基于無(wú)線傳輸?shù)亩鄿y(cè)量點(diǎn)在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘要：文中通過(guò)采用無(wú)線通信的方法將數(shù)據(jù)由下位機(jī)傳輸?shù)?strong>上位機(jī)，以VC++6.0作為軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，使用MFC設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)界面，分別動(dòng)態(tài)顯示各個(gè)測(cè)量點(diǎn)的數(shù)據(jù)、相應(yīng)曲線圖和預(yù)警或報(bào)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(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理做出歷史數(shù)據(jù)仿真曲線圖和查閱。該設(shè)計(jì)可以讓監(jiān)測(cè)者較容易的觀察到各個(gè)測(cè)量點(diǎn)的數(shù)據(jù)變化，對(duì)于預(yù)、報(bào)警的地方及時(shí)做出處理，達(dá)到安全監(jiān)測(cè)的目的。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī);無(wú)線通信;MFC界面;多測(cè)量點(diǎn)

在實(shí)際的測(cè)量和系統(tǒng)監(jiān)控中，常常需要同時(shí)測(cè)量和監(jiān)控多個(gè)測(cè)量點(diǎn)的同一類型或不同類型的測(cè)量值，本文根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)生活中對(duì)于在測(cè)量多點(diǎn)數(shù)據(jù)所存在的問(wèn)題設(shè)計(jì)了本文的所述的測(cè)量裝置，此裝置能夠很好的測(cè)量到需要檢測(cè)的檢測(cè)量，并通過(guò)無(wú)線傳輸的方式傳輸，解決了數(shù)據(jù)傳輸需要布線的麻煩。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

在需要測(cè)量的部分安裝響應(yīng)的檢測(cè)裝置，檢測(cè)到的模擬電壓信號(hào)，通過(guò)信號(hào)放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為放大的數(shù)字信號(hào)，無(wú)線通信發(fā)送模塊接收并發(fā)送處理的數(shù)據(jù)。上位機(jī)部分帶有無(wú)線通信接收模塊，該模塊接收數(shù)據(jù)并通過(guò)串口通信的方式發(fā)送給上位機(jī)，上位機(jī)通過(guò)現(xiàn)有的內(nèi)置算法進(jìn)行運(yùn)算和判斷，并將結(jié)果顯示到上位機(jī)的監(jiān)控界面上。系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)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(cè)單元、單片機(jī)最小系統(tǒng)、串口接口、供電模塊和無(wú)線通信模塊。其中傳感器檢測(cè)單元包括測(cè)量元件、電橋電路、信號(hào)放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路等。下位機(jī)的電路圖如圖2所示。

這里以測(cè)量應(yīng)力值為例說(shuō)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(hào)放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路等，根據(jù)測(cè)量原理測(cè)得電橋電路的外電壓;信號(hào)放大電路用于將接收到的只有毫伏級(jí)別的模擬電壓進(jìn)行放大;由于模擬信號(hào)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(shù)轉(zhuǎn)換芯片將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào);單片

機(jī)最小系統(tǒng)單元為電路提供時(shí)鐘和復(fù)位功能，并對(duì)信號(hào)的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換電路，使得上位機(jī)和無(wú)線接收模塊可以進(jìn)行通信。

3 無(wú)線數(shù)據(jù)通信

無(wú)線數(shù)據(jù)通信用于將下位機(jī)采集的數(shù)據(jù)發(fā)送到上位機(jī)，主要包括下位機(jī)數(shù)據(jù)的發(fā)送和上位機(jī)數(shù)據(jù)的接收。下位機(jī)和模塊之間需要設(shè)置相同的波特率、串口檢驗(yàn)等，其連接方式如圖3所示。上位機(jī)與無(wú)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(shí)現(xiàn)接口轉(zhuǎn)換，其連接方式如圖4所示。

4 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)

上位機(jī)軟件的實(shí)現(xiàn)主要是設(shè)計(jì)內(nèi)置算法和界面設(shè)計(jì)。上位機(jī)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(cè)量點(diǎn)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(bào)警。

這里以測(cè)量應(yīng)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(shù)轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)，要想得到每個(gè)測(cè)量點(diǎn)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)就需要對(duì)接收的數(shù)據(jù)處理，加入算法，便可得到測(cè)量點(diǎn)的測(cè)量值，此時(shí)利用編輯框的讀寫(xiě)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(guò)軟件實(shí)現(xiàn)的方法，可以將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)的顯示在含有坐標(biāo)軸的視圖框中，由曲線的變化可以很直觀的看出測(cè)量點(diǎn)的應(yīng)力變化趨勢(shì)。得到的應(yīng)力數(shù)據(jù)，可以通過(guò)編程將實(shí)時(shí)帶有時(shí)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(shí)間段測(cè)量點(diǎn)的情況及變化趨勢(shì)，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(shí)間段的數(shù)據(jù)，通過(guò)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(shí)間段測(cè)量部分的機(jī)械形變情況及變化趨勢(shì)，圖6為一個(gè)測(cè)量點(diǎn)某段時(shí)間測(cè)量點(diǎn)的應(yīng)力值變化圖。

5 MFC監(jiān)測(cè)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(dāng)某測(cè)量點(diǎn)的測(cè)量值超出相應(yīng)地規(guī)定值時(shí)，便會(huì)做出相應(yīng)地預(yù)、報(bào)警。通過(guò)該系統(tǒng)管理者可以很直觀的

看到各個(gè)測(cè)量點(diǎn)測(cè)量值的變化情況，有很好的監(jiān)測(cè)作用，對(duì)事故的發(fā)生有很強(qiáng)的預(yù)防功能。圖7為一實(shí)驗(yàn)測(cè)量所得的監(jiān)測(cè)界面，其中A、B為對(duì)應(yīng)的預(yù)警值和報(bào)警值，需視實(shí)際測(cè)量情況而定。

6 結(jié)束語(yǔ)

文中設(shè)計(jì)的電路能夠很好的采集到傳感器測(cè)量的數(shù)據(jù)，并通過(guò)無(wú)線傳輸的方式傳輸?shù)?strong>上位機(jī)，解決了多點(diǎn)數(shù)據(jù)的測(cè)量和傳輸問(wèn)題。所設(shè)計(jì)的傳感器能很好的測(cè)量到需要的測(cè)量值，并通過(guò)監(jiān)測(cè)界面顯示出來(lái)，設(shè)計(jì)的監(jiān)測(cè)界面很將相關(guān)的信息顯示出來(lái)。