基于無線傳輸?shù)亩鄿y量點在監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘要：文中通過采用無線通信的方法將數(shù)據(jù)由下位機傳輸?shù)缴衔粰C，以VC++6.0作為軟件開發(fā)平臺，使用MFC設(shè)計監(jiān)測界面，分別動態(tài)顯示各個測量點的數(shù)據(jù)、相應(yīng)曲線圖和預(yù)警或報警，并將算法處理的數(shù)據(jù)分別保存到相應(yīng)的txt文檔中，以方便他人對數(shù)據(jù)進行處理做出歷史數(shù)據(jù)仿真曲線圖和查閱。該設(shè)計可以讓監(jiān)測者較容易的觀察到各個測量點的數(shù)據(jù)變化，對于預(yù)、報警的地方及時做出處理，達到安全監(jiān)測的目的。

關(guān)鍵詞：單片機;無線通信;MFC界面;多測量點

在實際的測量和系統(tǒng)監(jiān)控中，常常需要同時測量和監(jiān)控多個測量點的同一類型或不同類型的測量值，本文根據(jù)實際的生產(chǎn)生活中對于在測量多點數(shù)據(jù)所存在的問題設(shè)計了本文的所述的測量裝置，此裝置能夠很好的測量到需要檢測的檢測量，并通過無線傳輸?shù)姆绞絺鬏敚鉀Q了數(shù)據(jù)傳輸需要布線的麻煩。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計

在需要測量的部分安裝響應(yīng)的檢測裝置，檢測到的模擬電壓信號，通過信號放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為放大的數(shù)字信號，無線通信發(fā)送模塊接收并發(fā)送處理的數(shù)據(jù)。上位機部分帶有無線通信接收模塊，該模塊接收數(shù)據(jù)并通過串口通信的方式發(fā)送給上位機，上位機通過現(xiàn)有的內(nèi)置算法進行運算和判斷，并將結(jié)果顯示到上位機的監(jiān)控界面上。系統(tǒng)總體設(shè)計框圖如圖1所示。

2 硬件結(jié)構(gòu)

硬件結(jié)構(gòu)包括傳感器檢測單元、單片機最小系統(tǒng)、串口接口、供電模塊和無線通信模塊。其中傳感器檢測單元包括測量元件、電橋電路、信號放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路等。下位機的電路圖如圖2所示。

這里以測量應(yīng)力值為例說明，傳感器單元主要包括電阻應(yīng)變片、電橋電路、供電模塊、信號放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路等，根據(jù)測量原理測得電橋電路的外電壓;信號放大電路用于將接收到的只有毫伏級別的模擬電壓進行放大;由于模擬信號的不容易傳輸、處理和容易失真的特點，這里利用TLC1543的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號;單片

機最小系統(tǒng)單元為電路提供時鐘和復(fù)位功能，并對信號的轉(zhuǎn)換和發(fā)送進行控制;使用RS232串口通信需要的高低邏輯電平為12 V和0 V，這就用到以MAX232為元件的電平轉(zhuǎn)換電路，使得上位機和無線接收模塊可以進行通信。

3 無線數(shù)據(jù)通信

無線數(shù)據(jù)通信用于將下位機采集的數(shù)據(jù)發(fā)送到上位機，主要包括下位機數(shù)據(jù)的發(fā)送和上位機數(shù)據(jù)的接收。下位機和模塊之間需要設(shè)置相同的波特率、串口檢驗等，其連接方式如圖3所示。上位機與無線接收模塊之間采用RS232串口線連接，在此之前需要加入RS232轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)接口轉(zhuǎn)換，其連接方式如圖4所示。

4 上位機軟件設(shè)計

上位機軟件的實現(xiàn)主要是設(shè)計內(nèi)置算法和界面設(shè)計。上位機接收數(shù)據(jù)并處理數(shù)據(jù)，將相應(yīng)的數(shù)據(jù)顯示到監(jiān)控界面上，主要包括各測量點應(yīng)力數(shù)據(jù)顯示、折線圖的繪制、數(shù)據(jù)保存和預(yù)、報警。

這里以測量應(yīng)力值為例介紹，每個部分傳感器單元采集的是經(jīng)過放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)，要想得到每個測量點對應(yīng)的數(shù)據(jù)就需要對接收的數(shù)據(jù)處理，加入算法，便可得到測量點的測量值，此時利用編輯框的讀寫功能，便可將數(shù)據(jù)顯示到編輯框內(nèi)。得到的應(yīng)力數(shù)據(jù)，通過軟件實現(xiàn)的方法，可以將實時數(shù)據(jù)動態(tài)的顯示在含有坐標軸的視圖框中，由曲線的變化可以很直觀的看出測量點的應(yīng)力變化趨勢。得到的應(yīng)力數(shù)據(jù)，可以通過編程將實時帶有時間的數(shù)據(jù)保存到txt文檔中，管理者可以根據(jù)保存的數(shù)據(jù)做數(shù)據(jù)處理，以還原相應(yīng)時間段測量點的情況及變化趨勢，保存的數(shù)據(jù)如圖5所示。

管理者可以調(diào)用保存的數(shù)據(jù)，選擇想要觀察時間段的數(shù)據(jù)，通過excel的數(shù)據(jù)處理功能，將所選數(shù)據(jù)做成曲線圖，可以觀察到該時間段測量部分的機械形變情況及變化趨勢，圖6為一個測量點某段時間測量點的應(yīng)力值變化圖。

5 MFC監(jiān)測界面及結(jié)果

該系統(tǒng)可以將處理的數(shù)據(jù)保存，可以正確的顯示數(shù)據(jù)和曲線圖，并且當某測量點的測量值超出相應(yīng)地規(guī)定值時，便會做出相應(yīng)地預(yù)、報警。通過該系統(tǒng)管理者可以很直觀的

看到各個測量點測量值的變化情況，有很好的監(jiān)測作用，對事故的發(fā)生有很強的預(yù)防功能。圖7為一實驗測量所得的監(jiān)測界面，其中A、B為對應(yīng)的預(yù)警值和報警值，需視實際測量情況而定。

6 結(jié)束語

文中設(shè)計的電路能夠很好的采集到傳感器測量的數(shù)據(jù)，并通過無線傳輸?shù)姆绞絺鬏數(shù)缴衔粰C，解決了多點數(shù)據(jù)的測量和傳輸問題。所設(shè)計的傳感器能很好的測量到需要的測量值，并通過監(jiān)測界面顯示出來，設(shè)計的監(jiān)測界面很將相關(guān)的信息顯示出來。