可以看得出,数据采集系统是现如今生产及科研领域的一个热点,但同时它也是科学技术发展进程中的一个难点。当然了,随着科学技术的提高,数据采集系统与需要不断地完善与发展。国外在此方面做出了很大贡献,我国也为此做出了很多努力并取得了一些成就。我们可以看得到通道的扩展、分辨率的提高。最最明显的区别就是主板芯片的发展,从8位的单片机到现在的16位和32位,它们明显性能更好,随着它们的不断被应用,数据采集系统功能越来越完备。
所以整体来看,它的发展有如下几个趋势:
①成熟化,智能化,处理能力不断增强。
②各个模块嵌入到一个单片机芯片当中,CPU运转速度提高,功耗降低。
③精度提高,分辨率提高。
1。3 课题主要研究内容
在现实生活中,人们对于温度的把握及其重要。可以说温度是工程现场不得不重视的一个物理量,失之毫厘差之千里。对液体来讲,温度会影响PH值会影响水压以及空气溶解量,温度会影响气压的高低,温度会使物体的体积热胀冷缩。所以设计一个能够实时监控的温度数据采集系统尤为关键,并且,通过无线通信模块,可以采集距离计算机相对较远的物体的温度信息。
这次毕业设计要完成的通信模块是一个相对独立的小系统,完成与主板的数据传输任务。所以首先要根据数字存储系统的技术需要,选择可行的方案。硬件的原理图采用Protel 99SE设计软件绘制,本次课题研究要熟悉硬件电路图,搞清楚各个芯片的功能作用[3]。使用C语言编写相应的驱动程序,完成单片机的上电初始化设计,来保证单片机能够正常的工作,完成基于MSP430F5438A单片机的初始化设计。编写nRF24L01芯片所需的驱动程序,设计串行通信的驱动程序,让整个系统能够正常地联调工作。
1。4 本文的章节安排
该数据采集系统是对温度实时值的数据采集系统,该系统包含多个模块,如数据采集模块、A/D转换模块、无线通线模块和显示驱动模块等。本课题主要研究通信模块部分的设计,内容包括以下几个方面:
第一章,绪论。主要交代了本课题涉及的关于物联网系统、数据采集系统的应用与发展,本课题的主要研究内容以及本文的章节安排。
第二章,设计方案。硬件的原理图采用Protel 99SE设计软件绘制,本次课题研究要熟悉硬件电路图,搞清楚各个芯片的功能作用。
第三章,硬件介绍。简单介绍了本系统涉及到的三个最重要的芯片,分别是MSP430F5438、nRF24L01和RS232,描述了它们的工作模式以及引脚功能。
第四章,软件设计。介绍了各个芯片以及其各个模块的程序设计、主体函数,并且绘制了流程图。
2设计方案
2。1 整体模块设计
无论是数据从采集设备传输到处理器,或者是处理器将监测控制命令发送到采集设备,都离不开通信这一重要部分[4]。而如果需要被采集数据的点正在运动,或者所在的环境有限制,采集设备都必须要与处理器分离,那么在这种情况下只能通过无线的方式实现数据的传输[5]。本次毕业设计所涉及的无线数据通信系统,采用MSP430F5438作为CPU,通过无线数字传输芯片nRF24L01,来完成数据的无线双向远距离通信。本系统可以灵活运用,造价低,功能齐全,方便嵌入无线监测系统中。
系统主要包括以下功能模块(如图2。1所示):
CPU模块:用来处理指令、执行相关操作、控制时间以及进行数据的处理。
电源电路模块:提供电能,保障单片机运行。