300H，ADC0809的CS/接8100H，從而進一步優(yōu)化軟件設(shè)計程序。

2 系統(tǒng)功能的實現(xiàn)

系統(tǒng)地運行時，主要針對現(xiàn)場的各種因素和具體環(huán)境情況進行數(shù)據(jù)采集，整個采集過程主要用到的是濾波算法，與傳感器一起，將錯誤的數(shù)據(jù)及時檢測并排除，根據(jù)啟動條件，使得系統(tǒng)就自動發(fā)出指令，并將指令傳達出去，進而引導其他系統(tǒng)的自行啟動，與此同時，系統(tǒng)利用無線同步技術(shù)與存儲系統(tǒng)，結(jié)合設(shè)定好的模式，優(yōu)化數(shù)據(jù)的采集與收集，而且可以將同步溫度與同步數(shù)據(jù)一起存在入到SD卡中，加以系統(tǒng)采用電池供電，既減少了錯誤數(shù)據(jù)的發(fā)生率，提高測量精度，還可以實現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的雙向奇偶性檢測，進一步糾正錯碼，其他信號的同步采集，降低數(shù)據(jù)存放的出錯率，具體的檢測程序流程圖如圖2所示：

3 結(jié)束語

總而言之，便攜式多點溫度同步采集系統(tǒng)，不僅設(shè)計簡單，程序易于擴展，而且具有較強的抗干擾能力，實現(xiàn)溫度測量、顯示以及報警功能，為溫度測理提供了一種有效的技術(shù)方案，因此，要加大研究力度，優(yōu)化其采集檢測技術(shù)，從而更好地應(yīng)用于建筑內(nèi)部溫度測量、空調(diào)環(huán)境測量等。

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