基于无线传输的多测量点在监测系统中的应用

2016-08-05 14:56:15来源: 21ic
在实际的测量和系统监控中,常常需要同时测量和监控多个测量点的同一类型或不同类型的测量值,本文根据实际的生产生活中对于在测量多点数据所存在的问题设计了本文的所述的测量装置,此装置能够很好的测量到需要检测的检测量,并通过无线传输的方式传输,解决了数据传输需要布线的麻烦。

1 系统总体设计

在需要测量的部分安装响应的检测装置,检测到的模拟电压信号,通过信号放大和模数转换电路转换为放大的数字信号,无线通信发送模块接收并发送处理的数据。上位机部分带有无线通信接收模块,该模块接收数据并通过串口通信的方式发送给上位机,上位机通过现有的内置算法进行运算和判断,并将结果显示到上位机的监控界面上。系统总体设计框图如图1所示。

 

2 硬件结构

硬件结构包括传感器检测单元、单片机最小系统、串口接口、供电模块和无线通信模块。其中传感器检测单元包括测量元件、电桥电路、信号放大电路、模数转换电路等。下位机的电路图如图2所示。

 

这里以测量应力值为例说明,传感器单元主要包括电阻应变片、电桥电路、供电模块、信号放大电路、模数转换电路等,根据测量原理测得电桥电路的外电压;信号放大电路用于将接收到的只有毫伏级别的模拟电压进行放大;由于模拟信号的不容易传输、处理和容易失真的特点,这里利用TLC1543的模数转换芯片将模拟信号转换成数字信号;单片

机最小系统单元为电路提供时钟和复位功能,并对信号的转换和发送进行控制;使用RS232串口通信需要的高低逻辑电平为12 V和0 V,这就用到以MAX232为元件的电平转换电路,使得上位机和无线接收模块可以进行通信。

3 无线数据通信

无线数据通信用于将下位机采集的数据发送到上位机,主要包括下位机数据的发送和上位机数据的接收。下位机和模块之间需要设置相同的波特率、串口检验等,其连接方式如图3所示。上位机与无线接收模块之间采用RS232串口线连接,在此之前需要加入RS232转换器实现接口转换,其连接方式如图4所示。

 

 

4 上位机软件设计

上位机软件的实现主要是设计内置算法和界面设计。上位机接收数据并处理数据,将相应的数据显示到监控界面上,主要包括各测量点应力数据显示、折线图的绘制、数据保存和预、报警。

这里以测量应力值为例介绍,每个部分传感器单元采集的是经过放大和模数转换的数据,要想得到每个测量点对应的数据就需要对接收的数据处理,加入算法,便可得到测量点的测量值,此时利用编辑框的读写功能,便可将数据显示到编辑框内。得到的应力数据,通过软件实现的方法,可以将实时数据动态的显示在含有坐标轴的视图框中,由曲线的变化可以很直观的看出测量点的应力变化趋势。得到的应力数据,可以通过编程将实时带有时间的数据保存到txt文档中,管理者可以根据保存的数据做数据处理,以还原相应时间段测量点的情况及变化趋势,保存的数据如图5所示。

 

管理者可以调用保存的数据,选择想要观察时间段的数据,通过excel的数据处理功能,将所选数据做成曲线图,可以观察到该时间段测量部分的机械形变情况及变化趋势,图6为一个测量点某段时间测量点的应力值变化图。

 

5 MFC监测界面及结果

该系统可以将处理的数据保存,可以正确的显示数据和曲线图,并且当某测量点的测量值超出相应地规定值时,便会做出相应地预、报警。通过该系统管理者可以很直观的

看到各个测量点测量值的变化情况,有很好的监测作用,对事故的发生有很强的预防功能。图7为一实验测量所得的监测界面,其中A、B为对应的预警值和报警值,需视实际测量情况而定。

 

6 结束语

文中设计的电路能够很好的采集到传感器测量的数据,并通过无线传输的方式传输到上位机,解决了多点数据的测量和传输问题。所设计的传感器能很好的测量到需要的测量值,并通过监测界面显示出来,设计的监测界面很将相关的信息显示出来。

关键字:无线通信  MFC界面  多测量点

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/article_2016080516555.html
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