基于MSP430F148的土基智能測斜儀
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軟件設計由上位機(地面監控和數據處理系統)和下位機(井下數據采集系統)2部分組成。上位機軟件主要和下位機通信，方便實(shí)現數據傳輸、處理、計算和打印等功能。下位機軟件用于配合數據的采集、存儲和傳輸。
2．1 下位機軟件設計
下位機主要完成對被測孔的即時(shí)采集和定時(shí)采集2種功能。通過(guò)定時(shí)采集某個(gè)時(shí)間段內某些時(shí)刻該孔的數據，很方便了解被測孔的土體垂直位移趨勢，為判斷建筑物的傾斜程度提供重要的參考依據。對于某些敏感區域，為了更好的了解該區域實(shí)時(shí)的垂直位移狀態(tài)，可對其進(jìn)行測斜數據的實(shí)時(shí)采集。
下位機軟件主要包括傳感器采集、串口通信和主處理等模塊。其中，傳感器采集模塊主要完成對被測孔傾斜數據的采集。由單片機通過(guò)自帶的A／D采集模塊對傳感器的信號進(jìn)行采集，可以同時(shí)采集8路模擬信號，并通過(guò)定時(shí)器B控制采集的頻率。也直接將A／D數據寄存器的值賦給全局變量，通過(guò)全局變量實(shí)現與主程序進(jìn)行數據的交互。模擬量采集功能主要采用定時(shí)器中斷服務(wù)子程序實(shí)現，采樣頻率由定時(shí)器控制。在定時(shí)器中斷中通過(guò)設置A／D的控制寄存器啟動(dòng)A／D轉換。串口通信模塊完成與上位機的通信功能，從而將采集到的數據傳送到上位機進(jìn)行處理。當接收到上位機發(fā)送的命令數據時(shí)，通過(guò)中斷標志位的置位，進(jìn)入中斷服務(wù)子程序中完成對命令數據的接收。當進(jìn)行采集數據的發(fā)送時(shí)，通過(guò)不斷地查詢(xún)發(fā)送標志位的狀態(tài)來(lái)判斷本次字節的發(fā)送是否成功，只有當標志位改變時(shí)，再將下一個(gè)字節的數據送入發(fā)送緩沖區，從而最大程度避免發(fā)送時(shí)的數據堵塞或錯誤。主處理模塊主要完成系統的初始化和各子程序的循環(huán)協(xié)調工作。系統在初始化后進(jìn)入循環(huán)處理過(guò)程，在循環(huán)過(guò)程中主處理程序通過(guò)模擬量采集模塊獲得被測孔的傾斜數據，并根據所接收到的上位機命令，在設定的時(shí)間段內或實(shí)時(shí)的將采集的某幾個(gè)孔或某幾個(gè)傳感器的數據通過(guò)串口通信模塊發(fā)送至上位機。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/173306.htm
下位機的主程序流程如圖4所示。下位機程序上電初始化后就進(jìn)入了狀態(tài)檢測階段，根據不同參變量的數值進(jìn)入相應的狀態(tài)處理程序。
2．2 上位機軟件
上位機軟件的設計在整個(gè)系統的作用至關(guān)重要。為了方便井下設備與PC機的通信和數據的處理和打印，并且能很好實(shí)時(shí)監控整個(gè)系統的運行狀況，上位機程序是在Delphi平臺上利用MSComm控件完成的。上位機設定的參數主要包括定時(shí)或即時(shí)采集、孔號、通信端口、累積起點(diǎn)等。當系統開(kāi)始采集，利用MSComm控件通過(guò)串口將這些參數按字符形式依次發(fā)送給單片機。為了正確接收和還原單片機采集的數據，并繪制出土體垂直位移深度曲線(xiàn)。上位機采用MSComm控件中的OnComm事件捕獲接收到的數據，并利用Delphi中的TChart控件和TlJneSeries控件將接收的數據繪制成深度曲線(xiàn)在PC機上顯示。
3 試驗結果分析
圖5為某一時(shí)刻經(jīng)單片機采集傳感器數據并傳送到PC機顯示的土體垂直位移深度曲線(xiàn)。圖5直觀(guān)顯示出中本次測量中隨著(zhù)深度變化，土體垂直位移的變化情況。
4 結束語(yǔ)
本系統利用MSP430F148單片機作為控制核心，通過(guò)自行設計的外圍電路，實(shí)現了對土基位移的測量和監控。上位機中利用MSComm控件和Delphi的繪圖功能，將土體垂直位移深度的變化情況以曲線(xiàn)的形式實(shí)時(shí)繪制。該系統具有成本低廉、攜帶方便、耗電量低、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。在現代化施工監測中具有很好的應用潛力。
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