便攜式多點(diǎn)溫度同步采集系統設計

摘要：以嵌入式ARM處理器STM32F103VC為核心，結合無(wú)線(xiàn)通信和溫度檢測技術(shù)，設計了一套多點(diǎn)溫度同步采集系統。系統可根據設定的采集模式對多點(diǎn)溫度進(jìn)行同步采集，并將時(shí)間信息及溫度數據存入SD卡，用戶(hù)可將SD卡內數據本機回放，也可讀入上位機進(jìn)行分析、存儲等。系統功耗極低，采用電池供電，采集過(guò)程無(wú)需人工干預，也可適用于野外溫度數據的采集與存儲。給出了硬件組成與軟件編制方法。實(shí)驗表明，系統溫度檢測精確，同步精度高，稍作修改即可實(shí)現對其它信號的同步采集。
關(guān)鍵詞：ARM；M32F103 VC；同步采集；SD卡；FATFS

0 引言
目前在工業(yè)控制及野外勘測等領(lǐng)域經(jīng)常需要同步測量不同地點(diǎn)的溫度參數，并進(jìn)行長(cháng)時(shí)間記錄，完成后將時(shí)間同步的溫度數據載入計算機進(jìn)行分析。但實(shí)現精度較高的時(shí)間同步一般采用有線(xiàn)同步技術(shù)，這樣就非常不便于應用。因此設計一種便攜式的、基于無(wú)線(xiàn)同步技術(shù)的多點(diǎn)溫度同步采集與存儲系統就顯得尤為重要。本文給出了基于STM32F103VC微控制器和無(wú)線(xiàn)同步技術(shù)相結合的溫度采集系統，能夠根據事先設定好的模式對溫度參數進(jìn)行采集，并將同步時(shí)間及溫度數據存入SD卡進(jìn)行長(cháng)期存儲。系統采用電池供電，特別適合不便于取市電的應用場(chǎng)合。

1 硬件組成及原理
置于不同位置的溫度采集系統硬件結構上完全相同，只是不同系統有唯一的ID號，ID號可人為設置。同步采集溫度時(shí)有以下幾種啟動(dòng)模式：溫度低越限、溫度高越限、溫度變化率越限、定時(shí)采集。任一滿(mǎn)足啟動(dòng)條件的系統都會(huì )發(fā)出無(wú)線(xiàn)指令，通知其它系統同步啟動(dòng)溫度采集。系統由微控制器模塊、電源模塊、人機接口、無(wú)線(xiàn)通信模塊、SD卡組成，總體結構如圖1所示。下面就重要部分進(jìn)行分別介紹。

1．1 微控制器模塊
本系統的主控制器采用STM32F103VC處理器，與電源電路、時(shí)鐘電路、存儲器系統及復位電路共同組成微控制系統。復位電路選用了系統監視復位芯片IMP811S，可提供高效的電源監視功能，確保系統工作正常。
STM32F103VC采用ARM公司的高性能“Cortex—M3”內核。運行的頻率高達72 MHz，指令速度達1．25 DMipa／MHz。在此基礎上還擴展了一系列完整的通用外圍接口單元，能夠提供高性?xún)r(jià)比的嵌入式解決方案。STM32F103VC系統外圍接口單元主要包括支持60個(gè)中斷源的中斷控制器，2個(gè)DMA控制器，80個(gè)通用I／O口，1個(gè)SD卡接口，3個(gè)可編程波特率的UART，16路12位A／D轉換器，SD卡接口，2個(gè)多主機I2C總線(xiàn)控制器，3個(gè)SPI接口等。