中国矿业大学徐海学院
专业技能考核培训设计报告
姓名：李飞银学号： 22133004 专业：电子科学与技术
设计题目：基于PC、MCU和FPGA的远程数据采
集系统设计
专题：
指导教师：
2009 年12月
专业技能考核培训设计任务书
专业年级电子科学与技术13级学号 22133004 学生姓名李飞银
任务下达日期：2016年06 月?? 日
设计日期：2009 年11 月？？日至2009 年12 月20 日
设计题目：基于PC、MCU和FPGA的远程数据采集系统设
计
设计专题题目：
设计主要内容和要求：
利用上位计算机、单片机、可编程逻辑器件和ADC器件构成一个远
程数据采集系统，系统具备远程/就地两种控制模式，具有8通道循环
采集和指定通道采集两种数据采集方式。具体要求如下：
1、FPGA硬件电路和AHDL控制软件设计
电路具备控制ADC0809的采集功能，具备6位数码管动态扫描功
能，具备8位按键输入功能，具备和单片机信号交换功能。
2、单片机硬件电路和监控软件设计
电路具备和FPGA交换信息，以及和上位机算计进行RS232的通讯功能，能将上位机发出的控制指令下达到FPGA中，并将采集的数据传送到上位计算机中。
单片机程序要求用C51编制。
3、上位机算计软件设计
利用VB或VC程序编制上位计算机控制程序，实现远程数据采集功能并实时显示采集的数据和通道号。
指导教师签字：宗伟林翟晓东
指导教师签字：
摘要
这次的课程设计是基于EP1K30TC144-3的FPGA和89S52单片机的一种电压测量的功能系统。基本内容包括单片机最小系统、键盘和LED显示电路。
系统硬件电路由标准电路和自制电路两部分组成。标准电路包括单片机最小系统、6个LED数码管电路和键盘电路以及FPGA系统。
系统软件根据设计任务编制并实现功能：利用上位机远程控制系统进行数据采集功能并实时显示采集的数据和通道号。
关键字：
89S52、FPGA、AHDL、上位机、数据采集、串口通信
目录
第一章概述........................................错误！未定义书签。
1.1 课题........................................错误！未定义书签。
1.2 设计流程说明 (1)
1.3 设计思路 (1)
1.3.1 设计方案 (1)
1.3.2 方案的选择 (2)
第二章硬件电路设计 (4)
2.1 电路模块 (4)
2.1.1 FPGA硬件电路 (4)
2.1.2单片机硬件电路 (5)
2.1.3A/D转换电路 (5)
2.2 系统结构原理 (8)
第三章软件设计 (9)
3.1 程序框图 (9)
3.1.1 主程序框图 (9)
3.1.2 JDCZ程序框图 (10)
3.1.3 数据采集SJCJ程序框图 (11)
3.1.4 结果转换JGZH子程序框图 (12)
3.1.5 定时中断程序框图 (13)
3.1.6 通讯中断程序框图 (14)
3.2 程序代码 (15)
3.2.1 单片机程序 (15)
3.2.2 FPGA程序 (16)
第四章系统调试 (22)
4.1 硬件部分 (22)
4.2 软件部分 (22)
第五章总结 (23)
参考文献 (23)
附录一元器件清单 (24)
附录二CPLD管脚分配 (26)
附录三CPLD结构图 (28)
第一章概述
1.1 课题
数据采集系统的设计是单片机系统实际的必修课题，他完完全全地体现了微控制器在实际应用中独特功能：通过微控制器，可以将许多产品实现数字化、自动化、有效地进行相关的辅助操作，并实现远程控制。
之前的设计内容主要是以AT89C52芯片为核心，设计简单的数据采集系统，用以完成基本的数据采集功能。而本次设计将实现远程控制的数据采集系统，使系统功能更进一步地优化。
1.2设计流程说明
在对远程数据采集装置进行设计时，其设计分为硬件设计与软件设计两部分，具体的设计流程如图：
1.3设计思路
1.3.1设计方案
要设计一个远程数据采集系统，可以利用上位计算机、单片机、可编程逻辑器件和ADC 器件构成，使系统具备远程/就地两种控制模式，具有8通道循环采集和指定通道采集两种数据采集方式。主要电路模式有FPGA 硬件电路、单片机硬件电路、A/D 转换电路、译码显示电路以及设计系统涉及的其他电路。
比较所选方案
设计计算
元器件选择
硬件制作
编制流程
系统调试
设计中采用了模数转换器，利用AD0809型8位MOS型A/D转换器，可实现8路模拟信号的分时采集，片内有8路模拟选通开关，以及相应的通道地址锁存用译码电路，实现模拟信号到数字信号的转换。控制部分采用单片机89C52来完成。显示部分利用LED数码管显示模块，来显示采集到的数据。
FPGA硬件电路具备控制AD0809的采集功能，具备6位数码管动态扫描功能，具备8位按键输入功能，具备和单片机信号交换功能。
单片机硬件电路具备和FPGA交换信息，以及和上位机算计进行RS232的通讯功能，能将上位机发出的控制指令下达到FPGA中，并将采集的数据传送到上位计算机中。
上位机利用VB或VC程序编制上位机计算机控制程序，实现远程数据采集功能并实现显示采集的数据和通道口。
1.3.2方案的选择
（1）单片机控制方案的选用
方案一：采用8031为核心，由于其内部没有存储器，所以利用2764扩展8KB的外部存储器，用8031的两组I/O接口作为存储器接口。
方案二：采用AT89C52位核心，对AD转换的数据进行采集并显示。其内置8K字节点擦除可编程EEPROM片内程序存储器和256字节RAM，无需外部扩展。
所以选用方案二，采用AT89C52作为核心，其片内程序存储器空间足够满足本系统程序存储的需要，可以省去对片外EPROM程序存储器和地址锁存器，使电路结构简捷。
（2）EPGA控制方案的选用
方案一：采用EEP1K30QC-208-3为核心，具备6位数码管动态扫描功能，具备8位按键输入功能，具备和单片机信号交换功能等。
方案二：采用EEP1K30TC144-3为核心，同样具备6位数码管扫描、8位按键输入和单片机信号交换等功能，且管脚数较少，适于本次设计使用。
所以选用方案二，采用EEP1K30TC144-3作为核心。其功能已经满足设计需要，且应用简单，管教分配方便，使电路结构简捷。
第二章硬件电路设计
2.1 电路模块
2.1.1FPGA硬件电路
本模块的核心是EEP1K30TC-144-3芯片，主要用于连结其他各电路模块，并与单片机进行信号交换。
芯片采用贴片焊接工艺，将芯片各个管脚焊接与印刷版表层。由于各个管教之间的间距因其数量和集成度而易造成管脚间短路，故贴片焊接精度要求很高。FPGA框图如下。
2.1.2单片机硬件电路
单片机选用的是ATMEL公司推出的AT89S52,如图3.2.1.1所示。该芯片具有低功耗、高性能的特点，是采用CMOS工艺的8位单片机，与AT89C51完全兼容。AT89S52还有以下主要特点：
①采用了ATMEL公司的高密度、非易失性存储器技术；
②其芯片内具有256字节RAM，8KB的可在线编程（ISP）FLASH
存储器；
③有两种低功耗节电工作方式：空闲模式和掉电模式；
④片内有一个看门狗定时器（WDT），WDT包含一个14位计数器
和看门狗定时器复位寄存器（WDTRST），只要对WDTRST按
顺序先写入01EH，后写入0E1H，WDT便启动，当CPU由于
扰动而是程序陷入死循环后“跑飞”状态时，WDT即可有效的
使系统复位，提高了系统的抗干扰能力。
2.1.3 A/D转换电路
核心为ADC0809芯片，用于将采集到的模拟信号转换为数字信号，并通过输出口输出至LED数码管显示出来。
（1）原理图
（2） ADC0809芯片介绍
输 入: 8路(0V ～5V) 线性误差：±1LSB
数字输出：TTL 电平,三态输出 电 源：＋5V ～15V 时钟频率：640KHz(典型) 转换时间：100μs 分辨率：8位 功 耗：15mW
输入电压范围：0V ～VREF 转换方式：逐次逼近 CMOS 工艺，28Pin 输出：
（3） ADC0809通道地址选择表
255
?-=
-+-V
V V V REF
REF
REF IN B
-N
（4）ADC0809结构
（5）ADC0809转换时序图
2.2系统结构原理
计算机通过RS232接口下载程序到CPLD电路板及单片机内，控制电路采集数据并通过ADC0809芯片将模拟信号转换为数字信号并由数码管显示出来。其中，单片机的作用为执行指令进行数据采集，CPLD 则控制A/D转换，译码显示等模块，并与单片机进行信号交换。
第三章软件设计
3.1程序框图
3.1.1主程序框图
3.1.2就地操作JDCZ程序框图
3.1.3数据采集SJCJ程序框图
3.1.4结果转换JGZH子程序框图
3.1.5定时中断程序框图
课程设计 题目数据采集及处理系统的设计学院自动化学院 专业自动化 班级0902班 姓名何润
指导教师张丹红 2012年07月03日 课程设计任务书 学生姓名：何润专业班级：自动化0902班 指导教师：张丹红工作单位：自动化学院 题目: 数据采集及处理系统的设计 初始条件： 设计一个64路巡回数据采集及处理系统，系统循环周期为1秒，16路模拟信号输入，16路开关信号输入，16路模拟输出，16路数字输出。 要求完成的主要任务: 1．输入通道及输出通道设计（0~20mV输入），（0~10V输出）2．每周期内各通道采样10次； 3．对模拟信号采用一种数字滤波算法； 4．完成系统硬件电路设计，软件流程及各程序模块设计； 5．完成符合要求的设计说明书。 时间安排： 2012年6月25日~2010年7月4日
指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日 摘要 数据采集及处理系统是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采用非电量或者电量信号,送到上位机中进行分析,处理的过程。数据采集系统是结合基于计算机或者其他专用测试平台的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。而数据处理就是通过一些滤波算法，删除原始数据中的干扰和不必要的信息，分离出反映被测对象的特征的重要信息。本次课程设计采用A/D和D/A转换器和MCS-51单片机组成数据采集系统，数据采集系统可以通过A/D转换把模拟信号转换成数字信号，并且可以方便的实现数字信号存储。该设计具有结构简单、操作方便、高性价比、具有显示、记录存储功能，能够适应油田野外恶劣环境,；具有性能稳定、可靠性高、响应速度快操作简单、费用低廉、回放过程的信号可以直观的观察。它与有线数传相比主要有布线成本低、安装简便、便于移动等性能。 数据采集器的市场需求量大，以数据采集器为核心构成的小系统在工农业控制系统、医药、化工、食品等领域得到了广泛的应用。数据采集器具有良好的市场前景，在我们工业生产和生活中有着举足轻重的地位，因此，本次课程设计数据采集及处理系统有着一定的实际意义 关键词：数据采集，处理，A/D转换，D/A转换，采样保持
工业自动化监控系统解决 方案
目录 一、方案背景 (3) 二、方案简介 (3) 三、方案拓扑图 (3) 四、系统功能简述 (4) 4.1远程数据监控功能 (4) 4.2远程控制功能 (4) 4.3数据存储与分析处理功能 (5) 4.4报警功能 (7) 4.5视频监测功能 (9) 4.6事故追忆功能 (10) 五、方案优势 (10)
一、方案背景 科技发展融合了数字和实体世界，并已经发展成下一个以工业物联网或工业4.0著称的新工业革命。因此，如今工厂面临的是需要更智慧，互联化系统连接到云服务器，通过大数据资料分析驱动更高的生产效率、灵活性能和响应能力。 二、方案简介 中易云工业自动化系统解决方案可以大大降低复杂的工厂物联网系统部署产生的开发管理费用，除了便捷性的生产数据收集、处理、显示来灵活、有序进行生产管理进而提高生产效率外，还可以通过实时监控生产机器的状态以及设备、照明、空调设备的能源消耗，实现运营成本的降低。 三、方案拓扑图
四、系统功能简述 4.1远程数据监控功能 丰富的I/O连接选择，支持TCP、UDP；MQTT、OPC、ModBus等标准通讯协议，能从制造设备、空调设备、加热系统、照明器材以及多种传感器中收集重要数据，适合各种工业自动化领域。通过硬件设备采集到的温湿度、电流电压等数据，通过无线传输，传输到易云系统，完成远程数据的监控。 注：以化工流程自动化操作系统为例，为大家展示易云系统的各种功能和监控界面。便于大家更好的对工业自动化控制系统进行理解。 4.2远程控制功能 参数数据远传至易云系统，实现现场各个设备的数据实时监测，监控人员可以通过电脑网页或是手机app实时查看，还可以自由设置各个参数的标准值上下限，如果数据超限可以给相关的工作人员发送短信或是微信报警提醒，做到提前预警，避免造成不必要的损失，实现在远程就能值守现场设备。如果制造设备、空调设备、加热系统、照明器材等需要进行控制，则从易云系统发送数据指令，控制制造设备、空调设备、加热系统、照明器材的启停。
第32卷第4期电子科技大学学报V ol.32 No.4 2003年8月 Journal of UEST of China Aug. 2003 基于Web的远程监控与数据采集系统 陈 新* (郑州轻工业学院信息与控制工程系郑州 450002) 【摘要】分析了监控系统的发展趋势，提出了一种基于Web技术的远程监控与数据采集系统的设计方案。Web 数据库采用ASP技术实现，远程智能终端采用单片机系统实现，用户可以通过浏览器实现对现场设备状态的监控。 该设计方案在实现铁路供水监控系统中取得了成功，通过控制网和Internet的结合，实现了集控制、管理、信息、 网络于一体的企业综合自动化。 关键词监控系统; Web数据库; 服务器; ASP技术 中图分类号TP277 文献标识码 A Application of Long Distance Supervisory Control and Data Acquisition System Based on Web Chen Xin (Dept. of Information and Controlling Eng., Zhengzhou Inst. of Light Ind., Zhengzhou 450002) Abstract In this paper, the development trend and the general significance of the supervisory control system is analyzed, and also a design project of water supply’s supervisory control and data acquisition system based on Web is introduced. The Web database adopts ASP technology to realize, and the long distance intelligent terminal uses MCU system. The user can supervise and control the water supply’s equipments though the browser. The design has met with success in the system of railway water supply’s supervisory control. Though the combination between control network and Internet, the corporation can achieve its automation with control, management, information and network together. Key words supervisory control system; Web database; service; ASP technology 监控系统是集计算机技术、控制技术、网络技术为一体的高新技术产品，具有控制功能强、操作简便和可靠性高等特点，可以方便地用于工业装置的生产控制和经营管理。监控技术经过了单机监控系统、集中式监控系统和网络范围内的远程监控三个发展阶段。远程监控是指本地计算机通过网络系统对远端的控制系统进行监测和控制[1]，其中基于Web的远程监控与数据采集(Supervisory Control and Data Acquisition, SCADA)模式成为当前监控系统的发展趋势[2]。同时，随着社会的发展，人们对水利供应、电力供应、环境监测、城市燃气供应、集中供热以及银行防盗等系统的正常运行提出了更高的要求。以上系统的特点是站点分布较为分散，而站点的正常运行又极为重要。以铁路沿线供水为例，其供水站点的分布很广，传统的人工现场监控浪费人力物力，效率低下，所以研制开发低成本、高可靠性、配置灵活，适用范围广的远程监控系统具有普遍的意义和实用价值。本文结合某铁路局沿线供水监控项目，开发了基于Web的远程监控与数据采集的系统方案。 1 系统整体说明 基于Web的远程监控系统可分为现场监控(智能终端)、监控中心(包括通信模块、数据库服务器、Web服 2002年11月12日收稿 * 男 43岁硕士副教授主要从事过程控制方面的研究
数据采集及管理控制系统设计规范
服装企业实时数据采集及管理控制系统的设计 Design Of Real-time Data Collection And Administration Control System In Clothes Enterprise 摘要:随着计算机和通讯技术的飞速发展,国内服装业信息化的高要求也迫在眉睫。本文主要针对服装业讨论设计了一 套实时数据采集及管理控制系统,它避免了当前服装业常 见管理软件的信息延迟与滞后的问题,能够做到生产过程 的实时控制,把国内服装业的管理水平推向一个更高的层 次。 关键词:实时控制;工况信息;批处理;成绩表现;生产平衡 Abstract:With the development of the computer and communication technology , it is very necessary for clothes enterprises in china to accelerate innovations . In this paper , it is principal to design a system in clothes enterprise for real- time data collection and administration control , which can escape the important problem occurred by nowadays administrative software —— information delay and can improve the administration level .
光伏电站数据采集系统与远程通讯系统 一、项目简介 1、项目名称:巨力新能源10MW太阳能光伏屋顶发电项目 2、建设单位:中国巨力集团有限公司 3、建设规模:10MWp屋顶光伏发电项目 4、项目地址:中国巨力集团 5、电站范围:中国巨力集团厂区 6、单位屋顶:8处 二、监控系统说明 如图2.1所示,光伏综合监控系统具备就地和远程监控功能,监控软件由本地监控与远程监控相结合。本地监控由中央控制器(包括数据采集、控制算法、网关等功能、通讯链路、本地显示组成,主要功能是负责本地发电设备数据采集、控制、数据存储、能量调度、通讯等功能。远程监控由广域网通讯链路、路由器、数据库服务器、网络服务器、上位机展示平台组成,主要功能是负责将各个电站数据进行收集,电站状况调查,数据存储、处理、分析,发电经济性分析等等。 传统光伏电站监控系统主要由逆变器厂商随设备提供,从本厂逆变器出发,对电站运行的一些参数进行监测,难以或不能直接控制逆变器的运行状态,无法获取电站中的其它设备的信息及控制这些设备,也无法满足电网调度系统对电站的实时监控要求。而且该项目将采用不同厂商的设备,电源厂商自有的监控系统一般对其他厂家的设备兼容性差,容易造成一个个“孤岛”系统,无法形成统一的监控体系。
大型光伏电站必须配备自动运行、功能完善的监控系统。这种监控系统不同于传统发电厂监控系统或变电站综合自动化系统,相对来说,大型光伏电站内设备种类不及传统电厂丰富,生产控制流程也不太复杂。但其典型特点是装机容量 大(10MW以上、占地面积广(150亩以上,且地理位置偏僻、维护人员很少,这就要求生产运行、设备监控、环境监测、安保技防等各环节集中统一起来,且能够适应其位置分散、配置灵活的特点。基于现场总线设计的大型光伏电站监控系统可以满足这些要求。 因此,需要搭建一个统一的本地集中监控中心,该监控中心位于巨力索具园区,能够对不同厂商、不同类别、不同型号的光伏发电电源设备及计量表计、直/交流柜及其它电力设备进行统一监控,实现对该项目所包含的光伏电站完整、统一的实时监测和控制。 网线交换机 VGA/网口 转换器 通讯网关 RS485 网线 逆变器 VGA
油井数据采集与远程控制系统设计方案 技 术 设 计 方 案 介 绍 公司简介 我公司专业从事数字网络视频监控系统、智能视频分析、机房动力环境监控、机房建设、雷达测速、闯红灯电子警察抓拍、电子治安卡口、智能控制等智能化系统开发的大型综合型企业，欢迎来电洽谈业务！ 质量方针：以人为本、质量第一 公司成立至今，坚持以领先的技术、优良的商品、完善的售后服务、微利提取的原则服务于社会。我公司为您提供的产品，关键设备采用高质量进口合格产品，一般设备及材料采用国内大型企业或合资企业的产品，各种产品企业都通过ISO9001国际质量体系认证。有一支精良的安防建设队伍，由专业技术人员为您设计，现场有专业技术人员带领施工，有良好职业道德施工人员。我公司用户拥有
优质的设计施工质量和优质的售后服务保障。 客户哲学：全新理念、一流的技术、丰富的经验，开创数字新生活 专注——维护世界第一中小企业管理品牌、跟踪业界一流信息技术、传播经营管理理念是莱安永恒不变的追求，莱安坚持“全新的理念、一流的技术、丰富的经验、优质的服务”，专注于核心竞争力的建设是莱安取得今天成功的根本，也必将是莱安再创辉煌的基础！ 分享——“道不同，不相谋”，莱安在公司团队之间以及与股东、渠道伙伴、客户之间均倡导平等、共赢、和谐、协同的合作文化，在迎接外部挑战的过程中，我们共同期待发展和超越，共同分享激情与快乐！“合作的智慧”是决定莱安青春永葆的最终动力！ 客户服务：以高科技手段、专业化的服务为客户创造价值 分布于神州大地各行业中的800万中小企业是中国最具活力的经济力量，虽然没有强势的市场影响力和雄厚的资金储备，但无疑，个性张扬的他们最具上升的潜力，后WTO时代市场开放融合，残烈的竞争使他们的发展更加充满变数。基于以上认识，在智能化设备管理市场概念喧嚣的热潮中，独辟“实用主义”产品哲学，莱安将客户视为合作关系，我们提供最为实用的产品和服务，赢得良好的口碑。我们认为，用户企业运做效率的提升是莱安实现社会价值的唯一途径。 承蒙广大用户的厚爱，我公司得以健康发展。在跨入新的世纪后，公司将加快发展速度，充分发挥已有资源，更多地开展行业用户的服务工作，开创新的发展局面。 我公司全体员工愿与社会各界携手共创未来!我们秉承真诚合作精神向广大客户提供相关的系统解决方案，设备销售及技术支持，价格合理，欢迎来人来电咨询、洽谈业务！ 油井数据采集与远程控制系统设计方案 一、系统概述
多路数据采集系统设计毕业论文 第1章绪论 1.1 多路数据采集系统介绍 随着工、农业的发展，多路数据采集势必将得到越来越多的应用，为适应这一趋势，作这方面的研究就显得十分重要。在科学研究中，运用数据采集系统可获得大量的动态信息，也是获取科学数据和生成知识的重要手段之一。总之，不论在哪个应用领域中，数据采集与处理将直接影响工作效率和所取得的经济效益。 此外，计算机的发展对通信起了巨大的推动作用。算机和通信紧密结合构成了灵活多样的通信控制系统，也可以构成强有力的信息处理系统,这样对社会的发展产生了深远的影响。数据通信是计算机广泛应用的必然产物[2]。 数据采集系统，从严格的意义上来说，应该是用计算机控制的多路数据自动检测或巡回检测，并且能够对数据实行存储、处理、分析计算以及从检测的数据中提取可用的信息，供显示、记录、打印或描绘的系统。 数据采集系统一般由数据输入通道，数据存储与管理，数据处理，数据输出及显示这五个部分组成。输入通道要实现对被测对象的检测，采样和信号转换等
工作。数据存储与管理要用存储器把采集到的数据存储起来，建立相应的数据库，并进行管理和调用。数据处理就是从采集到的原始数据中，删除有关干扰噪声，无关信息和必要的信息，提取出反映被测对象特征的重要信息。另外，就是对数据进行统计分析，以便于检索；或者把数据恢复成原来物理量的形式，以可输出的形态在输出设备上输出，例如打印，显示，绘图等。数据输出及显示就是把数据以适当的形式进行输出和显示。 由于RS-232在微机通信接口中广泛采用，技术已相当成熟。在近端与远端通信过程中，采用串行RS-232标准，实现PC机与单片机间的数据传输。在本毕业设计中对多路数据采集系统作了初步的研究。本系统主要解决的是怎样进行数据采集以及怎样进行多路的数据采集，并将数据上传至计算机[2]。 1.2 设计思路 多路数据采集系统采用ADC0809模数转换器作为数据采集单元和AT89C51单片机来对它们进行控制,不仅具有控制方便、简单和灵活性大等优点,而且可以大幅度提高采集数据的灵敏度及指标。通过MAX232电平转换芯片实现单片机与PC 机的异步串行通信，设计中的HD7279实现了键盘控制与LED显示显示功能。本文设计了一种以AT89C51和ADC0809及RS232为核心的多路数据采集系统。 多路数据采集系统就是通过键盘控制选择通路，将采集到的电压模拟两转换成数字量实时的送到单片机里处理从而显示出采集电压和地址值，最终控制执行单片机与PC机的异步串行通信。 连接好硬件后，给ADC0809的三条输入通路通入直流电压。4-F键为功能键，4-E键为复位键，F键为确认键。1－3键为通道选择键，分别采集三个通道的数据值并实时显示出数值和地址值。结合单片机RS232串口功能还实现了与PC机的异
表格编号：SEZ19003-02D 宝钢国际经济贸易有限公司设备系统远程数据采集升级 技术方案
1.现状分析 1.1.现状 宝钢国际设备系统远程数据采集管理主要实现了对宝钢国际激光拼焊产线的生产、设备状态数据进行远程监控、采集、分析的功能。2009年7月上线，覆盖阿赛洛1、2、3、4号线，同年9月延伸覆盖了天津宝钢1号线等11条产线，目前总共覆盖激光拼焊产线15条，情况如下表： 远程数据采集管理包括数据维护、产量指标、质量分析、设备运行分析、设备状态监控5个模块，由于数据传输存在问题，无法保证数据源的准确性，系统功能目前基本处于停止使用状态。
1.2.存在问题 目前宝钢国际设备系统远程数据采集管理存在以下问题： 1、远程数据采集管理目前只覆盖了15条激光拼焊线，而宝钢国际目前已有激光拼焊产线25条，数据完整性上有缺失。 2、数据传输存在问题。远程数据采集管理获得数据的流程如下： 从上图可以看出，远程数据采集流程是由硕泰克激光拼焊线上的PLC采集数据后发送到加工中心现场的专用采集服务器，再由采集服务器转发设备系统远程数据采集管理，目前硕泰克PLC在向采集服务器发送数据时存在数据不准确（时间超过当前日期）、发送不及时（采集机未按时收到PLC的数据）等问题，而采集服务器本身由于缺乏管理，经常宕机，既无法获得PLC的数据，也无法转发，导致了整个数据传输通道的崩溃。 3、由于产量数据和设备状态数据都采用实时模式，数据量较大，导致数据分析展示页面速度缓慢。 2.必要性和目标 为满足国际信息化发展的需要，达到对宝钢国际所有激光拼焊产线进行精细化管理，目前的设备系统远程数据采集管理亟需修复升级。 系统升级后应实现以下目标：
湖南工业大学科技学院 毕业设计（论文）开题报告 （2012届） 教学部：机电信息工程教学部 专业：电子信息工程 学生姓名：肖红杰 班级： 0801 学号 0812140106 指导教师姓名：杨韬仪职称讲师 2011年12 月10 日
题目：基于单片机的数据采集系统的控制器设计 1.结合课题任务情况，查阅文献资料，撰写1500～2000字左右的文献综述。 近年来，数据采集及其应用技术受到人们越来越广泛的关注，数据采集系统在各行各业也迅速的得到应用。如在冶金、化工、医学、和电器性能测试等许多场合需要同时对多通道的模拟信号进行采集、预处理、暂存和向上位机传送、再由上位机进行数据分析和处理，信号波形显示、自动报表生成等处理，这些都需要数据采集系统来完成。但很多数据采集系统存在功能单一、采集通道少、采集速率低、操作复杂、并且对操作环境要求高等问题。人们需要一种应用范围广、性价比高的数据采集系统，基于单片机的数据采集系统具有实现处理功能强大、处理速度快、显示直观，性价比高、应用广泛等特点，可广泛应用于工业控制、仪器、仪表、机电一体化，智能家居等诸多领域。总之，无论在那个应用领域中，数据采集与处理越及时，工作效率就超高，取得的经济效益就越大。 数据采集系统的任务，就是采集传感器输出的模拟信号转换成计算机能识别的信号，并送入计算机，然后将计算得到的数据进行显示或打印，以便实现对某些物理量的监测，其中一些数据还将被生产过程中的计算机控制系统用来控制某些物理量。 数据采集系统的市场需求量大，特别是随着技术的发展，可用数据器为核心构成一个小系统,而目前国内生产的主要是数据采集卡，存在无显示功能、无记忆存储功能等问题，其应用有很大的局限性，所以开发高性能的，具有存储功能的数据采集产品具有很大的市场前景。 随着电子技术的迅速发展，，一些高性能的电子芯片不断推出，为我们进行电子系统设计提供的更多的选择和更多的方便，单片机具有体积小、低功耗、使用方便、处理精度高、性价比高等优点，这些都使得越来越广泛的选用单片机作为数据采集系统的核心处理器。一些高性能的A/D转换芯片的出现也为数据采集系统的设计提供了更多的方便，无论是采集精度还是采样速度都比以前有了较大的提高。其中一些知名的大公司如MAXIM公司、TI公司、ADI公司都有推出性能比效突出的 A/D转换芯片，这些芯片普通具有低功耗、小尺寸的特点，有些芯片还具有多通道的同步转换功能。这些芯片的出现，不仅因为芯片价格便宜，能够降低系统设计的成本，而且可以取代以前繁琐的设计方法，提高系统的集成度。 数据采集器是目前工业控制中应用较多的一类产品，数据采集器的研制已经相当成熟，而且数据采集器的各类不断增多，性能越来越好，功能也越来越强大。 在国外，数据采集器已发展的相当成熟，无论是在工业领域，还是在生活中的应用，比如美国FLUKE公司的262XA系列数据采集器是一种小型、便携、操作简单、使用灵活的数据采集器，它既可单独使用又可和计算机连接使用，它具有多种测量
软件设计说明书 版本：1.0
目录 1．引言 (3) 1.1 目的 (3) 1.2 背景 (3) 2.总体设计 (3) 2.1 软件描述 (3) 2.2 设计方法 (3) 2.3 软件结构 (3) 2.4 模块设计说明 (5) 2.4.1 设备信息管理 (5) 2.4.2 基站信息管理 (6) 2.4.3sim卡信息管理 (7) 2.4.4 恒温箱信息管理 (8) 2.5 流程图 (8) 2.5.1 数据录入流程： (8) 2.5.2 数据采集流程 (9)
1．引言 1.1 目的 编写此需求分析报告，实现公司自主研发的各个设备的数据采集进行同一管理。重点是要实现各个设备不同条件的查询功能。后台管理人员可以输入需要管理的设备信息，对设备的各项数据信息进行管理。 1.2 背景 项目名称：通用数据采集系统。 研发单位：北京创和世纪通讯技术有限公司技术部 2.总体设计 2.1 软件描述 通用数据采集系统可以实现设备、基站、sim卡、恒温箱信息的管理已经对各个模块进行实时查询，并通过报表系统形成响应的报表数据。各个模块都有信息的录入、修改、查询等功能。采用C/S的软件体系结构，服务器采用Windows2003,mysql.客户端采用Windows XP,浏览器采用IE６.０以上。 2.2 设计方法 本软件采用传统的软件开发生命周期的方法，采用自定向下，逐步求精的结构化的软件设计方法 2.3 软件结构 1.总体结构：
2.设备信息管理模块： 3.基站信息管理模块： 4.sim
5.恒温箱信息管理模块： 2.4 模块设计说明 2.4.1 设备信息管理 一．设备类别信息 1.模块描述： 管理系统中涉及到的设备的类别。 2.实现功能： 对设备的类别进行添加、修改、查询功能。 3.输入、输出： 二．设备总表信息 1.模块描述： 管理系统中所有的设备。 2.实现功能： 对设备进行修改、查询功能。设备的添加是从数据库直接添加，不能随便添加。 3.输入、输出：
目录 摘要 (1) 1 引言 (2) 1.1 数据采集系统的简介. (2) 1.2 课程设计内容和要求 (3) 1.3 设计工作任务及工作量的要求 (3) 2 内容提要 (3) 3 系统总体方案 (3) 3.1 系统设计思路 (3) 3.2 系统总体框图 (4) 4 硬件电路设计及描述 (4) 4.1 8253芯片及工作原理 (4) 4.1.1 基本组成及工作原理 (4) 4.1.2 8253与系统连接 (5) 4.2 ADC0809内部功能与引脚介绍 (5) 4.2.1 引脚排列及各引脚的功能 (6) 4.2.2 ADC0809工作方式 (7) 4.2.3 ADC0809与系统连接 (8) 4.3 单片机89C51的引脚与功能介绍 (8) 4.4 8255并行口芯片基本组成及工作原理 (10) 4.4.1 8255的内部结构 (11) 4.4.2 8255的工作方式 (12) 4.2.3 8255与系统连接 (12) 4.5 LED显示部分接线及工作原理 (13) 4.5.1 LED显示工作原理 (13) 4.5.2 LED显示部分接线 (14) 4.6 总体电路图 (14) 5 软件设计流程及描述 (15) 5.1 主程序设计思路 (15)
5.2 部分程序设计流程图 (16) 5.2.1 8253程序流程图 (16) 5.2.2 8255程序流程图 (17) 5.2.3 数据处理流程图 (17) 5.2.4 LED显示流程图 (17) 5.3 汇编语言程序清单 (18) 5.4 仿真结果 (21) 6 课程设计体会 (21) 参考文献 (23)
摘要 数据采集是从一个或多个信号获取对象信息的过程。随着微型计算机技术的飞速发展和普及，数据采集监测已成为日益重要的检测技术，广泛应用于工农业等需要同时监控温度、湿度和压力等场合。数据采集是工业控制等系统中的重要环节，通常采用一些功能相对独立的单片机系统来实现，作为测控系统不可缺少的部分，数据采集的性能特点直接影响到整个系统。 本课程设计采用89C51系列单片机，89C51系列单片机基于简化的嵌入式控制系统结构，具有体积小、重量轻，具有很强的灵活性。设计的系统由硬件和软件两部分构成，硬件部分主要完成数据采集，软件部分完成数据处理和显示。数据采集采用AD0809模数转换芯片，具有很高的稳定性，采样的周期由可编程定时/计数器8253控制。完成采样的数据后输入单片机内部进行处理，并送到LED显示。软件部分用Keil软件编程，操作简单，具有良好的人机交互界面。程序部分负责对整个系统控制和管理，采用了汇编语言进行了判别通道、数据采集处理、数据显示、数据通信等程序设计，具有较好的可读性。 随着计算机在工业控制领域的不断推广应用，将模拟信号转换成数字信号已经成为计算机控制系统中不可缺少的重要环节，因此数据采集系统有着重要的意义。
中国矿业大学徐海学院专业技能考核培训设计报告 姓名：学号： 专业：电子科学与技术 设计题目：远程数据采集系统设计 专题：基于CPLD/FPGA的电压数据采集指导教师： 设计地点：时间： 20130506 2013 年5月
CPLD课程设计任务书 专业年级学号学生姓名 任务下达日期：2013年 5 月6 日 设计日期：2013年5月6日至 2013年5月20日 设计题目：基于PC、MCU和CPLD/FPGA的远程数据采集系统设计 设计专题题目：基于CPLD/FPGA的电压数据采集 设计主要内容和要求： 利用上位计算机、单片机、可编程逻辑器件和ADC器件构成一个远程数据采集系统，系统具备远程/就地两种控制模式，具有8通道循环采集和指定通道采集两种数据采集方式。具体要求如下： 1.CPLD/FPGA硬件电路和AHDL控制软件设计 电路具备控制ADC0809的采集功能，具备6位数码管动态扫描功能，具备8位按键输入功能，具备和单片机信号交换功能。 2.单片机硬件电路和监控软件设计 电路具备和CPLD/FPGA交换信息，以及和上位机算计进行RS232的通讯功能，能将上位机发出的控制指令下达到CPLD/FPGA中，并将采集的数据传送到上位计算机中。 3.单片机程序要求用C51编制。 上位机算计软件设计 利用VB或VC程序编制上位计算机控制程序，实现远程数据采集功能并实时显示采集的数据和通道号。 指导教师签字：
摘要 随着科学技术的迅猛发展，新技术革命将把人类由工业化社会推进到信息化社会为主要内容的数据采集测试技术，已形成了一门专门的技术科学。数据采集系统是计算机、智能仪器与外界物理世界联系的桥梁，是获取信息的重要途径。数据采集技术是信息科学的重要分支，它不仅应用在智能仪器中，而且在现代工业生产、国防军事及科学研究等方面都得到了广泛应用，无论是过程控制、状态检测，还是故障诊断、质量检测，都离不开数据采集系统。 本文介绍一种基于EP1K30TC144-3的CPLD/FPGA和89S52单片机的一种电压测量电路，基本内容包括单片机最小系统、AD转换电路、键盘和LED 显示电路，以及设计系统涉及的其他电路。系统硬件电路由标准电路和自制电路两部分组成。标准电路包括单片机最小系统、6个LED数码管电路和键盘电路以及CPLD/FPGA系统，这部分电路已制成电路板，自制电路自行设计焊接，包含标准电路不具备的其他电路。系统软件根据设计任务自行设计独立编制并进行调试，最终实现利用上位机远程控制系统进行数据采集功能并实时显示采集的数据和通道号。 关键词：89S52单片机、EP1K30TC144-3芯片、CPLD/FPGA、上位机、电压采集、AD转换电路
远程无线数据采集监控管理系统 技 术 方 案 深圳市信立科技有限公司 2016.10.23 目录 第一部分概述 (2) 1、应用背景 (2) 2、远程无线监控管理系统 (2) 第二部分、系统组成 (3) 1、远程测控终端系统 (3) 2、通信平台： (4) 3、中心管理系统 (4) (4)
第三部分：系统功能特点 (4) 1、监控终端功能特点： (4) 2、管理中心平台具有以下的功能特点 (6) 第四部分、适用范围及扩展应用领域 (7) 1、适用范围 (7) 2、扩展应用领域 (8) 第五部分：应用实例 (8) (8) 1、藁城市东顺呋喃化工有限公司 (8) 2、河南佰利联化学股份有限公司 (8) 3、石家庄金正.海悦天地 (9) 第一部分概述 1、应用背景 液位,温度、压力等作为工业生产过程中重要的工艺参数之一，在各个领域中都有广泛的应用，诸如液体储罐、储槽、进料罐、缓冲罐、消防/生活水池/水箱等设备.参数控制是工业中常见的过程控制，它对生产的影响不容忽视.参数的高低直接影响着工业过程控制的安全性，如果超出范围很可能会酿成危险的后果，在过去，参数的监控装置多数是使用单片机实现先点对点控制，和显示，工作人员必须到工业现场操作这些仪器，且单片机功能十分有限，只能完成一些相对简单的操作，随着无线通讯技术的发展，无线通信技术在工业控制领域的应用日趋广泛，基于无线通信的远程监控系统实现远程监测，控制盒管理的有效集成，能及时了解现场信息，快速进行决策，并省去了很多人力。 2、远程无线监控管理系统 深圳市信立科技有限公司远程无线监控管理系统是集传感技术、自动化控制技术、无线通信技术、网络技术为一体的自动化网络式监控管理系统。可以检测被测参数的实时数值，当达到预先设定的上下限报警设定值时，发出声音报警和控制信号，以提示操作人员采取安全
执法记录仪数据采集管理系统 简介 2015.07．03
目录 一、数据采集系统的构成 (2) 1.1系统组成 (2) 1.2数据采集管理系统拓扑图 (2) 1.3 采集工作站（此部分为本次采购部分） (3) 二采集工作站参数及功能 (5) 2.2.1设备外观 (5) 2.2.2基本功能 (6) 2.2.3主要参数： (7) 2.2.4 采集工作站操作流程 (9) 2.2.4.1 数据导入 (10) 2.2.4.2 取消导入: (10) 2.2.4.3 设备管理 (11) 2.2.4.4 数据查询 (12) 2.2.4.5 照片下发 (14) 2.2.4.6 系统设置: (15) 2.2.4.7 文件设置 (16)
一、数据采集系统的构成 1.1系统组成 1、执法记录仪终端 2、采集工作站 3、中心服务器（数据采集管理平台） 1.2数据采集管理系统拓扑图 数据采集管理系统拓扑图
执法记录仪管理系统是由执法监管平台（中心服务器）、执法记录仪采集工作站和执法记录仪终端三部分组成。在支队建立执法监管平台（中心服务器），实现对全市交警系统的执法管理。各大队采购一定数量的执法记录仪采集工作站和执法记录仪终端，并按照支队平台接口的技术要求进行数据接入。 执法监管平台（中心服务器）与执法记录仪采集工作站利用公安网连接，为了不影响公安网的其他业务，执法记录仪管理系统应采用分布式存储数据的模式，即对上传数据进行分级标注，一般信息只存储在采集工作站中，不上传到执法监管平台（中心服务器）中。 支队在执法监管平台（中心服务器）分别为支队、大队、中队赋予相应的权限，各级执法监督人员可以登录执法监管平台监管本辖区的视频信息。 1.3 采集工作站 采集工作站负责实现执法记录仪数据安全、完整、可靠、高效地从记录仪导入到系统中。采集工作站可以独立部署，实现导入、存储、查询、浏览、统 计以及用户和设备管理等完整的数据管理功能和业务功能。能够满足4TB以内
长江大学工程技术学院 课程设计报告
课设题目
课程名称
系
部
班
级
学生姓名
学
号
序
号
指导教师
时
间
数据采集系统的设计与实现 汇编语言+微型计算机技术
信息系
2012 年 8 月 28 日～2012 年 9 月 9 日
目录
目录 长江大学工程技术学院 ..................... 错误!未定义书签。 一、设计目的 ............................. 错误!未定义书签。 二、设计内容 ............................. 错误!未定义书签。 三、硬件设计及分析 ....................... 错误!未定义书签。
1．总体结构图......................... 错误!未定义书签。 2.各部件端口地址设计及分析 ............ 错误!未定义书签。 3.各部件的组成及工作原理 .............. 错误!未定义书签。 四、软件设计及分析 ....................... 错误!未定义书签。 1．总体流程图......................... 错误!未定义书签。 2.主要程序编写及分析.................. 错误!未定义书签。 五、系统调试 ............................. 错误!未定义书签。 1.调试环境介绍........................ 错误!未定义书签。 2. 各部件的调试....................... 错误!未定义书签。 3.调试方法及结果...................... 错误!未定义书签。 六、总结与体会 ........................... 错误!未定义书签。 七、附录 ................................. 错误!未定义书签。
无线条码仓储管理系统的设计及实现 随着制造业信息化技术发展及应用的深入，大多数企业都建立了以产品数据管理PDM及企业资源管理ERP为核心的综合信息化管理系统。但是，在仓储管理的环节，由于缺少现场管理及精细化管理的技术手段，往往会产生信息数据与实物数据不一致的现象。 工程机械制造业仓储管理的基本要求为：a)实现先进先出、批次管理；b)入库、出库、配送数据准确、快速；c)库间转移、库位更改方便准确；d)现场实时动态的实物管理；e)方便的库存结构统计分析；f)与ERP紧密集成；g)确保帐物相符。 ERP仓储管理的物品编码原则一般为种类管理，即一种物品对应一个编码，从而无法实现对物品的批次管理。尽管有的ERP具备批次管理功能，但是缺少确保实物与数据一一对应的实物现场管理的有效手段，往往出现帐物不符的严重问题。引入条码技术及无线仓储管理系统是解决上述问题的有效途径。 1 条码及无线网络简介 条码是由宽度不同、反射率不同的条和空，按照一定的编码规则编制成的，用以表达一组数字或字母信息的图形标识，被广泛应用于物流信息管理系统中。无线网络接入点(Wireless Access Point简称AP)作为有线局域网与无线网络之间的桥梁，实现现场与系统之间数据的实时传递。通过采用以上技术建立的“无线条码仓储管理系统”(Warehouse Management System简称WMS)，来实现场物流与系统信息流的有效结合。 2 硬件及软件系统构成 WMS的硬件系统包括服务器、个人电脑(PC)、无线网络接入点(AP)、条码打印机、掌上微型电脑(Personal Digital Assistant简称PDA)、碳带及标签，硬件系统结构如图1所示。通过AP实现现场PDA与服务器之间的无线连接，由于金属零件及金属货架可能会对信号产生一定的干扰，因此AP布置的位置及数量需要根据现场实地测试情况来确定。可以适当地增加AP布置数量并设置相同ID名称，当一个AP有故障或信号受到干扰时，PDA会自动连接到信号最强的AP上，保障数据传递的安全性。如果有室外库区，需要采用防水标签和防水碳带，配备单独的打印机，避免打印防水标签时更换标签及碳带的麻烦。PDA数量按照库管员人数配备，每个库管员使用并负责保管PDA，责任明确，便于管理。 图1 硬件系统结构示意图 软件系统包括仓储管理系统、PDA应用系统、PDA接口服务与ERP接口服务。设计方案有两种形式：一是“延伸型”，利用现有ERP的仓储管理模块功能，开发PDA现场数据采
长江大学工程技术学院课程设计报告 课设题目数据采集系统的设计与实现 课程名称汇编语言+微型计算机技术 系部信息系 班级 学生姓名 学号 序号 指导教师 时间2012年8月28日～2012年9月9日
目录 目录 长江大学工程技术学院 (1) 一、设计目的 (1) 二、设计内容 (1) 三、硬件设计及分析 (2) 1．总体结构图 (2) 2.各部件端口地址设计及分析 (2) 3.各部件的组成及工作原理 (2) 四、软件设计及分析 (5) 1．总体流程图 (5) 2.主要程序编写及分析 (5) 五、系统调试 (10) 1.调试环境介绍 (10) 2. 各部件的调试 (11) 3.调试方法及结果 (12) 六、总结与体会 (12) 七、附录 (13)
数据采集系统的设计与实现 一、设计目的 1.通过本设计，使学生综合运用《微型计算机技术》、《汇编语言程序设计》以及电子技术等课程的内容，为以后从事计算机检测与控制奠定一定的基础。 2.主要掌握并行I/O接口芯片8253、8255A、ADC0809及中断控制芯片8259A 等可编程器件的使用，掌握译码器74LS138的使用。 3.学会用汇编语言编写一个较完整的实用程序。 4.掌握微型计算机技术应用开发的全过程：分析需求、设计原理图、选用元器件、布线、编程、调试、撰写报告等步骤。 二、设计内容 1.功能要求 ①利用《汇编语言+微型计算机系统》课程中所学的可编程接口芯片8253、8255A、ADC0809和微机内部的中断控制器8259A（从保留的IRQ2或TRQ10端引入）设计一个数据采集系统、并且编程与调试。 ②用8253定时器定时10MS，每次定时10MS后启动一次模/数转换，要求对所接通道变化的模拟电压值进行采集。 ③每次模/数转换结束后，产生一次中断，在中断服务程序中，采集来的数字量被读入微处理器的累加器AL中，然后通过8255A输出到8个LED发光二极管显示。 2.设计所需器材与工具 ④微机原理与接口综合仿真实验平台。 ⑤可编程接口芯片8253、8255A、ADC0809和译码器芯片74LS138、74LS245等。 ⑥可调电位器4.7KΩ一个。 ⑦其他逻辑器件、导线若干。 ⑧万用表、常用工具等。
PLC远程监控与数据采集方案（手机APP） 远程监控PLC的意义: 随着物联网的快速发展，通过手机APP对设备系统的控制单元PLC的运行进行远程预警监控的技术已经非常成熟。基于手机APP的PLC远程监控控制系统能给设备的生产厂家和使用方都带来极高的经济利益。设备使用方能随时观察设备的运行状态，及时进行预警，提高了设备运行的可靠性，避免设备故障带来不必要的损失。生产方能也能通过远程实时查看设备的运行状态，来及时排除故障，提高售后维修的时效性，提高客户对产品的满意程度，提升产品的品牌。 基于手机APP的PLC远程监控和数据采集方案的优势和特点： 1.远程监控系统可以使异地的智力之源得到充分利用。可以使位于异地的专家通过网络获得远程监控数据，进行分析处理，实现远程监控。 2.远程监控系统可以使异地的物质资源得到充分利用。通过该技术的使用，可以使异地物资资源的共享和远程实验得以实现。 3.管理人员使用远程监控系统，可以不必亲临恶劣的现场环境就可以对现场的工作情况进行监视，完成对参数的设置与调整，修复故障等。 4.远程监控系统的应用，可以实现现场运行数据的快速集中和实时采集，获得现场的监控数据，提供了远程故障诊断技术物质基础。二、手机APP远程监控PLC系统的原理 手机APP远程监控PLC系统是网络通信技术和控制技术的结合的一门先进技术。信息技术发展使得远程监控技术得以快速发展。远程监控
技术是远程监测和远程控制的结合，远程监测是指远程获得被监控资源对象的数据信息，远程控制是指远程发送命令控制现场资源对象的运行状态。一个远程监控系统通常由远程监控端系统、远距离数据传输、现场监控端系统构成，基本结构模型如图1所示。三个子系统分工合作，共同实现对远程资源的监控。 图1: 手机APP远程监控PLC系统的原理框图 一、 三、手机APP远程监控PLC系统的硬件组成 PLC作为一种高性能的控制装置，具有稳定可靠、功能齐全、应用灵活方便、操作维护方便的优点，在工业控制系统中广泛运用。 但是PLC一般使用专用的通讯协议，APP使用网络通讯协议一般不能直接和PLC通讯，因此现场控制终端需要加一个远程通讯终