基于LabWindows／CVI多點(diǎn)無(wú)線(xiàn)溫度數據采集系統設計
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實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路采用Dallas的高性能、低功耗、帶RAM的I2C總線(xiàn)的串行時(shí)鐘／日歷芯片DS1302。I2C總線(xiàn)通過(guò)使能交叉開(kāi)關(guān)配置在C8051F0 20的P0．0(SDA)和P0．1(SCL)，并加上拉電阻4．7 kΩ，完成DS1302的初始化和時(shí)間數據的傳輸。
無(wú)線(xiàn)模塊由PT2262編碼電路、PT2272解碼電路和315 MHz無(wú)線(xiàn)發(fā)射模塊組成。PT2262／2272是PTC公司生產(chǎn)的一種CMOS工藝、低功耗、低價(jià)位通用編解碼電路，PT2262／2272最多可有12位(A0～A11)三態(tài)地址端管腳(懸空、接高電平、接低電平)，任意組合可提供531 441個(gè)地址碼，本系統從機地址碼固定且不同，且從機地址碼和主機地址碼均由單片機控制。PT2262最多可有6位數據端管腳，設定的地址碼和數據碼從17腳串行輸出。當PT2262的17腳為高電平時(shí)，315 MHz的高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅高頻信號，當17腳為低電平時(shí)，315 MHz的高頻發(fā)射電路停止振蕩，所以高頻發(fā)射電路完全受控于PT2262的17腳輸出的數字信號，從而對高頻電路完成幅度鍵控(ASK調制)相當于調制度為100％的調幅。實(shí)際運用時(shí)要注意PT2262每次發(fā)射時(shí)至少發(fā)射4組字碼，PT2272只有在連續兩次檢測到相同地址碼加數據碼時(shí)才會(huì )驅動(dòng)相應的數據輸出端為高電平和驅動(dòng)VT端同步為高電平。
2．3 主機部分電路
串行通信是一種適用于兩機之間的通信，通過(guò)通信接口，兩機的發(fā)送、接收口按照預定的串口地址、傳輸速率(波特率)、數據格式、校驗方式、傳輸方向完成數據交換。其中RS 232串行通信端口是計算機中常見(jiàn)的總線(xiàn)形式，在測量測試和儀器控制的過(guò)程中大量使用。然而現在筆記本電腦很少有串口，大多數PC機提供USB接口，所以系統采用了一種基于PL2303HX芯片的USB轉串口的方法。PL2303HX是Prolific公司推出的USB轉RS 232接口的轉換芯片，能解決RS 232全雙工異步串行通信與USB功能接口的連接，支持完整的RS 232接口，可編程波特率，并可為外部串行口提供電源，且低功耗、低成本。
3 軟件設計
軟件設計部分分為單片機程序設計和LabWindows／CVI程序設計兩部分。系統總體流程圖如圖3所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/170530.htm
3．1 單片機程序
單片機程序分為主機系統程序和從機系統程序。
主機程序主要包括數據的無(wú)線(xiàn)發(fā)射、接收和串口通信。從機程序主要包括溫度、時(shí)間采集，AT24C16芯片的讀／寫(xiě)和無(wú)線(xiàn)發(fā)射、接收。
MCU與上位PC機通信協(xié)議如下：
串口設置：RS 232C或TTL電平、115 200 b／s、8位數據位、1位停止位、無(wú)奇偶位；MCU UART端接收來(lái)自上位PC機的控制指令，也向上位PC機傳輸來(lái)自各個(gè)從機采集的溫度數據。MCU端發(fā)送數據約定如下：
格式：0x55 Temperature Hour Minute Second；其中：0x55為數據頭；Temperature為從機實(shí)際采集的溫度數據；Hour Minute Second為從機采集溫度數據的時(shí)分秒信息，變量類(lèi)型均為字符型。
上位PC機向主機MCU發(fā)送的數據格式如下：
格式：0xAA ChannelAddress；
其中：0xAA為數據頭，ChannelAddress為上位PC機要求上傳溫度數據的從機地址，變量類(lèi)型均為字符型。
如果上位機需要更改從機的地址信息，則發(fā)送命令格式如下：
格式：0xBB ChannelAddressA ChannelAddressB；其中：0xBB為數據頭；ChannelAddressA為上位PC機要求上傳溫度數據的從機原地址；ChannelAddressB為上位PC機要求上傳溫度數據的從機新地址，變量類(lèi)型均為字符型。
3．2 LabWindows／CVI上位PC機界面程序
LabWindows／CVI有許多標準函數庫。串口通信設計時(shí)，采用RS 232函數庫提供的串口通訊控制函數和I／O函數。用戶(hù)通過(guò)選擇界面上相應區域的按鈕，按下溫度采集按鈕，此時(shí)上位PC機發(fā)送一次該區域溫度采集指令，下位機則傳送該區域存儲的溫度數據，上位機將收到的溫度數據保存到數組中，再通過(guò)畫(huà)圖函數繪制動(dòng)態(tài)溫度曲線(xiàn)。該上位PC機軟件操作界面可以將不同從機的溫度數據顯示在同一界面上，方便用戶(hù)進(jìn)行溫度數據對比。實(shí)際顯示效果如圖4所示。
4 結語(yǔ)
本系統在硬件和軟件上都很好地實(shí)現了既定要求，既能夠修改從機地址碼，又能動(dòng)態(tài)顯示溫度情況，對不同區域的溫度采集也較為準確，操作界面便于管理人員使用。實(shí)驗結果表明，以無(wú)線(xiàn)收發(fā)裝置取代電纜線(xiàn)傳輸數據，可降低功耗，節約成本，安裝簡(jiǎn)單靈活，靈敏度高，可靠性強，可移植性強?？諘绛h(huán)境下，無(wú)線(xiàn)傳輸距離超過(guò)150 m；遮擋情況下，無(wú)線(xiàn)信號可繞過(guò)多層建筑物?？梢栽黾又欣^站，以增加傳輸距離。數據編碼組數可以任意擴展。
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