基于無(wú)線(xiàn)傳輸的多測量點(diǎn)在監測系統中的應用

摘要：文中通過(guò)采用無(wú)線(xiàn)通信的方法將數據由下位機傳輸到上位機，以VC++6.0作為軟件開(kāi)發(fā)平臺，使用MFC設計監測界面，分別動(dòng)態(tài)顯示各個(gè)測量點(diǎn)的數據、相應曲線(xiàn)圖和預警或報警，并將算法處理的數據分別保存到相應的txt文檔中，以方便他人對數據進(jìn)行處理做出歷史數據仿真曲線(xiàn)圖和查閱。該設計可以讓監測者較容易的觀(guān)察到各個(gè)測量點(diǎn)的數據變化，對于預、報警的地方及時(shí)做出處理，達到安全監測的目的。

關(guān)鍵詞：單片機;無(wú)線(xiàn)通信;MFC界面;多測量點(diǎn)

在實(shí)際的測量和系統監控中，常常需要同時(shí)測量和監控多個(gè)測量點(diǎn)的同一類(lèi)型或不同類(lèi)型的測量值，本文根據實(shí)際的生產(chǎn)生活中對于在測量多點(diǎn)數據所存在的問(wèn)題設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(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸的方式傳輸，解決了數據傳輸需要布線(xiàn)的麻煩。

1 系統總體設計

在需要測量的部分安裝響應的檢測裝置，檢測到的模擬電壓信號，通過(guò)信號放大和模數轉換電路轉換為放大的數字信號，無(wú)線(xiàn)通信發(fā)送模塊接收并發(fā)送處理的數據。上位機部分帶有無(wú)線(xiàn)通信接收模塊，該模塊接收數據并通過(guò)串口通信的方式發(fā)送給上位機，上位機通過(guò)現有的內置算法進(jìn)行運算和判斷，并將結果顯示到上位機的監控界面上。系統總體設計框圖如圖1所示。

2 硬件結構

硬件結構包括傳感器檢測單元、單片機最小系統、串口接口、供電模塊和無(wú)線(xiàn)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、模數轉換電路等。下位機的電路圖如圖2所示。

這里以測量應力值為例說(shuō)明，傳感器單元主要包括電阻應變片、電橋電路、供電模塊、信號放大電路、模數轉換電路等，根據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(jìn)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(diǎn)，這里利用TLC1543的模數轉換芯片將模擬信號轉換成數字信號;單片

機最小系統單元為電路提供時(shí)鐘和復位功能，并對信號的轉換和發(fā)送進(jìn)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為元件的電平轉換電路，使得上位機和無(wú)線(xiàn)接收模塊可以進(jìn)行通信。

3 無(wú)線(xiàn)數據通信

無(wú)線(xiàn)數據通信用于將下位機采集的數據發(fā)送到上位機，主要包括下位機數據的發(fā)送和上位機數據的接收。下位機和模塊之間需要設置相同的波特率、串口檢驗等，其連接方式如圖3所示。上位機與無(wú)線(xiàn)接收模塊之間采用RS232串口線(xiàn)連接，在此之前需要加入RS232轉換器實(shí)現接口轉換，其連接方式如圖4所示。

4 上位機軟件設計

上位機軟件的實(shí)現主要是設計內置算法和界面設計。上位機接收數據并處理數據，將相應的數據顯示到監控界面上，主要包括各測量點(diǎn)應力數據顯示、折線(xiàn)圖的繪制、數據保存和預、報警。

這里以測量應力值為例介紹，每個(gè)部分傳感器單元采集的是經(jīng)過(guò)放大和模數轉換的數據，要想得到每個(gè)測量點(diǎn)對應的數據就需要對接收的數據處理，加入算法，便可得到測量點(diǎn)的測量值，此時(shí)利用編輯框的讀寫(xiě)功能，便可將數據顯示到編輯框內。得到的應力數據，通過(guò)軟件實(shí)現的方法，可以將實(shí)時(shí)數據動(dòng)態(tài)的顯示在含有坐標軸的視圖框中，由曲線(xiàn)的變化可以很直觀(guān)的看出測量點(diǎn)的應力變化趨勢。得到的應力數據，可以通過(guò)編程將實(shí)時(shí)帶有時(shí)間的數據保存到txt文檔中，管理者可以根據保存的數據做數據處理，以還原相應時(shí)間段測量點(diǎn)的情況及變化趨勢，保存的數據如圖5所示。

管理者可以調用保存的數據，選擇想要觀(guān)察時(shí)間段的數據，通過(guò)excel的數據處理功能，將所選數據做成曲線(xiàn)圖，可以觀(guān)察到該時(shí)間段測量部分的機械形變情況及變化趨勢，圖6為一個(gè)測量點(diǎn)某段時(shí)間測量點(diǎn)的應力值變化圖。

5 MFC監測界面及結果

該系統可以將處理的數據保存，可以正確的顯示數據和曲線(xiàn)圖，并且當某測量點(diǎn)的測量值超出相應地規定值時(shí)，便會(huì )做出相應地預、報警。通過(guò)該系統管理者可以很直觀(guān)的

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

6 結束語(yǔ)

文中設計的電路能夠很好的采集到傳感器測量的數據，并通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸的方式傳輸到上位機，解決了多點(diǎn)數據的測量和傳輸問(wèn)題。所設計的傳感器能很好的測量到需要的測量值，并通過(guò)監測界面顯示出來(lái)，設計的監測界面很將相關(guān)的信息顯示出來(lái)。