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多路无线数据采集系统的设计

河北工业大学

硕士学位论文

多路无线数据采集系统的设计

姓名：吕增良

申请学位级别：硕士

专业：微电子学与固体电子学指导教师：孙以材

20061201

河北工业大学硕士学位论文

多路无线数据采集系统的设计

摘要

文章介绍了基于nRF401芯片的多路无线数据采集系统的设计。系统采用主机-从机体系结构,主机可同时对多个采样点进行数据读取。为了保证数据传输的可靠性,必须对数据传输制定简单的通信协议,用户可以通过与系统进行交互来控制诸如采样频率之类的系统参数.

随着无线通信技术的发展，无线数据传输系统的应用领域不断扩大，基于射频技术的监控系统是无线数据传输在通信领域和自动化控制领域的重要应用的典型实例，根据工业控制传感器分布特点，开发了一个基于射频技术的嵌入式网络监控系统。主控芯片选择Philips公司的P89V51RD2,实现对无线射频模块数据传输的控制。射频模块的设计基于Nordic公司的nRF401射频收发芯片，通过在国际通用的ISM频段实现数据的短距离无线传输。

论文详细介绍了无线数据传输平台硬件模块的设计及其功能的实现，利用无线数据传输模块构建一个小型无线局域网络，该网络包括一个主控机，一个主机和多个终端，主机和终端之间通过串口进行数据通信，通过应用程序完成数据的处理。基于无线数据传输的嵌入式网络监控系统平台可以广泛的应用于工业控制领域，具有广泛的发展前景。

关键字：射频，无线传输，压力传感器，同步

多路无线数据采集系统的设计

THE DESIGN OF WIRELESS DATA COLLECTION SYSTEM WITH MULTIPLE CHANNELS

ABSTRACT

The design of a wireless data collection system based on IC nRF401 has been introduced. The system uses master-slave architecture, and the master can sample the data of multiple points at the same time. In order to insure the reliable transmission of the data, a protocol must be made to adjust the transmission between the master and slave. User can control the parameters of the system such as the sampling frequency by means of the communication with the system.

With the development of wireless communication, the application area of wireless data transmission system is expanding unceasingly. the monitoring system based on RF(Radio Frequency)technology is one of the great applications of wireless data transmission in wireless communication and automatic area. According to the distributed characteristics of the sensor in the control field, a embedded monitoring and control system based on the Radio Frequency (RF) are presented and developed in the thesis. The MCU selected in the system is P89V51RD2, that realizes the control of the RF module and data transmission. nRF401 produced by the Nordic company is chosen to fulfill the short distance wireless data transmission in ISM band which is used generally in the world.

A small network with the wireless module is introduced in this thesis, A host station and terminals is point to multi-point wireless data transmission. Data are exchanged between host and main controller through serial ports. The main controller disposes of data by a application software. This wireless communication platform based on the embedded monitoring network can be widely used in industrial control field, And it shows a splendid application in the future.

KEY WORDS:RadioFrequency,WirelessTransmission,PressureSensor, Synchronization

原创性声明

本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。

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（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）

学位论文作者签名：日期：

导师签名：日期：

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第一章绪论

§1-1 问题的提出

在现代测量中，测控系统需要采集传感器所获得的数据，而且在数据采集与处理系统中，往往需要通过上位机软件对采集到的数据进行处理或加以统计。在测量点比较集中的地方，可以采用有线连接的数据通信方式。但是在许多比较特殊的环境有线连接则往往不能满足需求。对于测量点比较分散的测量环境采用有线数据传输方式通信需要较高的代价。如高腐蚀环境、现场无法实现明线连接或者为了保证安全等许多条件下，采用传统的数据传输信道即通过有线传输采集的数据，如通过RS232、CAN总线等已经不能满足数据采集与传输的需要，这时采用无线数据传输就显示出巨大的优势，无线数据传输不受地理环境、气候、时间等条件的限制，具有广阔的应用前景。

§1-2 国内外发展动态

近年来随着计算机技术的发展，通信技术、集成电子技术的飞速发展，在国内射频（RF）技术也趋于成熟，开发出了种类齐全的射频无线数据传输芯片。这些射频芯片不仅传输速率快而且有相对较高的灵敏度。如今这些芯片正向集成化，小型化的方向发展，使用成本也大大降低，采用射频芯片来开发嵌入式产品有非常广阔的应用前景。目前，国内外知名厂商都非常重视射频传输芯片开发研究以及应用射频芯片的嵌入式系统的设计。

现代随着射频技术的发展，无线传输芯片尺寸越来越小，功能越来越齐全，再加上辅助原件后在性能上更加优越，传输距离更远，信号的稳定性更高，传输速率更快，抗干扰性更强，特别是用于工业控制场合，现在市场上的无线传输芯片主要为FSK调制方式，其频率发生器种类繁多，但基本上可分为三大类：一、采用LC振荡器，可靠性低但价格便宜；

二、采用声表振荡器，频率稳定性高于LC振荡器；三、采用锁相环技术，稳定性很高但价格较贵。

在国内，应用这些高集成度芯片嵌入要开发的系统中，广泛应用到国民经济的各个领域中：如无线数据采集传输系统，车辆监控，小型无线网络，无线抄表，工业数据采集系统，水文气象监控，机器人制造等等。这些应用使我们的现代办公和生活更加方便安全。

测量系统，甚至能很方便的接入Internet网络。据光电行业开发协会( OIDA )做出的最新预测，从2003年到2006年期间，智能传感器的国际市场销售量将以每年20%的高速度增长[1]。

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§1-3 课题主要内容

本课题主要任务是实现多路无线数据采集系统的设计（本课题所采集物理参量为压力），系统框图如图1.1所示。数据采集端对环境的物理参量进行采集并通过无线方式把数据发送出去，数据接收端对采集端发送的数据进行接收并显示给用户。

图1.1系统组成框图

Fig1.1 The Structure of the System

文章在系统硬件设计上：详细阐述系统各个模块的硬件选择与连接，对模块设计中比较重要和需要注意的问题做重点介绍。在软件设计上，总体分为无线发射部分控制软件和无线接收部分控制软件两部分的设计。由于系统的传输信道是无线信道，所以在软件设计上抗干扰设计成为重要内容。

由于嵌入式系统本身的局限性（比如显示器件分辨率低，存储空间小，数据处理能力有限等），因此把系统接入计算机，利用计算机强大的处理及存储能力，通过软件对数据进行存储以及进一步处理很有必要，本系统最终决定采用USB接口与计算机通信。

经过对系统的测试，设计的基于射频的数据采集系统已经能够实现对数据的远程数据采集，最远传输距离达200米，抗干扰能力强，能够广泛用于遥控、遥测、工业数据采集小型无线数据终端等等。

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第二章数据采集端设计

§2-1系统采集端简介

数据采集系统在工业控制等领域中有着广泛的应用，用于获取各种现场测量数据[2]。在计算机控制系统或计算机信息管理系统中，需要采集各种信息并将其送入计算机内部进行处理。因此作为获取信息的重要工具，数据采集系统目前正日益广泛的用于生产、科研等的各个领域[3][4][5][6]。

数据采集端功能框图如图2.1所示，各个部分模块功能叙述如下：

图2.1 数据采集端功能框图

Fig.2.1 The Structure of the Host

1.压力传感器：为压阻式传感器，负责把外部压力转化为易于处理的电信号。

2.信号调理电路：传感器的原始输出信号都比较小，为了获得足够的分辨率或灵敏度，

必须进行放大，此部分电路主要功能就是对压力传感器输出的电信号进行放大处

理。

3.A/D转换器件：此部分电路负责把电压信号转化为单片机能够处理的数字信号。

4.温度采集电路：对现场温度进行采集并传送给单片机。

5.单片机：根据读取的A/D转换值和现场温度计算出压力值，并将其现实给用户。

6.无线收发模块：负责把压力数据以无线方式发送给数据接收端。

§2-2 压力传感器简介

在国家标准GB/T7665—1987《传感器通用术语》中，传感器的定义为：“能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。其中，敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分；转换元件是指传感器中

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能将敏感元件感受的或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号部分”[7]。

对于采用硅弹性材料、半导体工艺和微机械加工技术的扩散硅压力传感器，除了灵敏度

高这一优点外，还具有体积小、重量轻、成本低等优点，在各行业中得到了广泛的应用。但

由于半导体材料的固有特性，压阻式传感器普遍存在着如下几方面的问题[8]：

1. 一致性问题：由于工艺的关系，即使同一批生产的传感器，其特性也会有比较大的

离散性。为了保证足够的精度，必须对每个传感器进行校准。

2. 温漂问题：半导体材料对于温度变化很敏感，因此温漂问题在压阻式传感器中尤其

显得突出。实际应用中，必须采取一定措施，对传感器的温度漂移进行补偿。

3. 非线性问题：这是普遍存在于各种传感器中的问题。为了便于信号的传送及处理必

须对传感器输出信号进行线性化处理。

4. 传感器的原始输出信号都比较小，为了获得足够的分辨率或灵敏度，必须进行放大

并使输出信号标准化。

压力传感器将外部压力转换成随压力大小变化的电信号，其原理如图2.2所示。压阻式

压力传感器的四个检测电阻多接为惠斯登电桥形式，假设四个扩散电阻的起始阻值都相等且

为R,当有应力时,两个电阻阻值增加,增量为R Δ,另两个电阻阻值减小,减小量为R Δ,由于温

度影响,使每个电阻值都有T R Δ的变化量。因此,电桥的输出: T R

V E R R Δ=+Δ

[9]。

图 2.2 压阻传感器内部结构

Fig.2.2 Architecture Of The Sensor

信号调理电路负责对传感器产生的电信号加以放大，并进行必要的修正去噪后输出到下

一级。A/D 转换电路将随压力变化的模拟电信号转化为单片机易于处理的数字信号，并传送

给单片机。单片机把A/D 值转化为与之对应的压力值。由于压力传感器的输出特性参数是随

温度变化的(如图2.2所示T R Δ的存在)，所以单片机还负责根据现场采集的温度对压力值进

行软件补偿（最小二乘曲线拟合

[10] ）。无线收发模块负责把所采得的压力值以无线电波的方

式发送出去。

压阻式传感器受到温度影响后，就产生零点温度漂移和灵敏度温度漂移。这是压阻式传

感器最大的弱点。

零点温度漂移是因扩散电阻的阻值随温度变化引起的。扩散电阻的温度系数随薄层电阻

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的不同而不同。薄层电阻小 ( 表面杂质浓度高 ) 时，温度系数小些；薄层电阻大 ( 表面杂质浓度低 ) 时，温度系数大些。但总的来讲，温度系数较大。当温度变化时，扩散电阻的变化就要引起传感器的零点产生漂移。如果将各力敏电阻的阻值做得大小差不多，温度系数也一样，电桥的零点温漂可以很小，但这在工艺上难以实现。

压阻式传感器的灵敏度温度漂移是由于压阻系数随温度变化引起的[11]。温度升高时，压阻系数变小；温度降低时，压阻系数变大，所以传感器的灵敏度，当温度升高时要降低，温度降低时要升高，也就是说传感器的灵敏度温度系数是负的。如果扩散电阻的表面浓度高些，压阻系数随温度的变化要小些，传感器的灵敏度温度系数也要小些。

对于传统传感器采用模拟方式对信号在模拟域进行处理，校准与补偿采用激光微调薄膜电阻、电位器等“模拟记忆”元件，温度补偿一般采用热敏电阻、二极管等温度敏感元件[12]。

§2-2压阻式传感器的温度补偿

2-2-1 温度补偿应用[48]

压阻式传感器由于有很多优点，因而发展很快，但是温度误差却是这类传感器发展中的一个需要解决的问题，所以在使用压阻式传感器时须进行温度补偿。温度补偿有硬件补偿和软件补偿两种方式。硬件补偿就是在传感器桥臂附加串并联电阻网络达到消除或减小温度影响的目的，而软件补偿就是利用微机或单片机系统对实时采集的数据进行综合修正达到消除和减小温度的影响。

图2.3在不同温度下传感器输出与输入压力的关系

Fig.2.3 The Relationship Between The Uutput Of The Sensor And The Input Pressure

由上图2.3可以看出在不同温度时传感器输出与输入压力呈现出不同的线性关系。因此

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提出各种补偿技术，改进了热漂移和非线性[13]，使测量精度提高了1~2个数量级。这里又可

分为硬件补偿和软件补偿。其中硬件补偿有利用自平衡电桥对零点和灵敏度热漂移补偿

[14][15]、利用热敏电阻结合零点电漂移补偿热零点漂移[16]、利用二极管对灵敏度的非连续性

补偿、运用零点电漂移选择合适的激励电压消除热零点漂移

[17]，利用双电桥消除热零点漂移，还有桥外晶体管补偿法[18]、厚膜电路补偿法[19]。

软件补偿技术实际上是单片机在压力传感器信号处理中应用。软件补偿的效果要比硬件

补偿好，达到精度更高。由于单片机的价格不断降低，导致软件补偿的成本向硬件补偿靠近。

但往往一种软件的算法编程通常只适用于一个或一批性能相近的传感器。每一中传感器都要

进行细致逐点进行试验测定零点和灵敏度及其热漂移，因此工作量大。软件补偿的算法又可

细分为曲线拟合和表格法。

后者是把实验测得的数据存入EEPROM 中，按一定的简单算法（如插值法），通过接口将实时测定的温度和输出电压信号转换成压力进行数字显示。曲线拟合

法又可分为最佳拟合直线法

[20]和多项式拟合曲线法。 2-2-2牛顿插值简介

拉格朗日插值的优点是插值多项式特别容易建立，缺点是增加节点时原有多项式不能利

用，必须重新建立，即所有基函数都要重新计算，这就造成计算量的浪费；牛顿(Newton)

插值多项式是代数插值的另一种表现形式，当增加节点时它具有所谓的“承袭性”，这要用

到差商的概念。由于牛顿插值拟合方法运算量小，占用存储空间小，拟合效果好等优点，所

以软件补偿采用牛顿插值拟合方法实现，下面对牛顿拟合多项式作简单介绍。

<1> 差分的定义　

设插值节点为等距节点：i x =0x +ih(i=0,1,2,…，n)，其中h 称为步长，函数y=f(x)

在i x 的函数值为i f =f(i x )(i=0,1,2,…，n)，11,?+??i i i i f f f f 分别称为f(x)在i x 的一

阶向前差分和一阶向后差分，记作 △i f =,

1i i f f ?+,　▽i f =1??i i f f

其中，△称为向前差分算子，　▽称为向后差分算子。一阶差分的差分1

,1?+???Δ?Δi i i i f f f f 分别称为f(x)在i x 二阶向前差分和二阶向差分差分，记作 1212,?+???=?Δ?Δ=Δi i i i i i f f f f f f

一般地，m-1阶差分的差分　

11111,????????Δ?Δi m i m i m i m f f f f 分别称为f(x)在i x 的m 阶向前差分和m 阶向后差分，记作　

11111,????????=?Δ?Δ=Δi m i m i m i m i m i m f f f f f f 由差分的定义知，差分计算比差商计算方便得多，因为它省去了除法运算，计算差分通常用

表2.1所示的差分表。　

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表2.1 差分表

Table2.1 Difference Table

i f

一阶差分二阶差分三阶差分四阶差分 … 0f )(10f f ?Δ … 1f )(21f f ?Δ )(2202f f ?Δ

… 2f )(32f f ?Δ )(3212f f ?Δ )(3303f f ?Δ …

3f )(43f f ?Δ )(4222f f ?Δ )(4313f f ?Δ)(4404f f ?Δ …

… … … … … …

<2> 差分的性质　

性质 1 n 阶差分是n+1个函数值的线性组合，　

∑ ∑ =????=?+?+?++? = ?++?++? = ? ? = ?++?++? = Δ n j j i j

j n i n n n j i j n j i n i i m n j j i n j n j i

n n n j i n j n j i n n i i m f c f c f c f c f f f c f c f c f c f f ;0110

11ln ) 1 ()1(...)1(... . ) 1 ()1(...)1(... 一般地，可用数学归纳法证明此性质。　

性质 2 在等距节点的情况下，差分和差商及导数有如下关系：　

<3> 等距节点的牛顿插值公式　

设等距节点

i x =0x +ih，记i f =f(i x ) (i=0,1,…，n)。当x∈［0x ,n x ;］时，令x=0x +th

(0≤t≤n)，如当x 为32,x x 的中点时，x=0x +2.5h。将牛顿插值公式中的差商用差分代替，因为　x- i x =(0x +th)-(0x +ih)=(t-i)h,从而，牛顿插值公式在等距插值节点下的形式为：

00200)1)...(1(!1...)1(!21)(f n t t t n f t t f t f th x N n n Δ+??++Δ?+Δ+=+ 称为牛顿前插公式。此时　

101))...(1()(++??=+n n h n t t t th x ω

余项为 ]

,[),()!1())...(1()(0)1(10n n n n x x f h n n t t t th x R ∈+??=+++ξξ （2.2.1）

类(2.2.1)似在有牛顿后插公式(-n≤t≤0)：

00200)1)...(1(!1...)1(!21)(f n t t t n f t t f t f th x N n n ??++++?++?+=+(2.2.2)

余项为　

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],[),()!1())...(1()(0)1(10n n n n x x f h n n t t t th x R ∈+++=+++ξξ (2.2.3)　

一般来说，如果要计算

0x 附近的f(x)，用牛顿前插公式；如果要计算n x ;附近的f(x)，用牛

顿后插公式。　

利用牛顿差值对传感器进行温漂补偿的程序如下：

#define TEMP_DEPTH 7 //温度级数

struct LINE code L[TEMP_DEPTH]={{2.4063,-386},{2.492,-370},{2.5657,-329},

{2.6537,-283},{2.7837,-266},{2.9738,-260},{3.2809,-220}};

float code t[TEMP_DEPTH]={-10,0,10,20,30,40,50};

float f[TEMP_DEPTH];

float AA[TEMP_DEPTH];

/*******************************************************************/

int PRS(WORD AdcVal,int TempVal){

BYTE index,JcIdx;

float Prs,tmp;

//计算不同温度对应压强值

for(index=0;index

f[index]=L[index].k*(float)AdcVal+L[index].b;

display();

}

//牛顿插值计算

AA[0]=f[0];

for(index=1;index

for(JcIdx=index;JcIdx

AA[JcIdx]=(f[JcIdx]-f[JcIdx-1])/(t[JcIdx]-t[JcIdx-index]);

}

for(JcIdx=index;JcIdx

f[JcIdx]=AA[JcIdx];display();

}

Prs=0;

for(index=0;index

tmp=AA[index];

for(JcIdx=0;JcIdx

tmp*=(TempVal-t[JcIdx]);display();

}

Prs+=tmp;

}

return Prs;

}

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§2-3 信号处理电路

<1>图2.4所示是压力信号的放大电路，压力传感器的输出信号经过图2.4所示电路处理后送至AD转化电路输入端。图2.4示第一级为差动放大级，对输入的差动信号作减法后输入到下一级。

图2.4 信号放大电路

Fig.2.4 Signal Amplifier Circuit

<2> 图2.5为数码管显示驱动电路原理图，由于单片机IO端口驱动能力有限，因此不

能直接驱动数码管显示，所以需经过三极管对驱动电流放大进行放大然后驱动数码管进行数据显示。

图2.5 数字显示电路

Fig.2.5 Data Display Circuit

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<3> 采样保持与A/D转换芯片的选取[21]

1.采样保持器的选取

在数据采集过程中，因任何一种A/D转换器需要一定的时间来完成量化级编码操作，所以如果在系统中直接将模拟信号送入A/D转换器进行转换，则在转换过程中，模拟信号发生了变化时就会直接影响转换的精度。这样就要求输入到A/D转换的模拟量在整个转换过程中保持不变，但转换完成后又要求A/DA/D转换器的输入信号能跟模拟量变化，这样就需要选择采样保持器。

采样保持器有两种工作方式：一是采样方式，二是保持方式。在采样方式中，采样保持器的输出模拟量为输入电压。在保持状态时，采样保持器的输出将保持在保持命令发出时刻的模拟量输入值，直到保持命令撤消为止。此时，采样保持器的输出重新跟踪输入信号变化，直到下一个保持命令到来为止。采样保持器在系统中的主要用途是：保持采样信号不变，以便完成A/D转换。

数据采集模块选用的采样保持器为LF198。LF198是由双极型绝缘栅场效应管组成的采样保持器，它具有采样速度快，保持下降速度以及精度高等特点。

2.A/D转换芯片的选取与应用

系统中选取的A/D转换芯片为8位通用A/D转换芯片ADC0809。该芯片主要特征如下：·8位逐次逼近型A/D转换器，所有引脚的逻辑电平与TTL兼容；

·带有锁存的8路模拟转换开关，可对8路0-5V模拟量进行分时转换；

·输出具有三态锁存/缓冲功能；

·转换时间：100us;

·片内无时钟，一般需要外加640KHz以下且不低于100KHz的时钟信号。

ADC0809芯片分为模拟多路转换开关和A/D转换两大部分。模拟多路开关由8路模

拟开关和3位地址锁存与译码器组成，地址锁存信号ALE将3位地址信号ADD-C、ADD-B和ADD-A、进行锁存，然后由译码电路选通其中一路模拟信号加到A/D转换部分进行转换。A/D 转换部分包括比较器、逐次逼近寄存器SAR、控制与时序电路等，另外具有三态输出锁存缓冲器，其输出数据线可直接连接CPU的数据端。单片机与ADC0809的连接原理图如图2.6

所示：

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[21]

图2.6 单片机与ADC0809的连接原理图

Fig.2.6 The Connect Between MCU and ADC0809

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第三章无线数据传输

§3-1 无线数据传输模块简介

3-1-1 无线传输简介

无线数据采集系统系统是一软硬件结合的系统，其中的短距无线数传模块[22] [23]是本系统的核心和难点之一。其可靠性与工作距离直接决定着本系统的工作性能。目前较常见的近距无线通信技术是蓝牙(Bluetooth)[24]，无线局域网 802.11(Wi-Fi)和红外数据传输(IrDA)。另外还有一些具有很大发展潜力的近距无线技术，包括：超宽频(UltraWideBand)、短距通信(NFC)、WiMedia、ZigBee 和专用无线系统等。它们都有其各自的特点，有的可以满足传输速度、距离、耗电量等的特殊要求；有的具有更好的功能的扩充性；有的只针对某些单一应用的要求[25][26][27]。

图3.1所示为典型系统的简化方框图，该系统是信息可以在生成信息的信号源和请求信息的目的地之间进行传输，如图所示系统为简单的单工系统，当使用两条的这样的链路时，可以从接收位置向信号源发送另一个信息，即可双向发送信息则该系统称为双工系统。如果两台发射机不同时工作，则该系统称为半双工系统[28]。

图3.1 通信链路框图

Fig.3.1 Communication Link Circuit

应用无线收发模块的短距离无线通信以其特有的抗干扰能力强、可靠性高、安全性好、受地理条件限制少、安装施工简便灵活等特点，在许多领域都有着广阔的应用前景[29][30][31]。为了达到系统要求，经过对各个厂家的无线收发芯片进行评估，最终决定选用nRF401芯片。

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3-1-2 nRF401简介[32]

nRF401是挪威Nordic VLSI公司最新推出的单芯片RF收发机，专为在433MHz ISM (工业、科研和医疗) 频段工作而设计。它是目前集成度最高的无线数传产品。该芯片集成了高频发射、高频接收、PLL合成、FSK 调制、FSK解调、双频道切换等功能，具有性能优异、功耗低、使用方便等特点。

NRF401接收机使用具有较强抗干扰能力的FSK频移键控(Frequency-ShiftKeying)调制方式，改善了噪声环境下的系统性能；采用DSS+PLL频率合成技术，工作频率稳定可靠。与ASK幅移键控(Amplitude-ShiftKeying)和OOK开关键控(On-Off Keying)方式相比，这种方式的通信范围更广，特别是在附近有类似设备工作的场合。

NRF401的串口可以与任何单片机接口，也不需要进行设置，应用及编程非常简单，可直接传输串口数据，传送的效率很高，是一种能方便地与各种单片机配合使用的方案。

图3.2 基于nRF401的无线数据收发电路

Fig.3.2 Wireless Circuit Based On nRF401

Standby->RX的切换

从待机模式到接收模式，当PWR_UP输入设成1时，经过tST时间后，DOUT脚输出数据才有效。如表3.1。对nRF401来说，tST最长时间是3ms,如图3.3(a)所示。

Standby->TX的切换

从待机模式到发射模式，所需稳定的最大时间是tST,如表3.1。

Power Up->TX的切换

从加电到发射模式过程中，为了避免开机时产生干扰和辐射，在上电过程中TXEN的输入脚必须保持为低，以便于频率合成器进入稳定工作状态。当由上电进入发射模式时，TXEN必须保持1ms以后才可以往DIN发送数据，见图3.3(a)。

Power Up->RX的切换

当从RX转到TX模式时，数据输入脚（DIN）必须保持为高至少1ms才能发送数据，

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时序如图3.3(a)所示。当从TX转到Rx模式时，数据输出脚（DOUT）要至少3ms以后又数据输出。如图3.3(b)所示。

图3.3 状态转换时序图

Fig.3.3 State Change time sequence

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从上电到接收模式过程中，芯片将不会接收数据，DOUT也不会有有效数据输出，直到

电压稳定达到2.7V以上，并且至少保持5ms。如果采用外部振荡器，这个时间可以缩短到

3ms，见图3.3(b)。

表3.1 状态转换延迟

Table3.1 State Change Delay

Change of Mode Name Max Delay

ms Tx->Rx t TR 3

ms Rx->Tx t RT 1

Std.by->Tx t ST 2

ms Std.By->Rx t SR 3

ms V DD=0->Tx t VT 4

V DD=0->Rx t VR 5

ms 3-1-3天线的设计

一般而言，决定通信距离的因素有两个：系统的动态范围和电磁波的传输损耗。系统的传播损耗。系统的动态范围与两个因素有关：发射功率和接受灵敏度。动态范围=发射功率-接受灵敏度[33][34]。

由于电路工作在射频段常会产生较强的电磁效应，它能在相邻信号线或PCB走线上感生信号，从而导致串扰损害系统性能。串扰是指当信号在传输线上传输时，因电磁耦合对相邻传输线产生的电压噪声干扰。过大的串扰可能引起电路的错误出发，导致系统无法正常工作。因此在PCB设计时，必须考虑到各种电磁干扰的影响。

回波损耗主要由阻抗失配造成。高回波损耗有两种负面效应：一是信号反射回信号源会增加系统噪声；二是因为输入信号的形状发生了变化，任何反射信号基本上都会使信号质量降低[35]。因此，在射频电路中需要做到良好的阻抗匹配，这样可以减小功率损耗及系统发射干扰。天线是电磁波沿传输线路和在空间中进行传输的接口，在通信路径中非常重要。天线是无源器件，也是互易器件，同一种设计既可以用作发射天线，也可以用作接收天线。在射频电路中需要做到良好的阻抗匹配，这样可以减小功率损耗及系统发射干扰。

因此无线接口设计为差分天线，以便于是用低成本的PCB天线，nRF401还具有待机模式，这样可以更省电和高效。NRF401的工作电压范围可以从2.7-5V。

ANT1和ANT2时接收时LNA的输入，以及发送时功率放大器的输出。连接nRF401的天线是以差分方式连接到nRF401的。在天线推荐的负载阻抗是400 。

图3.4是一个典型的采用差分天线方式原理图。功率放大器输出是两个开路输出三极管，配置成差分配对方式，功率放大器的VDD必须通过集电极负载，当采用差分环形天线时，VDD必须通过环形开线的中心输入，如一个图3.4所示。一个50的单端天线或测试仪器也可以通过一个差分转换匹配网络连接到nRF401。

图3.4中的180nH电感，要求自谐振频率大于433MHz,根据具体应用不同，在50 RF

多路无线数据采集系统的设计

输入输出处,可能需要LC匹配网络。单端天线到nRF401的连接，也可以采用一个8:1的RF 线圈匹配阻抗。RF线圈必须有一个中心抽头连接到VDD。基于nRF401的无线收发模块PCB 版图及元件布局在附录中。

图3.4 PCB天线原理图

Fig.3.4 PCB antenna Circuit

如图3.2所示，调整RF偏压电阻R3可以调节输出发射功率，最大发射功率可以调整到+10dBm，图3.5表示发射功率和电阻的关系，图3.6表示发射功率与电流的关系。

图3.5 发射功率与偏压电阻的关系曲线

Fig.3.5 RF output power vs. external power setting resistor (R3) for nRF401.

数据采集系统微机原理课设

微型计算机原理及接口技术课程设计学院：专业：班级：学号：姓名：指导教师：第一部分课程设计任务书、设计内容（论文阐述的问题）设计一个数据采集系统基本要求：要求具有 8 路模拟输入输入信号为 0 —— 500mV 采用数码管 8 位，显示十进制结果输入量与显示误差 <1%

发挥部分： 1、速度上实现高精度采集 2、提高系统精度 3、设计抗干扰性二、设计完成后提交的文件和图表 1. 计算说明书部分：数据采集是指将压力、流量、温度、位移等模拟量转换成数字量后，再由计算机进行存储、处理、显示、或打印的过程，相应的系统就称为数据采集系统。数据采集的任务，就是采集传感器输出的模拟信号并转换成计算机能识别的数字信号，然后送入计算机进行相应的计算和处理，取得所需的数据。同时，将计算机得到的数据进行显示或打印，以便实现对某些物理量的监控。数据采集性能的好坏，主要取决于他的精度和速度。在保证精度的条件下，应有尽可能高的采样速度。数据采集系统应具有功能： 1）数据采集计算机按照选定的采样周期，对输入到系统的模拟信号进行采样，称为数据采集。（2）模拟信号处理模拟信号是指随时间连续变化的信号，模拟信号处理是指模拟信号经过采样和 A/D 转换输入计算机后，要进行数据的正确性判断、标度变换、线性化等处理。（3）数字信号处理数字信号处理是指数字信号输入计算机后，需要进行码制的转换处理，如 BCD 码转换成 ASCII 码，以便显示数字信号。（4）屏幕显示就是用各种显示装置如 CRT、 LED 把各种数据以方便于操作者观察的方式显示出来。

（5）数据存储数据存储是就是将某些重要数据存储在外部存储器上。在本次设计中，我们采用 8259 作为中断控制器， 8255 作为并行接口， ADC0809 作为模数转换器。 2、图纸部分：含有总体设计的功能框图、所用各种器件的引脚图、内部逻辑结构框图以及相应器件的真值表，还包括总设计的硬件连接图及软件设计流程图等。第二部分一、设计指标设计一个数据采集系统基本要求 :微型计算机最小系统具有 8 路模拟输入输入信号为 0 —— 500mV 采用数码管8位，显示十进制结果输入量与显示误差＜1% 中断方式二、设计方案论证考虑本数据采集系统要求，该系统的功能框图如下： LEDfi 示 1--- TT----- 模拟量籀人‘；放大器 =A/D转换器二;中断控制器一「8088CPU | 图1系统功能框图

多路数据采集

目录一、任务与要求 (2) 二、总体设计 (2) 1、电路原理框图 (2) 2、整体工作原理 (3) 三、各部分电路原理图 (4) 1、模拟开关部分 (4) 2、D/A转换部分 (4) 3、三态门驱动部分 (5) 3、RAM部分 (5) 4、十六位数码显示 (6) 5、A/D转换部分 (6) 6、逻辑控制与时钟电路 (7) 四、仿真结果 (7) 1、进行一路数据的采集 (7) 2、进行两路信号的采集 (8) 五：转换精度的分析 (9) 六、该电路实现的功能 (10)

多路数据采集系统的设计报告一、任务与要求数字电路所能处理的信号为数字信号，而生产实践中的许多信号属于模拟信号，因而，模/数变换和数/模变换就成为电子技术应用中的基本环节。本实验用数/模、模/数转换器为主设计制作一个数据采集系统。 (1) 用ADC0809或其它ADC 芯片实现对两路以上的模拟信号的采集，模拟信号以常用物理量温度为对象，可以经传感器、输入变换电路得到与现场温度成线性关系的0～5V 电压，也可以直接用0～5V 的电压模拟现场温度。采集的数据一方面送入存储器保存（如RAM6264），同时用数码管跟踪显示。 (2) 从存储器中读出数据，经D/A 芯片0832或其它DAC 芯片作D/A 变换，观察所得模拟量与输入量的对应情况 (3) 分析转换误差，研究提高转换精度的措施。二、总体设计 1、电路原理框图数据采集系统框图如图8-6-1。

图1数据采集系统框图说明： (1)、在multisim中使用两个函数发生器产生一个Vpp为5v的正弦波和Vpp 为5V的三角波作为传感信号。（2）、数字量显示使用的是十六进制。（3）、在此电路中用模拟开关控制采集哪路信号。 2、整体工作原理图1数据采集系统电路图当电路上电开始工作时，J2处于低电位，RS触发器处于置一状态，将开关J2开到高电位时，此时RS为保持状态，控制三态门工作，并使RAM置于写状态，控制A/D不工作。D/A转换器每进行完一次转换都会使EOC’输出一高电平，当下一次转换开始时EOC’又开始变为高电平，利用EOC’给计数器提供冲击脉冲使其计数，并计数器的计数功能来控制RAM的内存单位自动加一，从而使000H--1FFH

多路数据采集系统设计毕业论文

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

多路数据采集与控制系统

1 引言数据采集是指将温度、压力、流量、位移等模拟量采集、转换成数字量后，再由计算机进行存储、处理、显示的过程。在生产过程中，可对生产现场的工艺参数进行采集、监视和记录，为提高产品的质量、降低成本提供信息和手段。本文设计了一套多路数据采集系统，实施采集多现场的温度参数，系统通过RS485总线将采集到的现场温度数据传输至上位机，上位机对采集到的数据进行显示、存储，从而达到现场监测与控制的目的。 2 设计目的和要求设计一由微机控制的A/D数据采集和控制系统，该卡具有对八个通道上 0-5V的模拟电压进行采集的能力，且可以用程序选择装换通道，选择ADC0809 作为A/D转换芯片。本设计包括确定控制任务、系统总体设计、硬件系统设计、软件程序的设计等，使学生进一步学习理解计算机控制系统的构成原理、接口电路与应用程序，巩固与综合专业基础知识和相关专业课程知识，提高学生运用理论知识解决实际问题的实践技能。 3 系统设计方案 1.八路模拟信号的产生被测电压要求为0~5V的直流电压，可通过八个滑动变阻器调节产生。 2.模拟信号的采集八路数据采集系统采用共享数据采集通道的结构形式，数据采集方式确定为程序控制数据采集。 3.A/D转换器的选取八位逐次比较式A/D转换器 4.控制与显示方法的选择用单片机作为控制系统的核心，处理来自ADC0809的数据。经处理后通过串口传送，由于系统功能简单，完成采样通道的选择，单片机通过接口芯片与LED

数码显示器相连，驱动显示器相应同采集到的数据。图3.1 总体设计图 4 硬件系统的设计 4.1芯片ADC0809的引脚功能和主要性能 ADC0809八位逐次逼近式A/D 转换器是一种单片CMOS 器件，包括8位模拟转换器、8通道转换开关和与微处理器兼容的控制逻辑。8路转换开关能直接联通8个单端模拟信号中的任意一个。 ADC0809的引脚图及51单片机引脚图：图4.1 ADC0809管脚图及51单片机芯片管脚图模拟输入通道1 ADC0808 单片机 LED 模拟输入通道2 模拟输入通道8

基于Web的远程监控与数据采集系统

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

单片机和蓝牙模块无线传输的数据采集系统

1．引言蓝牙技术是近年来发展迅速的短距离无线通信技术，可以用来替代数字设备间短距离的有线电缆连接。利用蓝牙技术构建数据采集无线传输模块，与传统的电线或红外方式传输测控数据相比，在测控领域应用篮牙技术的优点主要有[1][2][3]： 1.采集测控现场数据遇到大量的电磁干扰，而蓝牙系统因采用了跳频扩频技术，故可以有效地提高数据传输的安全性和抗干扰能力。 2.无须铺设线缆，降低了环境改造成本，方便了数据采集人员的工作。 3.可以从各个角度进行测控数据的传输，可以实现多个测控仪器设备间的连网，便于进行集中监测与控制。 2．系统结构原理本课题以单片机和蓝牙模块ROK 101 008为主，设计了基于蓝牙无线传输的数据采集系统，整个装置由前端数据采集、传送部分以及末端的数据接受部分组成（如PC机）。前端数据采集部分由位于现场的传感器、信号放大电路、A/D转换器、单片机、存储器、串口通信等构成,传送部分主要利用自带微带天线的蓝牙模块进行数据的无线传输；末端通过蓝牙模块、串口通信传输将数据送到上位PC机进一步处理。整个系统结构框架图如图1所示。 AT89C51单片机作为下位机主机，传感器获得的信号经过放大后送入12位A/D转换器AD574A进行A/D 转换，然后将转换后的数据存储到RAM芯片6264中。下位机可以主动地或者在接收上位机通过蓝牙模块发送的传送数据指令后，将6264中存储的数据按照HCI-RS232传输协议进行数据定义，通过MAX3232进行电平转换后送至蓝牙模块，由篮牙模块将数据传送到空间，同时上位机的蓝牙模块对此数据进行接收,再通过MAX3232电平转换后传送至PC 机，从而完成蓝牙无线数据的交换。

多路无线防盗报警器设计

多路无线防盗报警器设计摘要提出了多路无线防盗报警器的设计方案，该多路无线防盗报警器由热释电红外传感器感、无线接受、数据解码、中央处理单元和报警电路等组成。论文分析了多路无线防盗报警器的基本原理，并对硬件电路和软件详细设计。该报警器具有误报率较低、安装和配置容易、成本低、使用非常方便的特点，具有一定的实用价值。关键词：电压比较器；无线；AT89C2051；报警系统

ABSTRACT The design aimed to design a practical value, high performance of a burglar alarm. The police is wrong with the rate is low, easy to install and configure, and a great convenience. The implementation of the principles of interpretation on the infrared sensors is hot in the infrared sensors to the thermal radiation (the body temperature) be converted to ultra low frequency signals, or output circuit. the concrete method is wireless communications technology to achieve three parts（detectors, host, the controller ）separate. Using infrared detector detect the probe is the detection predetermined within the scope of the case, once it is dangerous to host a signal. The host is through a signal, receive more monolithic integrated circuits, and then by which a signal of the specific scopes and the audio warning horn power amplifier control. The controller is set open and shut. Key words: Voltage comparers ；wireless ；at89c2051 ；alarm systems

基于ADC0809和51单片机的多路数据采集系统设计

基于ADC0809和51单片机的多路数据采集系统设计 “数据采集”是指将温度、压力、流量、位移等模拟物理量采集并转换成数字量后，再由计算机进行存储、处理、显示和打印的过程，相应的系统称为数据采集系统。本文的主要任务是对0～5V的直流电压进行测量并送到远端的PC机上进行显示。由于采集的是直流信号，对于缓慢变化的信号不必加采样保持电路，因此选用市面上比较常见的逐次逼近型ADC0809芯片，该芯片转换速度快，价格低廉，可以直接将直流电压转换为计算机可以处理的数字量。同时选用低功耗的LCD显示器件来满足其在终端显示采集结果的需求。终端键盘控制采用尽可能少的键来实现控制功能，为了防止键盘不用时的误操作，设计时还设置了锁键功能，在键盘的输入消抖方面，则采用软件消抖方法来降低硬件开销，提高系统的抗干扰能力。软件设计方面则采用功能模块化的设计思想；键盘模数转换等采用中断方式来实现，从而大大提高了单片机的效率以及实时处理能力。1 数据采集系统的硬件结构数据采集系统的硬件结构一般由信号调理电路、多路切换电路、采样保持电路、A／D转换器以及单片机等组成。本文主要完成功能的系统硬件框图。 2 ADC0809模数转换器简介2．1 ADC0809的结构功能本数据采集系统采用计算机作为处理器。电子计算机所处理和传输的都是不连续的数字信号，而实际中遇到的大都是连续变化的模拟量，模拟量经传感器转换成电信号后，需要模／数转换将其变成数字信号才可以输入到数字系统中进行处理和控制，因此，把模拟量转换成数字量输出的接口电路，即A／D转换器就是现实信号转换的桥梁。目前，世界上有多种类型的A／D转换器，如并行比较型、逐次逼近型、积分型等。本文采用逐次逼近型A／D转换器，该类A／D转换器转换精度高，速度快，价格适中，是目前种类最多，应用最广的A／D转换器。逐次逼近型A／D转换器一般由比较器、D／A转换器、寄存器、时钟发生器以及控制逻辑电路组成。 ADC0809就是一种CMOS单片逐次逼近式A／D转换器，其内部结构。该芯片由8路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、8位开关树型D／A转换器、逐次逼近寄存器、三态输出锁存器等电路组成。因此，ADC0809可处理8路模拟量输入，且有三态输出能力。该器件既可与各种微处理器相连，也可单独工作。其输入输出与TTL兼容。 ADC0809是8路8位A／D转换器(即分辨率8位)，具有转换起停控制端，转换时间为100μs采用单+5V电源供电，模拟输入电压范围为0～+5V，且不需零点和满刻度校准，工作温度范围为-40～+85℃功耗可抵达约15mW。 ADC0809芯片有28条引脚，采用双列直插式封装，图3所示是其引脚排列图。各引脚的功能如下： IN0～IN7：8路模拟量输入端； D0～D7：8位数字量输出端； ADDA、ADDB、ADDC：3位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路； ALE：地址锁存允许信号，输入，高电平有效； START：A／D转换启动信号，输入，高电平有效； EOC：A／D转换结束信号，输出，当A／D转换结束时，此端输出一个高电平(转换期间一直为低电平)； OE：数据输出允许信号，输入，高电平有效。当A／D转换结束时，此端输入一个高电平才能打开输出三态门，输出为数字量； CLK：时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高640kHz； REF(+)、REF(-)：基准电压； Vcc：电源，单一+5V； GND：地。 ADC0809工作时，首先输入3位地址，并使ALE为1，以将地址存入地址锁存器中。此地址经译码可选通8路模拟输入之一到比较器。START上升沿将逐次逼近寄存器复位；下降沿则启动A／D转换，之后，EOC 输出信号变低，以指示转换正在进行，直到A／D转换完成，EOC变为高电平，指示A／D转换结束，并将结果数据存入锁存器，这个信号也可用作中断申请。当OE输入高电平时，ADC

油井数据采集与远程控制系统设计方案

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

课程设计——多路无线报警系统设计

目录摘要关键词 1 绪论 (1) 1.1 国内外报警系统的研究现状和水平 (1) 1.2 多路无线报警系统的研究意义 (2) 1.3 多路无线报警系统设计的总体概述 (2) 2 多路无线报警系统结构原理与设计 (3) 2.1 多路无线报警系统的基本原理 (4) 2.2 多路无线报警系统的组成设计 (4) 3 多路无线报警系统的组成 (5) 3.1 发射电路的组成 (5) 3.2 热释电红外传感器的介绍 (6) 3.3 放大器介绍 (7) 3.4 比较器介绍 (9) 3.5 电源控制电路的介绍 (11) 3.6 编码VD5026/译码VD5027的介绍 (11) 3.7 接收电路的组成 (13) 3.8 7段LED显示器介绍 (15) 3.9 无线发射和接收模块 (18) 4 单片机控制电路的设计 (19) 4.1 单片机介绍及应用 (19) 4.2 AT89C2051芯片介绍 (21) 5 多路无线报警系统电路总图 (26) 5.1 应用软件Protel DXP 简介 (27) 5.2 多路无线报警器总图 (27) 结论 (29) 参考文献 (33)

摘要：近年来，随着改革开放的深入发展，电子电器的飞速发展,人民的生活水平有了很大提高。各种高档家电产品和贵重物品为许多家庭所拥有。然而一些不法分子也是越来越多。因为大部分人防盗意识还不够强，造成偷盗现象屡见不鲜。因此，越来越多的居民家庭对财产安全问题十分担忧。这时报警系统为人们解决了不少问题。本文报警系统是由一台接收主机和若干台（最多16台）无线发射分机组成的多路无线报警群。发射机安装在不同的报警点上，遇有非法侵入者，立即发出报警信号，接收机收到警迅后能在LED显示出报警点位置。探测头选用一种能以遥感的形式感应出移动人体所发出的微量红外线的热释红外传感器，用一片双运算放大器LM358组成两级比例放大电路，用芯片LM339做比较器，再由VD5026构成的编码电路进行调制，最后由无线电路发射报警信号。接收电路用成品接收模块接收信号，VD5027解码器对发来的信号进行解调，智能部件AT89C2051单片机来检测脉冲和翻译，最后LED显示器显示报警的位置并通过DC6V的电子蜂鸣器发出警报。关键词：报警系统；调制；解调；单片机 1绪论随着时代的发展，社会的进步，防盗安全已经成为了一个普遍关注的问题，更有效，更方便，更低廉的报警系统已经得到了人们的欢迎，报警系统按传输媒介分为有线和无线两类。无线报警系统和有线报警系统相比,具有隐蔽性好、安装方便等优点,尤其在传输距离较远、地形复杂的场合更显示出其优越性。本文设计的无线报警系统利用单片机控制，易于扩展成多用途的智能家居系统。它由一台接收主机和若干台无线发射分机组成的无线遥控报警群，发射机安装在各不同的报警点上，遇有非法入侵者，即发射出报警信号，接收机收到警讯后能在LED显示器上显示出报警点的位置。无线报警系统由发射电路和接收电路组成，发射电路由热释电红外传感器、放大器、比较器、电源控制电路、编码电路、成品发射模块组成，接收电路由成品接收模块、解码器、智能部件AT89C2051、LED数码显示器和讯响电路组成。本文无线报警系统器采用编码解码电路和单片机控制，操作简单，判断精确，使用灵活，性价比高，同时采用单片机智能部件AT89C2051作为主控芯片，进行实时控制，本设计涉及到多种芯片,包括了单片机,编解码器,发射模块和接收模块等,同时运用到电子线路,数字电子技术,单片机应用等知识。随着集成电路和单片机等技术的发展成熟，报警器的发展也趋向多元化，完全满足了客户的需要。 1.1 国内外报警系统的研究现状和水平报警系统种类繁多，功能强大。近期，国内外已研制出微波探测器、墙式

BCBS《有效风险数据采集和风险报告十四条原则》

BCBS《有效风险数据采集和风险报告十四条原则》编者按：6月26日，巴塞尔银行监管委员会发布《有效风险数据采集和风险报告原则》的咨询文件。文件旨在改善银行风险数据采集能力和风险报告做法，具体包括强化治理与基础设施、风险数据采集能力、风险报告做法和监管等方面的14项原则。一、简介（一）概述。2007年全球金融危机中一个最深刻的教训是，银行信息技术和数据架构不足以支持广泛的金融风险管理。许多银行缺乏快速准确采集银行集团层面、不同业务领域以及不同法律实体之间风险和风险集中度的能力。一些银行由于风险数据采集能力和风险报告能力不足，无法有效管理风险，对银行自身及整个金融体系稳定造成了严重后果。为加强银行识别和管理全行风险能力，2009年7月巴塞尔银行监管委员会颁布第二支柱指引（监管检查程序），强调指出，良好的风险管理系统应当有适当的管理信息系统（MIS）。此外，根据金融稳定理事会《金融机构有效处置框架的关键要素》及其原则，处置当局及时共享集成的风险数据是十分重要的。提高银行采集风险数据的能力可以有效改善金融机构特别是全球系统性重要银行的可处置性。（二）风险数据采集定义。在本文件中，风险数据采集是指根据银行的风险报告要求，定义、收集和处理风险数据，衡量银行对风险容忍度/偏好的能力。具体包括分类、合并或分解数据集。

（三）目的。巴塞尔委员会提出该原则，旨在提高银行的风险数据采集能力和风险报告有效性。巴塞尔委员会认为，改进风险数据采集能力和风险报告做法的长远利益将超过由银行承担的初始投资成本。二、十四条原则（一）强化治理和基础设施原则1：治理—银行的风险数据采集能力和风险报告做法应受到强有力的治理，与巴塞尔委员会规定的其他原则和指导一致。银行的风险数据采集能力和风险报告做法应该满足以下三点要求：一是进行全面记录和高标准验证；二是充分考虑新举措的影响，包括收购/资产剥离、新产品开发以及IT系统变化等；三是不受银行集团架构的影响。原则2：数据架构和IT基础设施—银行应设计、建设和维护数据架构和IT基础设施，在满足巴塞尔委员会其他原则要求的基础上，不管正常时期还是压力或危机时期都能全力支持其风险数据采集能力和风险报告做法。一是风险数据采集和风险报告应纳入银行长期可持续发展规划之中并分析其商业影响。二是银行应建立完整的数据分类与结构。三是风险数据和信息管理要职责分明。风险管理者要确保数据的使用在完全监督之下，银行决策者要确保数据的来源及时准确，相应的风险数据采集功能和风险报告机制与公司政策保持一致。（二）完善风险数据采集能力原则3：准确性和真实性—银行应能够生成准确和可靠的风

宝钢国际设备系统远程数据采集升级技术方案

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：

无线数据采集系统概论

无线传感网络及工业测量装置Wireless sensor network &industrial measure device Ⅰ类采集设备 ——无线数据采集装置【FW-VI-MLKZ】

一、概述无线数据采集监测系统是工业数据无线监测中最典型的应用，也是工业物联网在工业生产中最直接的表现形式。作为科学生产、科学管理的辅助措施，将分散于企业内各数据监测点的数据、状态等以无线方式进行采集、远程集中显示、分析、处理，能起到生产事故的提前预防、提高生成效率等功能。无线数据采集系统组网简单，无线通信基于433Mhz开发免申请ISM频段传输数据，传输距离远，抗干扰能力强。系统组成结构简单，扩展方便。通常系统由采集设备、信号接收设备组成，也可根据需求加入无线网络中继设备。二、系统设计依据 ?《GB50198-94计算机系统安全准则》 ?《HG20507-92工业自动化仪表工程施工及验收规范》 ?《GB 50194-93建设工程施工现场供用电安全规范》 ?《GB/T 29261.4-2012 无线电通信》三、系统组网结构无线数据采集系统通常包括2种组网形式：1）多点对一点星型网络结构——现场多点数据采集、中控室无线中心接收站接收数据，配合PC机上位机软件组成数据监控系统（图一）；2）点对点网络结构——现场数据采集，中控室无线数据还原装置将数据还原，可配合用户PLC、DCS等（图二）。

一类网络拓扑图（图一）在同一组网结构内，现场无线数据采集器采集现场数据数据：液位，流量，压力，电流等4-20ma 信号，同时可采集现场设备如电机等设备的状态信号。无线数据采集器将采集到的信号通过无线网络发送至中心接收站，中心接收站通过与PC 机RS232串口将数据上传至上位机软件系统，同时处理上位机软件发送的控制命令，将控制命令发送至现场，实现对现场设备的启停控制。 4-20ma 信号现场供电本地数据显示参数配置 433Mhz 无线通讯 4路4-20ma 无线数据采集器无线中心接收站上位机系统企业网络数据系统 TCP/IP 局域网

多路防盗报警器的设计说明

四川师范大学成都学院课程设计多路防盗报警器的设计学生姓名徐飞学号2014224013 所在学院电子工程学院专业名称汽车电子技术班级2014级指导教师郑丽娟四川师范大学成都学院二○一七年五月

多路防盗报警器的设计学生：徐飞指导教师：郑丽娟内容摘要：随着改革开放的深入，社会治安已成为人们极为关注的焦点，防盗意识也逐步深入人心，防盗报警器的可靠性理所当然地成为人们关心的问题。本设计的目的在于设计出一个具有实用价值的、性能较高的多路防盗报警器。该报警器具有误报率较低、安装和配置容易等特点。该报警器由AT89C2051、报警系统、无线遥控器等组成，设计简单用途广泛。该防盗报警器适用于仓库、住宅、机关办公楼等地的防盗报警。在没有人在的情况下它可自动完成报警任务，防止盗窃的发生。自动报警器的设计在一定情况下解决了无人看护仓库、住宅等地物品的保护，使厂家的资产和个人的财产免受损失。本报警器在同一地点可监视多处的安全情况，一旦出现偷盗，用指示灯显示相应的地点，并通过扬声器发出报警声响。关键词：多路防盗AT89C2051 无线报警系统

Design of multi channel burglar alarm Abstract: With the deepening of reform and opening-up, social security has become the focus of people, anti-theft consciousness also gradually, the reliability of the alarm system for people concern. The design aims to design a practical, high performance of multi-channel and alarm system. This alarm with low rate, easy installation and configuration, etc. The alarm is composed of AT89C2051, alarm system, wireless remote control and so on.This alarm system applies to warehouse, residential, office buildings, anti-theft alarm. No person in the circumstances in which can automatically complete the task, to prevent theft alarm. The design of automatic alarm in certain circumstances to solve the warehouse and residential care to protect the goods manufacturers of assets and personal belongings against loss. Once appear, stealing, using indicator shows the location, and the corresponding alarm sound through the speaker. Keywords:Multiple security AT89C2051 Wireless Alarm system

1、无线数据采集系统技术指标及应用

TDR遥测数据记录系统一、用途 TDR遥测数据记录系统，主要用于测点多、分布远、布线难的测量环境。如桥梁健康监测、桥梁安全监测、建筑检验、电梯检验、特殊设备检验等。该系统采用无线控制和监控、固态记录、USB“对接”传输或实时遥测传输方式，既可以使用内部电池供电，也可以使用外部供电，具有无线、抗干扰、精度高、数据传输快、便于野外操作的优点。可测量振动、冲击、压力、噪声、应变、温度、过载、陀螺等信号，适用于桥梁、建筑、铁路、电力、水利、航天、航空等领域。二、系统组成 1、系统由主控软件、主控机、采集终端等组成。系统结构框图如下图所示： TDR遥测数据记录系统硬件结构图 2、主控软件如下图示：

3、TDR采集终端外形如下图示： TDR-60采集终端外形图 TDR-50采集终端外形图三、功能特点远程控制功能： 1、设置采集参数：如采样频率、采集通道数、灵敏度、采集次数、启动模式、台号等； 2、启动同时采集、停止命令；输入信号类型：电压、电荷、应变、ICP： 1、可以直接输入电荷<小电流）信号；

2、可以直接接入应变<片）传感器，内部提供供桥电压，可以进行自动平衡、手动微调；主控模块可同时遥测控制多达256台采集记录仪；采集记录仪可采用GPS精准授时，实现多台记录仪完全同步采集；具有程控放大、程控滤波功能；可重复多次记录<32次）；可根据需要做防水、防尘处理；可以通过无线或USB接口控制和数据传输；可以采用电池供电和外电源供电，电池可持续供电5小时；实时监控：采集的同时，进行无线数据监控<查看平均值、均方根值等），进行波形显示。四、技术指标 * 程控放大倍数：1、2、4、8、16、32、64、128； ** 程控滤波：5Hz、10Hz、20Hz、50Hz、100Hz、200Hz、500Hz、1KHz、2KHz、5KHz、10KHz。五、应用举例 1、桥梁考试—广州番禺大桥

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