基于無線傳輸的多測量點在監測系統中的應用

摘要：文中通過采用無線通信的方法將數據由下位機傳輸到上位機，以VC++6.0作為軟件開發平臺，使用MFC設計監測界面，分別動態顯示各個測量點的數據、相應曲線圖和預警或報警，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行處理做出歷史數據仿真曲線圖和查閱。該設計可以讓監測者較容易的觀察到各個測量點的數據變化，對于預、報警的地方及時做出處理，達到安全監測的目的。

關鍵詞：單片機;無線通信;MFC界面;多測量點

在實際的測量和系統監控中，常常需要同時測量和監控多個測量點的同一類型或不同類型的測量值，本文根據實際的生產生活中對于在測量多點數據所存在的問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，并通過無線傳輸的方式傳輸，解決了數據傳輸需要布線的麻煩。

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，通過信號放大和模數轉換電路轉換為放大的數字信號，無線通信發送模塊接收并發送處理的數據。上位機部分帶有無線通信接收模塊，該模塊接收數據并通過串口通信的方式發送給上位機，上位機通過現有的內置算法進行運算和判斷，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、供電模塊和無線通信模塊。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，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鐘和復位功能，并對信號的轉換和發送進行控制;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，使得上位機和無線接收模塊可以進行通信。

3 無線數據通信

無線數據通信用于將下位機采集的數據發送到上位機，主要包括下位機數據的發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轉換器實現接口轉換，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，主要包括各測量點應力數據顯示、折線圖的繪制、數據保存和預、報警。

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

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

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圖，并且當某測量點的測量值超出相應地規定值時，便會做出相應地預、報警。通過該系統管理者可以很直觀的

看到各個測量點測量值的變化情況，有很好的監測作用，對事故的發生有很強的預防功能。圖7為一實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，需視實際測量情況而定。

6 結束語

文中設計的電路能夠很好的采集到傳感器測量的數據，并通過無線傳輸的方式傳輸到上位機，解決了多點數據的測量和傳輸問題。所設計的傳感器能很好的測量到需要的測量值，并通過監測界面顯示出來，設計的監測界面很將相關的信息顯示出來。