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摘要
数据采集系统是集合现代数据采集理论、方法和Java图形用户界面的智能化数据采集系统，为图形个性化学习提供“灵活、方便、科学、公平”的“个别化数据采集服务”，图形可以随时、随地进行各种题型的数据采集。
本文主要介绍了串口数据的温度的采集实现动态曲线，串口数据的采集是JA V A程序设计中的重要组成部分。随着现在社会生活工作节奏越来越快，人工的做一些数据收集的事情已经不能满足社会的需要。而串口程序的出现却很好的解决了这个问题。一个串口，加上相应的程序，就可以对数据进行采集、整理，以及分析。这样，既有效的节约了成本，也很好的实现了数据的有效性，减少了错误的出现。
系统利用DSl8B20数字温度传感器和Atmel公司的AT89S51单片机作为控制核心设计成智能温度采集模块，采集环境温度；将测得数据经串口传送给计算机。创新之处是采用虚拟仪器技术，利用LabVlEW软件编写相应上位机软件，控制采集模块进行温度采集，串口的数据传输，然后对数据处理和显示。
关键字:数据采集系统，温度传感器，单片机，串口通信
ABSTRACT
Data acquisition system is the intelligent data acquisition system for the collection of modern data acquisition theory, method and the Java graphical user interface, graphics to provide personalized learning "flexible, convenient, scientific, fair" "individualized data acquisition services", data acquisition pattern can at any time, anywhere for various types of.
This paper mainly introduces the serial data acquisition of temperature to achieve dynamic curve, the serial data acquisition is an important part of the program design of JA V A. Now with the social life and work in an increasingly fast pace, artificial do some data collection has been unable to meet the needs of the society. The serial program is a good solution to the problem. A serial port, and a corresponding program, you can collect, the data, and analysis. So, can effectively save the cost, but also can realize the validity of data, reduce errors.
STC89C52 singlechip digital temperature sensor DSl8B20 and STC into the design of intelligent temperature acquisition module using system, collection of environmental temperature; the measured data is transmitted to computer via serial port. Innovation is the use of virtual instrument
technology, the preparation of the corresponding computer software using LabVlEW software to control the acquisition module, temperature acquisition, data transmission, then the data processing and display.
Key Words: The data acquisition system,a temperature sensor, serial port, serial port communication
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
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使用授权说明
本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本
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学位论文原创性声明
本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
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学位论文版权使用授权书
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论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日
导师签名：日期：年月日
目录
第1章引言 (1)
1.1系统的概述 (1)
1.1.1选题的背景 (1)
1.1.2目的和意义 (1)
1.2研究理论基础 (2)
1.2.1java技术介绍 (2)
1.2.2数字温度传感器 (3)
1.2.3单片机 (4)
1.3本章小结 (5)
第2章可行性研究 (6)
2.1可行性分析 (6)
2.2可行性研究的结果 (6)
2.3本章小结 (7)
第3章需求分析 (8)
3.1需求分析概述 (8)
3.2具体功能 (8)
3.3系统流程图 (8)
3.4系统功能图 (11)
3.5本章小结 (12)
第4章总体设计 (13)
4.1总体设计的任务 (13)
4.2硬件设计 (14)
4.2.1电源电路 (14)
4.2.2温度采集电路 (15)
4.2.3电路设计 (16)
4.2.4系统组成 (16)
4.2.5 温度测量单元硬件 (18)
4.3软件设计 (18)
4.3.1系统概述 (18)
4.3.2下位机软件 (19)
4.3.3上位机软件 (19)
4.4程序的启动 (20)
4.4.1理论原理 (20)
4.4.2实现代码 (20)
4.5数据采集实时显示程序设计 (24)
4.6本章小结 (28)
第5章详细设计 (29)
5.1注册模块的设计 (29)
5.2用户登录模块设计 (30)
5.4实时曲线的生成 (33)
5.5本章小结 (34)
第6章系统的测试 (35)
6.1系统测试的基本概念 (35)
6.2测试环境及方法 (35)
6.2.1测试环境 (35)
6.2.2测试方法 (36)
6.3测试内容 (36)
6.3.1温度信号采集 (36)
6.3.2串口调试 (37)
6.4本章小结 (37)
第7章总结 (38)
参考文献 (39)
致谢 (40)
附录 (41)
第1章引言
1.1系统的概述
1.1.1选题的背景
随着计算机技术的飞速发展，新形势的得到来，信息和改变了我们这个社会。企业在数据的采集、分析各个方面也在悄悄的改变。一个企业的数据采集分析将是一个很大的工程。如果之使用人工来完成，这将会消耗巨大的资金和时间。但是，如果将这些交给计算机来完成，无疑将会更快捷，更方便，更安全。
21世纪的今天，科学技术的发展日新月异，科学技术的进步同时也带动了测量技术的发展，现代控制设备不同于以前，它们在性能和结构发生了翻天覆地的变化。我们已经进入了高速发展的信息时代，测量技术是当今社会的主流，广泛地深入到应用工程的各个领域。温度是工业、农业生产中常见的和最基本的参数之一，在生产过程中常需对温度进行检测和监控，采用微型机进行温度检测、数字显示、信息存储及实时控制，对于提高生产效率和产品质量、节约能源等都有重要的作用。伴随工业科技、农业科技的发展，温度测量需求越来越多，也越来越重要。但是在一些特定环境温度监测环境范围大,测点距离远,布线很不方便。这时就要采用无线方式对温度数据进行采集。
1.1.2目的和意义
为了实现计算机对生产过程及对象的控制，需要将对象的各种测量参数按照要求转换成数字信号送入计算机。经计算机运算处理后再再转换成适合于对生产过程进行控制的量。所以在危机和生产过程之间，必须设置信息的变换和传递通道。而我们所做的模拟输入通道，主要功能就是随时间变化的模拟输入信号变成数字信号送入计算机，主要有多路转换器，采样保持器和 A/D转换器等组成。
该系统主要用于温度检测，实现温度信号的采集，是一个状态反馈系统，并非动态控制系统。他可以利用放大器实现多个点的温度巡回检测，并在LED上显示当前的温度值和通道号。当温度信号改变时，LED显示的值也随之改变。
1.2研究理论基础
1.2.1java技术介绍
1.java起源
Java来自于1991年Sun公司的一个叫Green的项目，其原先的目的是为家用消费电子产品开发一个分布式代码系统，可以吧E-mail发给冰箱、电视机等家用电器，对它们经行控制。开始，准备采用C++，但C++太复杂，安全性差，最后基于C++开发了一种新的语言0aK (Java的前身)，0aK是一种用于网络的精巧而安全的语言。
1994年下半年，Internet的快速语言发展，促进了Java语言研制的进展，Green项目组成员用Java编制了HotJava浏览器，触发了Java进军Internet上受欢迎的开发与编程语言，现已发展成为一种重要的Internet 平台。
2.java的特点
简单性：Java语言是一种面向对象的语言，它通过提供最基本的方法来完成指定的任务，程序开发者只需对基本的概念有个初步了解，即可用其编写出适合于各种情况的应用程序。
安全性：程序运行时，内存由操作系统分配，这样就避免了病毒通过指针侵入系统。Java对程序提供了安全管理器，互联网程序是不能随意访问客户端的资源的，这样可防止病毒的侵入和程序的非法访问。
平台无关性：Java的平台无关性是指可以在不同的平台上运行。Java 引进了虚拟机原理，Java虚拟机是建立在硬件和操作系统之上的，可以对Java中的二进制代码进行解释执行，使得Java可以运行在安装了Java运行环境的操作系统上，也就真正实现了"一次编译，到处运行"的特点。
可移植性：指编写的程序可以同时在不同的平台上运行。使用Java 语言编写的程序，只要做较少的修改，甚至有时根本不修改就可以在不同平台上运行。
面向对象语言：Java语言是一种纯面向对象的语言，它的设计集中于对象及其接口，对象中封装了它的状态变量和相应的方法，实现了模块化和信息的隐藏；而类的封装性、继承性等特性，使程序代码只需一次编译，
就可以通过上述特性被反复利用。
多线程：Java的主要目标之一就是使程序开发者可以交互程序，对一个问题可以分解成多个任务来执行。
健壮性：Java语言在伪编译时，做了许多早期潜在问题的检查，并且在运行时又做了一些相应的检查，它的这种"防患于未然"的手段将许多程序中的错误扼杀在摇篮之中。
3.java的开发工具
JBuilder：JBuilder是Borland公司开发的针对Java的开发工具，JBuilder的核心有一部分采用了VCL技术，使得程序的条理非常清晰。JBuilder另一个特点是简化了团队合作。Jbuilder支持最新的Java技术，包括Applets、JSP/Servlets、JavaBean以及EJB (Enterprise JavaBeans)的应用。
Eclipse: 中文的翻译为“帕斯菲达，是一种可扩展的开放源代码IDE。集成开发环境(IDE)经常将其应用范围限定在“开发、构建和调试”的周期之中。Eclipse允许在同一IDE中集成来自不同供应商的工具，并实现了工具之间的互操作性，从而显著改变了项目工作流程，使开发者可以专注在实际的嵌入式目标上。
JCreator: Jcreator是一个用于Java程序设计的集成开发环境，具有编辑、调试、运行Java程序的功能，是Java 语言编程开发人员的IDE 工具。它为使用者提供了大量强劲的功能，例如: 项目管理、工程模板、代码完成、调试接口、高亮语法编辑、使用向导以及完全可自定义的用户
界面。第一次启动时提示设置JavaJDK主目录及JDKJavaDoc目录，软件自动设置好类路径、编译器及解释器路径，还可以在帮助菜单中使用JDKHelp。可无限撤销、代码缩进、自动类库方法提示、按所选智能定位查阅JavaAPI文档等功能。采用仿VS2005界面设计，体验感觉更快更好更易用。支持JSP、Ant、CVS。小巧、易用、美观，是Java初级程序员的理想IDE。
InterlliJ IDEA: IDEA 全称IntelliJ IDEA，是Java语言开发的集成环境，IntelliJ在业界被公认为最好的java开发工具之一，尤其在智能代码助手、代码自动提示、重构、J2EE支持、Ant、JUnit、CVS整合、代码审查、创新的GUI设计等方面的功能可以说是超常的。
1.2.2数字温度传感器
DSl8B20数字温度传感器：
DSl8B20是DALLAS公司生产的单线数字温度传感器，他具有独特的单线总线接口方式。文章详细的介绍了单线数字温度传感器DSl8B20的测量原理、特性以及在温度测量中的硬件和软件设计，具有接口简单、精度高、抗干扰能力强、工作稳定可靠等特点。
图1-1 DSl8B20方框图
采用数字温度传感器DS18B20测量温度，输出信号全数字化。便于单片机处理及控制，省去传统的测温方法的很多外围电路。且该芯片的物理化学性很稳定，它能用做工业测温元件，此元件线性度较好。在0~100摄氏度时，最大线形偏差小于1摄氏度。DS18B20的最大特点之一采用了单总线的数据传输，由数字温度计DS1820和微控制器AT89S52构成的温度测量装置，它直接输出温度的数字信号，可直接与计算机连接。这样，测温系统的结构就比较简单，体积也不大，且由于AT89S52可以带多个DSB1820，因此可以非常容易实现多点测量。轻松的组建传感器网络。采用温度芯片DS18B20测量温度，可以体现系统芯片化这个趋势。部分功能电路的集成，使总体电路更简洁，搭建电路和焊接电路时更快。而且，集成块的使用，有效地避免外界的干扰，提高测量电路的精确度。所以集成芯片的使用将成为电路发展的一种趋势。本方案应用这一温度芯片，也是顺应这一趋势。
1.2.3单片机
AT89S52单片机：
AT89S52单片机片内的Flash可允许在线重新编程，也可用通用非易失性存储编程器编程；片内数据存储器内含128字节的RAM；有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口;具有两个16位可编程定时器；中断系统是具有6个中断源、5个中断矢量、2级中断优先级的中断结构；震荡器频率0到33MHZ，因此我们在此选用12MHZ的晶振是比较合理的；具有片内看门狗定时器；具有断电标志POF等等。AT89S51具有PDIP、TQFP和PLCC三种封装形式。
图1-2 AT89S51引脚图
1.3本章小结
本章主要介绍了数据采集系统的开发背景和开发工具。通过本章知识的学习，使大家对数据采集系统有了初步的了解。
第2章可行性研究
2.1可行性分析
原理：
读串口数据的原理是,只要当有数据向串口发数据来时，计算机就会自动将其数据写到一个特定的缓冲区,我们只要写程序去读那个特定的缓冲区就可以了。
有数据向串口发过来时,程序可以将数据接收到,接收的数据是字符型的,那么将数据转化为数字型的,再将这个数据的大小作为画图的某一个点的纵坐标,横坐标为数据的序号.将这些点用线连起来就是一个曲线图了,这个就是图形显示基本原理。
查看原来的数据的原理也是这样的,不同的地方就是,数据是从文件中来,同样的也是将多个数据分成一个一个的,然后这一个数据的大小就是画图的某一个点的纵坐标,横坐标同样为数据的序号,再将这些点用线连起来就是曲线图。
图形能移动的原理,是我们首先改变的只是数据,图形并没有变,但图形的形式是由这些数据来确定的,当数据发生变化后,我们通过刷新显示区来变化的。
可行性分析：
现在，计算机已经十分普及价格低廉性能很好，本系统的开发可以为代替人工进行许多繁杂的工作，节约资源提高数据管理的工作效率，同时具有较高的安全性。本系统所耗资源小，企业的电脑能够满足，所以本系统在运行上是可行的。在技术上，运用Java技术，在后台数据库方面采用本地记事本作为数据库的方式，本系统依靠当前技术完全能够实现。
2.2可行性研究的结果
技术可行性：在硬件方面，则选择空间较大，只要是Pentium IV系列及以上的计算机都可以，内存在1G以上，硬盘在80G以上能，都可以满足系统的开发需要！当然，硬件的配置越高，系统的开发与运行会更流畅。考虑到如今的家用或商用电脑硬件的整体配置水平，系统在硬件方面是可行的。
运行可行性：该系统需要搭建JVM即JAVA虚拟机，在此环境下，并且在正确连接数据库后可以正常运行。
法律可行性：该平台是作为毕业设计与商业无关，又因为是自主开发设计，因此不会构成侵权，在法律上可行的。
通过以上的可行性分析,本系统采用java技术.