基于的压力采集系统

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低功耗压力采集系统设计

DOI:10.19551/ki.issn1672-9129.2021.03.068低功耗压力采集系统设计秦允振(上海控宇自动化仪表有限公司㊀201107)摘要:本文介绍了一款采用电池供电的低功耗压力采集设备㊂文章从硬件设计和软件设计分别进行产品介绍㊂硬件设计介绍了,根据产品需求选择硬件主控芯片设计低功耗的硬件电路,低功耗芯片选择STM32L151㊂软件介绍了,使用芯片低功耗控制单元实现休眠模式下保持通讯模块运行㊂软件设计对硬件模块电路控制流程的优化,进程调度中控制硬件模块保持休眠或唤醒㊂使用实时操作系统控制业务流程,在读取压力数据时如何采集压力使功耗电流才能更小㊂用最短时间完成上传数据到服务器的任务,完成任务关闭外设电路使系统进入休眠状态㊂本方案是在硬件和软件配合下完成低功耗压力采集㊂关键词:实时操作系统;STM32L151;休眠模式;进程调度中图分类号:TH812㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:1672-9129(2021)03-0067-02㊀㊀1㊀引言在日常生活中每个家庭都用到燃气,燃气通过管道输送时,安全是不可忽略的一部分㊂需要一台设备对燃气管道的压力实时跟踪检测,对检查的压力情况及时上报到后台服务器或向后台服务器发送报警事件㊂因为,根据国家规定燃气管道附近不能有电线,电线需要和管道留一个安全距离,所以燃气管道的压力检测设备是不能用电线供电的,这样只能用电池供电㊂电池供电设备需要尽量节省功耗㊂综合上述条件,低功耗压力采集设备在燃气运输中不可缺少的㊂根据产品现实应用场景,查找市场低功耗产品分析学习,最终选择高性能超低功耗ARM处理器STM32L151,这款处理器专门用于超低功耗设备,提供了5种时钟源用于在各种功耗模式切换[5]㊂通讯模块选用4G通讯模块(EC20),这款通讯模块市场使用比较多相对比较稳定㊂软件操作系统选择比较精简的实时操作系统FreeRTOS[1],此操作系统代码容易修改维护,进程控制方便㊂有利于优化软件代码流程,做到及时响应事件,快速的完成数据采集和保存,数据上传到服务器㊂使设备用最短时间处理完任务,进入休眠状态做到低功耗㊂2㊀原理与设计2.1硬件设计㊂在电子产品上,硬件设计是基础㊂对于低功耗硬件设计需要更多注意电源电路模块设计,做到每量数据下,人脸识别方法的训练,提升识别率,人脸算法的性能和人脸数据库总量成反比㊂所以人脸识别技术提高的关键在于对外界影响因素的调整能力,只有不断的改善,才能适应外界因素的影响㊂4㊀人脸识别技术在微卡口监控中的应用微卡口是智慧公安建设的一部分,也是智慧型社区防范保障体系的一部分,主要包括小区出入口㊁医院出入口㊁银行出入口㊁校园出入口等区域,监控内容主要包括人脸识别㊁车牌识别㊁实时监控录像等㊂前端人脸识别摄像机具有深度学习算法,机器自身提取目标特征,可形成深层可供学习的人脸图像,支持人脸跟踪,多帧识别,自动筛选,减少重复抓拍,支持人脸瞳距20像素以上的人脸检测;后端采用超脑一体机,集IPC接入㊁存储㊁控制㊁智能分析于一体,实现精准人脸㊁人体㊁车辆识别分析,最终输出结构化数据加人脸图片㊂当前微卡口监控人脸识别技术应用最主要实现的功能是以人搜人以及1:N人脸比对㊂以人搜人主要是在本地或检索记录中上传一张人脸识别照片,进行人体以图搜图,检索结果按相似度高低进行排序;人脸比对主要是根据实时人脸分析结果,与50万在逃库及吸毒库进行结构化1:N模式进行人脸比对,达到或超过预设阈值的,进行报警联动,同时在控制中心或前端支持报警展现㊂人脸识别监控主要由前端人脸识别摄像机㊁传输设备㊁存储设备㊁人脸检测㊁识别㊁跟踪㊁比对等处理分析模块组成;具体工作流程为人脸识别摄像机输出人脸抓拍图片至超脑进行结构化处理,与数据库内人脸布控数据进行智能分析比对,出现警情后进行数据上传,并在显示终端展现报警的动态人脸图片;在这个过程中,人脸识别是核心,主要包括图像摄录㊁人脸检测㊁人脸定位㊁人脸识别㊁人脸结构化处理㊁人脸分析比对等几个过程㊂人脸识别技术极大提高了视频监控的清晰度和辨别度,这对人脸的识别和排查有着巨大帮助㊂在公安人员进行办案的过程中,人脸识别技术无疑节省了大量的人力和物力,技术人员无须从海量的数据库中一一对比,通过人脸识别技术即可立即分析出人物特征㊂这对我国的社会安全发展起到了很大的促进作用㊂在视频监控的动态视频中,技术人员研发了每一帧画面中提取出人类的面部特征的技术,从提取的人脸信息与数据库中的信息进行对比可以达到事半功倍的效果㊂5㊀人脸识别发展趋势随着生物特征识别技术发展,近几年人脸识别技术也进入爆发模式,尤其商业应用价值越来越高,市场行业应用越来越广泛㊂人脸识别技术是未来安防行业的重大支撑,从安防行业前端设备来说,近年科技人员研究出一种红外线人脸识别技术,通过红外线人脸识别技术,不管是在哪种光线条件下都能提取到比较清晰的面部图像㊂红外线人脸识别技术是传统人脸识别技术的一个实质性突破,在未来的几年中有望大幅应用到人脸识别智能监控系统㊂从算法上来看,当前3D立体人脸识别算法已经对2D 算法缺陷做了补充,对于人脸旋转㊁遮挡㊁相似度等难点,也有一定的应对措施;通过与大数据的结合,深度学习量的扩大,进一步提升了人脸识别的精确度㊂比如通过人脸识别技术使得公安历史照片数据再度存储利用,形成人脸大数据库,能够大大提升公安信息化的管理和统筹,以及历史案件的破获率㊂当前,人脸识别也有自身的使用范围和局限性,为此基于人脸识别的多生物特征融合识别模式将是未来高精度识别系统的首要选择,也是未来身份鉴别领域的发展趋势㊂人脸识别可视化程度高,可以作为基本配置,包括融合指纹㊁掌纹㊁虹膜㊁视网膜㊁声纹㊁手血管㊁步态等方式的深度融合㊂人脸识别与第三方认证的结合也将成为人脸识别发展的重大趋势,第三方认证最常见的有RFID智能卡㊁USB加密秘钥等方式㊂RFID卡也可以实现无感识别,只需授权并与人脸绑定即可实现安全管理和认证;USB加密秘钥一般是重要终端登录的安全验证方式㊂6㊀结束语总的来说,人脸识别技术是近几年来一项新兴技术,虽然起步的时间较晚,但智能监控中的人脸识别系统已经取得了广泛的应用,并得到了市场的认可,也进入到我们生活的方方面面㊂未来将是人脸识别为主的多生物态组合㊁多模式融合的发展趋势,先进的人脸识别系统为我们的生活带来极大的便利的同时,也会越来越安全,让我们生活的环境越来越安全,让生活更美好㊂参考文献:[1]柳莲花,邹香玲.探究智能视频监控系统中人脸检测与识别技术的应用和相关问题[J].中国安防技术,2018 (21):25.[2]李建勇,周祥彬.探究人脸识别技术在智能视频监控系统中的应用与改进措施[J].中国安防,2019(4):50.㊃76㊃个元器件没有多余的耗电电流㊂为了使硬件没有多余电流,硬件设计上对每个硬件模块添加了电源控制电路,使软件通过GPIO[2]可以控制硬件模块上电工作情况㊂即在系统进入休眠时,软件控制MCU休眠前,通过GPIO先对外设硬件电路下电㊂这样确保系统休眠后,外设硬件处于掉电状态㊂硬件控制电路的主要设计如下:(1)低功耗控制电路设计㊂本设计低功耗硬件电路,根据低功耗MCU[2](STM32L151[4,5])低功耗属性针对控制引脚合理分配㊂主要思路是对外部设备(如4G通讯模块),添加了电源控制电路,用于在不传输数据的时候把4G模块断电,对于LCD显示模块去掉了背光显示电路㊂对于需要休眠时运行的外部电路,配置到可以在低功耗休眠时也能工作的GPIO上,如休眠抓log端口可以配置成低功耗usart㊂(2)通讯电路设计㊂通讯电路是功耗比较大模块㊂在设计低功耗电路时,经过反复改版才完成对通讯模块降低功耗,最终满足的产品的需求㊂通讯模块降低功耗是技术难点,因为通讯电路主要是无线通讯4G电路[5],4G模块电路就涉及到射频电路[6],射频的发射与接收是非常耗电的㊂而且数据发送接收对信号要求比较高,如果设计不好信号会影响比较大㊂信号不好传输数据的时候耗时会比较大,或者传输数据连接不到服务器,导致数据需要重新上传,这样更增加了功耗㊂为了降低功耗4G通讯模块采用MCU的低功耗UART[3]进行通讯,这样在MCU低功耗状态也能保持数据传输㊂2.2软件设计㊂软件设计采用分任务控制方法,分别创建三个进程:休眠任务进程;UI刷新进程;数据上传4G 进程㊂(1)功耗控制方法㊂软件控制功耗的思路是在设备运行时尽量使任务都处于休眠状态㊂任务处于休眠就是把任务唤醒时间缩短,即对每个任务处理数据时做优化㊂对于压力读取,模块发送数据等高功耗操作,系统会退出低功耗模式,进入高速运行模式,使工作尽快处理完毕㊂如果处理进程需要等待某个事件或延迟等待,任务会自动进入休眠,等待事件到后,自动唤醒任务继续处理㊂(2)压力采集㊂压力采集使用PM100-L数字压力传感器㊂这种传感器具有定时自动捕获压力的功能,并且在待机时功耗在1uA㊂软件通过IIC总线读取压力,因为IIC是高频时钟总线所以读取压力数据时,系统必须退出休眠状态,这样会增加功耗㊂为了避免功耗增加功耗,读取压力的操作并没有单独放入定时器中断进行,而是放在UI刷新进程里执行压力读取㊂这样设计有助减少系统唤醒次数,从而降低功耗的作用㊂(3)数据上传㊂压力数据上传使用4G通讯模块发送数据时的功耗比较大,所以对4G模块的操作做了单独优化处理㊂首先,在数据不上传时模块要处于断电关机状态使功耗最小㊂其次,每数据传输时对于传输的数据流程进行优化㊂在4G模块在初始化时,需要等待一段时间,这段时间的功耗比较大,而且模块处于初始化状态,程序不能对其操作,所以程序对这段流程做了优化㊂在模块开机后,保持模块供电,然后系统进入休眠㊂等待10秒后模块准备就绪后,系统退出休眠模式,进行上传数据,这样做到细节上降低功耗㊂3㊀实验及数据分析通过上述硬件和软件配合设计,再根据产品需求定义,最终选定设备的处理流程为:每2秒唤醒一次系统,在系统唤醒时,做读取压力值,刷新系统时间,检测上报数据等操作㊂设备以这个处理流程,用3.3V电池供电㊂在供电总电路上串联一个60Ω电阻,用示波器在电阻两端测量电压变化㊂得出如下波形图:通过测量得出图2,图3,图2得出系统2秒唤醒一次,每次唤醒很短时间系统恢复休眠㊂图3得出每次唤醒时间大概是25ms,唤醒后60Ω电阻电压约等于330mv㊂根据欧姆定律,得出电流:I=U/R=330mv/60Ω=5.5mA 即得出在系统唤醒工作时,电流约为5.5mA㊂得出系统工作的平均电流:i=5.5mA/(2000ms/ 25ms)=68uA即出系统的平均工作电流68uA㊂验证压力数据上传的时间在如下日志中㊂日志是包含了4G模块的信息,从StartReport开始代表4G模块开始上电㊂然后等待大约8秒以后,模块上电完成回复了(RDY OK[7])代表就绪㊂下面是模块找SIM卡(CPIN:READY OK[7])和找移动网络用了两秒时间㊂找到移动网络后,软件开始连接后台服务器,(+QIOPEN:1,0[7])代表设备和后台服务器连接建立完成了㊂到最后发送数据完成总共耗时13秒㊂因为模块上电时间固定是8秒,这个耗时是模块从断电到上电必须的,系统在此时间进行休眠等待㊂数据实际上传数据时间是5秒,这个时间满足产品需求上传数据后快速进入休眠状态㊂4㊀结论本系统设计利用了模块化设计理论,用软件对硬件电路分模块进行管理,对产品功耗实现了有效控制㊂软件通过控制MCU的各种工作模式相互切换,使MCU工作在低功耗㊂软件控制开关电路实现对硬件模块使用时进行供电,不用时断电㊂在进程调度上做细节优化,做到各个功能操作并行处理,完成了尽量少占用MCU资源,使整体设备功耗更低㊂当然对于功耗设计本产品还是有不足的地方,后续可以对于压力采集算法进行待优化比如采用DMA直传的形式㊂另外对于通讯模块选型,可以查找选择一个低功耗的通讯模块㊂最后希望在追求低功耗设备产品设计上,本文的设计思路和方法可以供相关产品借鉴参考㊂参考文献:[1]刘火良㊁杨森,FreeRTOS内核实现与应用开发实战指南:基于STM32[M],北京:机械工业出版社,2019. [2]王永虹㊁徐炜㊁郝立平,STM32系列ARM Cortex-M3微控制器原理与实践[M],北京航空航天大学出版社,2008.[3]张健㊁刘永民,嵌入式系统低功耗电路设计[J],光电技术应用,2005,20(6):1.[4]STMicroelectronics,‘RM0038_STM32L100xx, STM32L151xx,STM32L152xx和STM32L162xx单片机参考手册“[S],https://.[5]STMicroelectronics,‘DS8928_STM32L162VC, STM32L162RC单片机的数据手册“[S],https://www.stmcu. .[6]Quectel,‘Quectel-EC20-R2.0-硬件设计手册-V1.2“[S],https:///cn.[7]Quectel,‘Quectel_EC20_R2.0_AT_Commands_Manu-al_V1.1“[S],https:///cn.㊃86㊃。

基于MAX197的多通道压力数据采集系统

ＭＡＸ１７３个通道进行循环采集。９对２采传感器，其性能参数如图２所示。集结果送入单片机中进行预处理，单片机选用Ａｔｌｍｅ公司的产品ＡＴ８Ｃ，９５使１用ＲＳ３通信接口与Ｐ２２Ｃ端连接并发送数据。Ｃ端将收到的数据在数据处理软Ｐ件中进行结果处理、显示。系统流程如图１所示。
根据系统要求，系统前端配置多路
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１
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保护电路。
传感器以探测液压信号，实际系统中使图１多通道采集系统流程图用了３路。２传感器采回的信号为电流信号，Ａ／在Ｄ变换前要变为电压信号。传感器及过压保护Ａ／
过程接口：１４Ｔ螺纹／ＮＰ
引线方式：电缆线
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几
斤机处串ｆ发送ｉ
实际电路中供电电压使用２Ｖ，这４对于后级的Ａ／Ｄ以及单片机电路来说是相当危险的值，因此需要设置高电压
多通道采集系统处理方案
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输出信号：４０～２ｍＡｄｃ
工作电压：１～３Ｖｄ２６ｃ

高精度压力数据采集系统设计

关键词：据采集；数压力；传感器；微处理器
中图分类号：１４２Ｔ￣７．文献标识码：Ａ
ＤｅｉｎｏｉｈＡｃｕａｙＰｒｓｕｅＤａａＡｃｉｉｉｎＳｓｅｓｇｆＨｇｃｒｃｅｓｒｔｑｕｓｔｏｙｔｍ
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篁塑
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三！
压力数据采集、微型计算机和数字信号处理，设计方案如图１所示．以单片机为核心，利用多个压力传感器
采集被测信号，经多路开关切换；由温度传感器检测系统工作温度，行温度补偿，进经信号处理后，出数输字量与模拟量，并与上位机进行通信，现信息传递；实电源模块为系统供电．
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第９卷第３期２００８年６月
北华大学学报（自然科学版）ＪＵＮＬＯＥＨＵＮＶＲＩＹＮｔｒｃｅｃ）ＯＲＡＦＢＩＡＵＩＥＳＴ（ａａＳｉｎｅｕｌ
Ｖｏ．．１９Ｎｏ３
摘要：绍了一种高精度压力数据采集系统的设计方法．介以高性能ＭＳ１１ＹＣ２１５微处理器为核心，用高精度硅采
压式压力传感器采集数据，配以信号处理，同时利用Ｒ－５接口构成总线型通信网络，Ｓ４８形成一个高精度数据采
集系统．
２ＣｉｅｏｕＪｌｅｏｃｅｅａｃｓｔｔ，ｉｎ１２２，ｈ）．ｈＰｔｌｍｉｎＰｔ — ｍＲｓｒｈＩｔｕＪｌ３０１Ｃｉａｎｒｅｉｒｈｅｎｉｅｉａｎ

基于单片机的压力液位控制系统的设计研究

3、电路设计
电路设计主要包括电源电路、传感器信号调理电路、按键与显示电路等。电源电路为整个系统提供稳定的工作电压；传感器信号调理电路用于将传感器输出的微弱信号进行放大和滤波，提高信号质量；按键与显示电路用于实现人机交互功能。
4、传感器选择
压力传感器选用常见的应变片式压力传感器，具有测量精度高、稳定性好等优点；液位传感器可选用超声波液位传感器或电容式液位传感器，根据实际需求进行选择。
2、程序流程设计
实现系统的主程序流程，包括初始化、数据采集、控制输出、显示等步骤。根据实际需求，可加入定时器中断、按键中断等功能。
3、数据处理与运算实现控制策略的核心是根据采集到的压力和液位数据
参考内容
一、引言
在现代工业生产中，液位的监控和管理是一项非常重要的任务。例如，在化工、石油、食品等行业，液位的精确控制直接影响到生产的安全和效率。因此，开发一种高效、精确、实时的液位监控系统至关重要。本次演示将介绍一种基于单片机的液位监控系统，这种系统具有实时监测、数据传输、数据处理等功能，能够满足大多数工业应用的需求。
随着技术的不断进步和应用需求的不断增长，我们有理由相信基于单片机的液位监控系统将在未来的工业生产中发挥更加重要的作用。通过引入更多的先进技术和算法，例如人工智能、物联网等，这种液位监控系统的性能和功能将得到进一步的提升和拓展，以满足更加复杂和精细的生产控制需求。
四、结论
本次演示介绍了一种基于单片机的液位监控系统，该系统结合了硬件和软件的设计方法，能够实现对液体位置的实时监测和报警控制。这种系统具有精度高、稳定性好、操作方便等优点，能够大大提高工业生产的安全性和效率。随着技术的不断进步和应用需求的不断增长，我们有理由相信这种基于单片机的液位监控系统将在未来的工业生产中发挥更加重要的作用。

基于单片机压力检测系统设计

学号： xxxxxxxxx 大学毕业设计（论文）（xxxx届）题目基于51单片机的压力检测系统设计学生 xxxx学院 xxxxxxxxxxxxxxxx 专业班级 xxxxxxxx校内指导教师 xxxx 专业技术职务 xxxxxx校外指导老师专业技术职务二〇xxx年六月基于51单片机的压力检测系统设计摘要：本设计借助压力传感器将压力信号转换成电信号，经过信号放大，使用高精度A/D转换器件，将模拟信号转换成数字信号，再经单片机运算处理转换成LCD液晶可以识别的信息，最后显示输出。

初始化后可以重设阈值，系统能够实现手动存储八个以内的数据，并可以查询历史记录，对存储的数据进行统计分析，并且在实时压力检测的过程中，预警电路一直监视系统的运行。

本设计根据压力传感器零点补偿与非线性补偿原理，设计出了测量压力传感器的硬件电路。

采用单片机设计实现，具有精度高、功能强等特点。

但是由于自身的稳定性其测量结果仍存在误差。

本课题设计的压力检测系统具有压力测量、超重报警、压力存储及历史数据查阅和压力值数据的统计分析。

该系统的压力检测范围为0-10Kg，测量精度可以达到10g，具有高精度，低成本，易携带的特点。

采用LCD12864液晶显示测量结果，比传统压力检测系统的精确度更高和直观性更好。

另外，该系统电路简单，成本低，使用寿命长，应用范围广等优点。

关键词：压力传感器；A/D转换器；LCD12864Design of pressure detection system based on MCU 51Abstract：Using pressure sensor converts the pressure signal into electrical signal, after amplification, using high precision A/D conversion device that converts analog signals into digital signals in this design, then through single chip microcomputer processing into the information that LCD can identify, at last displaying and outputting information. After initialization the system can reset the threshold, achieve storing within eight data manually, and can query the history records, the the stored data and in the process of real-time pressure detection, early warning circuit has been monitoring the operation of the system.This paper according to the principle of zero compensation and nonlinear compensation for pressure sensor, designing measuring pressure sensor hardware. Single-chip implementation has the characteristics of high precision, strong function. Because of its stability errors still exist in the measurement. The topic functions for pressure detection system are overweight alarm, storage, statistical analysis of historical data access and pressure value. The measurement range of the system is from 0 to 10 kg, measurement accuracy can reach to 10 g. It has the advantage of high precision, low cost, easy to carry. Measurement results display with LCD 12864 , Contrast to the traditional pressure test system, it has higher accuracy and intuitive. In addition, the system circuit is simple, low cost, long service life and wide scope of application.Key words：Pressure sensor; A/D converter; LCD12864目录1 引言研究背景及意义近年来，微型计算机越来越普遍地应用于人们的日常工作、生活中。

基于Python和SIPp的自动化压力测试系统设计和实现

基于Python和SIPp的自动化压力测试系统设计和实现作者：信斌王桂花来源：《电脑知识与技术》2017年第22期摘要：首先，分析了现有测试系统的不足，之后，介绍了软件组成和运行环境说明，最后，设计了基于Python和SIPp的自动化压力测试系统，并给出了相关代码。

新的测试系统克服了现有测试系统的不足，极大地提高了测试效率，节约了测试成本。

关键词：压力测试系统；自动化；Python；SIPp中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）22-0205-03随着计算机和通讯技术的快速发展，网络和通讯设备的组成越来越复杂，测试工作量越来越大，测试要求的时间越来越短，测试系统面临着很大的挑战。

现有测试系统中，基于SIP协议的通讯系统的压力测试，多采用开源工具SIPp，由测试人员手工调用SIPp执行脚本，给系统加压，然后采集系统运行指标，如CPU占用率、内存使用率等，以测试系统在不同压力下的稳定性。

Sipp工具模拟终端设备或者网络设备，向被测试设备发送大量SIP消息，可以增加系统负荷。

但由于压力测试的测试模型众多，测试周期较长（通常持续若干天），测试成本居高不下。

Python是一种开源的通用计算机编程语言，致力于缩短开发时间，使用简洁、易读又便于维护的语法，拥有丰富的扩展模块，具有很大的便捷性和高可扩展性。

基于Python和SIPp的自动化压力测试系统，将人工测试步骤编排为自动化测试，能极大地提高测试效率，节约测试成本。

1系统组成1.1系统的硬件结构自动化压力测试系统由测试管理子系统、SIPp测试节点和被测试设备组成，系统硬件连接如图1所示。

根据测试规模和被测试设备的能力，可以扩展多个SIPp测试节点，由测试管理系统集中管理和分配任务。

所有设备通过交换机和路由器组成的网络连接在一起。

测试管理系统使用网络接口，一方面管理SIPp节点，启动及停止其模拟负荷，并在测试过程中动态调整其负荷大小，另一方面监控被测试设备，判断其在高压力情况下的运行指标及状态。

温度、压力、流量数据采集系统的基本功能

温度、压力、流量数据采集系统的基本功能
“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、显示或打印的过程。

相应的系统称为数据采集系统。

从严格意义上说，数据采集系统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。

总之，不论在哪个应用领域中，数据的采集与处理越及时，工作效率就越高，取得的经济效益就越大。

数据采集系统的任务，具体地说，就是传感器从被测对象获取有用信息，并将其输出信号转换为计算机能识别的数字信号，然后送入计算机进行相应的处理，得出所需的数据。

同时，将计算得到的数据进行显示、储存或打印，以便实现对某些物理量的监视，其中一部分数据还将被生产过程中的计算机控制系统用来进行某些物理量的控制。

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，删除干扰噪声、无关信息和不必要的信息，
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的物理量形式，以可输出的形态在输出设备上输出，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。

基于Labview的压力控制脉搏采集系统

以模拟脉诊系统中的浮、、３种指力。样就可以获取不同压力下的脉搏信号，以方便对不同状态下的脉搏信中沉这可
号进行提取分析。关键词：ａｖｅ压力控制；脉搏；采集；信息Ｌｂｉｗ；中图分类号：Ｐ９Ｔ３９文献标识码：Ａ文章编号：１７ — ２６２１）１ｏ５ — ４６４６３（０２ｌ一０７０
传统中医就像山川一样引人人胜．脉诊更是其中的奇而
峰，人想一观 “ 山真面目” 令庐。脉搏波反映了人的生理病理
的电压输出接到气泵驱动电路的输入电压，为高电平时此当
时气泵工作，始加压，此同时把压力测量电路的信号通开于
分析处理又可以进行对压力大小的控制【实现自动化。作为习，
求时Ｌｂｉ产生的数字电压输出低电平，时气泵关闭，ａｖｅｗ此这时Ｌｂｉａｖｗ可以采集到不同压力下的脉搏波信号，它的具体ｅ
ａｑｉｔｎｓｓｅｐｅｓｒｎｔｂｌｙ，ｃｎｂｏｌｃｅｏｔｅｓｅｄｕｓｆｉｆｒａｉｎｈｅｓｓｅｃｎａｓｉｌｔｃｕｓｉｙｔｍｒｓｕｅｉｓａｉｔｉｏｉａｅｃｌｔｄｔｈｔａｙｐｌｅｏｏｅｎｍｔ．ＴｙｔｍａｏｓｏｌｍｕａｅａｌｔｕｓｙｔｍＳｅｅｅｅｓｔｈｃ，Ｓｔｕｃｎｇｔｅｐｌｏｅｓｇａｄｒｄｆｒｎｅｓｒｓａｆａｉｇｐｌｅｓｓｅ，ｈｎｔｒｅｒｆｒｏｔｅｆｒｅＯｔａｏａｅｈｕｓｆｈｉｎｌｎｅｉｅｅｔｒｓｕｅ，ｃｎｏｎｈｏｈｙｔｅｔｕｆｐ

基于STM32的可穿戴鞋垫式足底压力检测系统设计

基于STM32的可穿戴鞋垫式足底压力检测系统设计足底压力参数是人体非常重要的生理参数之一,它在临床医疗领域和康复领域都有很大的参考价值。

本文设计了一个足底压力检测装置来检测人体足底压力参数,该装置共包括三部分:鞋垫式足底压力传感器,硬件主控采集板和上位机压力测量软件。

硬件主控采集板依次扫描足底压力传感器每个传感单元获取数据,然后将采样数据传输到压力测量软件进行绘图和数据分析,即完成了一次足底压力检测。

鞋垫式足底压力传感器分为左右脚压力传感器,每个传感器包括多达900个传感单元,每平方厘米4个传感单元。

每个压力传感器一共有三层,中间层选用了一款导电的具有压阻功能的压阻薄膜作为传感器,上下层选用银浆薄膜作为行列导线层。

上下表面银浆薄膜的每行每列都与模拟开关的某一通道相连,通过模拟开关来选通某一传感单元,再经过阵列扫描就可实现对所有传感单元的测量。

硬件主控采集板主控芯片采用基于Cortex-M3内核的stm32f103vet6。

硬件电路包括电源电路,多路模拟开关电路,可调恒定电流源电路,信号调理电路,模数转换电路,通信电路,人机交互电路等。

其中模数转换采用stm32f103vet6内部自带12位ADC,其他电路模块各自采用分立芯片加外围电路组成。

硬件主控板采样程序基于stm32官方固件库,以RVMDK作为开发工具。

上位机压力测量软件用于实时显示压力云图和对采样数据分析。

该软件集成开发环境基于MyEclipse,用JAVA语言编写上位机程序,以MySQL作为数据库后台,主要包括用户信息、压力绘图、数据分析、历史纪录和系统设置五大模块。

本文最后对整个设计做了测试和验证,具体包括足底压力数据标定与校准和软件各个功能模块的测试。

基于PLC的流量与压力控制系统的研究运用

基于PLC的流量与压力控制系统的研究运用随着工业自动化的发展，PLC（可编程逻辑控制器）在各种控制系统中得到了广泛的应用。

基于PLC的流量与压力控制系统在工业生产中发挥着重要的作用。

本文将就基于PLC的流量与压力控制系统进行研究与运用展开讨论。

我们来了解一下基于PLC的流量与压力控制系统的原理及特点。

基于PLC的流量与压力控制系统通过PLC控制器对流量和压力进行监测和调节，从而实现对流体系统的自动化控制。

其特点包括响应速度快、可靠性高、易于维护等。

在工业生产中，流量与压力控制系统能够有效地保护设备和提高生产效率，因此受到了广泛的关注和应用。

针对流量控制，PLC系统通过对流量传感器采集的信号进行处理，根据预设的控制策略输出控制信号，调节阀门或泵的开启度，从而实现流量的精准控制。

在液体或气体输送系统中，流量控制系统可以确保流体的稳定输送，避免了流量过大或过小对设备和生产线的损坏，提高了生产效率和产品质量。

在实际的工程应用中，基于PLC的流量与压力控制系统主要包括传感器、执行机构、PLC控制器和人机界面等部分。

传感器用于采集流量和压力的实时数据，执行机构则根据PLC控制器输出的信号来实现阀门或泵的控制。

PLC控制器是整个控制系统的核心部分，负责流量和压力的计算、控制策略的实现、故障诊断等功能。

而人机界面则为操作人员提供了方便直观的监控与操作界面，帮助操作人员实时了解系统运行状态，进行参数设定和故障排查。

基于PLC的流量与压力控制系统具有较强的灵活性和可扩展性，可以根据实际需求进行不同程度的定制和改造。

在工业生产中，不同的流量与压力控制系统应用场景有所不同，基于PLC的控制系统可以根据具体需要进行定制，满足各种不同的控制要求。

基于PLC的流量与压力控制系统还能够方便实现远程监控和数据通信，满足现代工业对智能化、信息化的要求。

基于PLC的流量与压力控制系统也面临着一些挑战和难点。

首先是系统的稳定性和可靠性，特别是在一些极端工况下，对系统的稳定性和可靠性提出了更高的要求。

基于单片机的压力检测系统设计

基于单片机的压力检测系统设计在工业生产和日常生活过程中，压力检测是一项极其重要的任务。

无论是气体、液体还是固体的压力检测，都对我们的生产和生活有着极大的影响。

因此，设计一种基于单片机的压力检测系统，具有很高的实用价值。

基于单片机的压力检测系统主要由压力传感器、信号调理电路、单片机和显示模块组成。

其中，压力传感器负责检测压力，信号调理电路负责将压力传感器的输出信号进行放大和滤波，单片机用于处理和存储数据，显示模块则用于实时显示压力值。

系统的软件部分主要负责数据的处理和传输。

单片机通过AD转换器读取压力传感器的模拟信号，然后进行数字处理，得到压力值。

通过串口将压力值传输到显示模块进行实时显示。

在基于单片机的压力检测系统中，单片机的选择至关重要。

考虑到系统的性能和成本，我们推荐使用STM32系列的单片机。

STM32系列的单片机具有处理速度快、内存容量大、价格适中等优点，非常适合用于这种压力检测系统。

压力传感器的选择直接影响到压力检测的准确性和稳定性。

本系统推荐使用硅压阻式压力传感器，这种传感器具有灵敏度高、稳定性好、抗干扰能力强等优点。

显示模块用于实时显示压力值，因此要求具有显示清晰、易于观察等特点。

本系统推荐使用LED数码管作为显示模块，LED数码管具有价格低廉、易于维护等优点。

基于单片机的压力检测系统具有结构简单、操作方便、性能稳定等优点，可广泛应用于气体、液体和固体等各个领域的压力检测。

通过使用STM32系列单片机和硅压阻式压力传感器，以及LED数码管显示模块，我们可以实现高精度、高稳定性的压力检测，为工业生产和日常生活提供强有力的支持。

在现代科技领域，温度检测和控制的重要性不容忽视。

在许多应用中，如工业生产、医疗设备和环境监控等，都需要对温度进行精确、实时地监控。

为了满足这一需求，单片机被广泛应用于温度检测系统中。

本文将探讨基于单片机的温度检测系统设计的各个方面。

我们需要选择一个适合的温度检测单片机。

压力传感器数据采集系统的设计

图１硬件结构图
２２ＡＤ转换．／
如图２所示，ＤＣ２自带的ＡＤ转换模块。ＡＵ８４／由图１可以看出在测试过程中，个数据采集系整
统的硬件由上位机（计算机）通过ＵＢ接口给各个模Ｓ有４个模拟输入端，ＡＮ即Ｉ１～ＡＮ。通过单片机内Ｉ４
ＡＤｕＣ８４ｉｌ—ｃｐｗｈｃｃｌｅｔｄｔｒｍｈｅｐｒｓｕｒｓｎｏｎｄＣＰ２１ＢｒｄｇｈｉｉｈａｒｎｆｒＵＡＲＴｏ２ｓｎｇｅｈｉｉｈｏｌｃｓａａｆｏｔｅｓｅｅｓｒａ０１ｉｅｃｐｗｈｃｃｎｔａｓｏｍｔＵＳＢ，ｔｅｃｍｍｕｎｃｔｏｔｅｔｃｉｉｉｎｃｒｎｄｈｓｏｐｔｒｉｈｒｕｇＢｅａ．ＡｐｐｉａｉｎｏｔｒｓｄｅｌｈｏｉａｉｎｂｅｗｅｎｄａａａｑｕｓｔｏａｄａｏｔｃｍｕｅｓｔｏｈＵＳｓｒ１ｉｌｃｔｏｓｆｗａｅｉｖｅ—
使用温度为商业级，围为：０～６ｏ；于范一１０（Ｃ）由
ＡＵ８４单片机的主ＡＣ的ＡＤ转换器的输入电ＤＣ２Ｄ／
２系统组成介绍
数据采集系统硬件总体结构如图１示。所
压被限定在一０１０～十０（１０ｍＶ）间，之而传感器的输入
：
ＭＳｏ！ＣｍｍｏＣｍｍ．ｏＰｒｔ＝３设置ＣＭ口的选择，Ｏ

基于LabVIEW的压力传感器测试系统

3、调试与优化：完成编程后，我们需要对系统进行调试与优化，确保系统能够准确地测量压力数据，并达到预期的性能指标。
Байду номын сангаас能特点
基于LabVIEW的压力传感器测试系统具有以下功能特点：
1、实时显示压力值：系统可以实时显示压力传感器的测量值，方便用户随时掌握压力情况。
2、数据记录与分析：系统可以将压力数据记录下来，并进行分析和处理，如求取平均值、最大值和最小值等。
3、可视化界面：系统提供可视化界面，方便用户进行操作和维护。
4、远程控制：系统可以通过网络实现远程控制，便于用户对测试系统进行远程管理和监控。
应用案例
基于LabVIEW的压力传感器测试系统在工业和科研领域有着广泛的应用。在工业生产中，该系统可以用于监测生产过程中的压力变化，保证生产过程的安全与稳定。例如，在石油化工行业中，压力传感器被用来监测反应釜内的压力变化，防止因压力过高或过低而引起的安全事故。
背景
压力传感器是一种将压力信号转换为电信号的装置，它广泛应用于工业和科研领域中。在工业生产中，压力传感器被用来监测生产过程中的压力变化，以保证生产过程的安全与稳定。在科研领域中，压力传感器被用来进行各种科学实验，如流体动力学实验、发动机测试等，以获取准确的压力数据。
LabVIEW
LabVIEW是一种图形化编程语言，它由美国国家仪器公司（National Instruments）开发。LabVIEW采用图形化的编程方式，使得编程变得简单易懂，特别适合于测试、测量与控制系统等领域。在LabVIEW中，用户可以通过拖拽控件和函数块来创建程序，无需编写大量的文本代码。此外，LabVIEW还提供了大量的库函数和工具，可以帮助用户快速地构建复杂的测试系统。

基于AI技术的压力监测与调节系统设计

基于AI技术的压力监测与调节系统设计一、引言随着社会的不断发展和进步，人们的生活方式和工作模式也在发生着变化。

在这个高效率和高速度的时代，压力成为了每个人都需要面对的事情。

面对巨大的工作压力和生活压力，如果不能有效地管理和调节自身压力，就会对身体和心理造成不良影响。

本文将介绍基于AI技术的压力监测与调节系统的设计，来帮助人们更好地管理自身的压力。

二、压力的危害过高的压力会对身体和心理造成不良的影响。

长时间的高强度工作和生活压力会导致身体疲劳、免疫力下降、抑郁等问题。

同时，这些问题也可能会进一步影响工作和生活的质量和效率。

因此，如何管理和调节好自己的压力是非常关键的。

三、基于AI的压力监测系统设计1. 系统架构基于AI技术的压力监测系统由三个部分组成：传感器、数据处理模块和用户界面。

其中传感器的作用是收集用户的生理信号，如心率和呼吸等。

传感器将采集到的数据传输到数据处理模块进行处理，数据处理模块根据用户历史记录和当前状况预测用户的压力情况，并根据预测结果推荐相关的压力管理方法。

用户可以通过用户界面了解自身的压力情况和推荐的压力管理方法，从而更有效地管理自己的压力。

系统的基本架构如下图所示：2. 数据处理模块数据处理模块主要是AI算法的实现部分，它通过对用户历史记录和当前生理信号的分析来预测用户的压力情况。

数据处理模块中包括三个部分：生理信号采集、预处理和基于机器学习的压力预测。

其中生理信号采集是由传感器完成的，预处理是将采集到的数据进行处理，包括平滑、滤波和降噪等，以保证预测的准确性。

基于机器学习的压力预测是通过对历史数据的分析和建模来预测当前用户的压力状态。

3. 用户界面设计用户界面是用户与系统交互的一部分，它可以显示用户的生理信号和压力状态，并给出相应的压力管理建议。

用户可以通过用户界面设置偏好和使用不同的压力管理工具来帮助自己有效地管理压力。

用户界面设计要兼顾简洁易用和可视化的特点，提供可靠准确的压力管理建议，同时要保护用户隐私和数据安全。

基于PSI 9116智能压力扫描阀的多路压力测量系统设计

基于PSI 9116智能压力扫描阀的多路压力测量系统设计作者：谭正一安丰增来源：《航空兵器》2014年第02期摘要：针对固冲发动机多路压力测量试验需求，利用美国PSI公司产品PSI 9116智能压力扫描阀为测试核心，设计了一套多路压力测量系统。

本文对该系统的硬件组成、工作原理和测压系统的软件设计等内容作了详细描述。

系统应用软件设计采用NI公司的LabVIEW图形化编程，用户界面简洁直观、操作简单，可扩展性强，具备128路的压力分布测量能力，较好地满足了固冲发动机点火试验参数测量需求。

关键词：固冲发动机：压力测量：智能压力扫描阀中图分类号：V435 文献标识码：A 文章编号：1673-5048（2014）02-0044-050、引言固体火箭冲压发动机具有比冲高、体积小、结构紧凑、工作可靠、使用方便等优点，是新一代导弹的优选动力装置。

固冲发动机主要由燃气发生器、补燃室和进气道等部件组成。

在产品研制期间，会对发动机进行一系列的结构特性、燃烧特性试验研究，为获取准确的特性参数，需对发动机进气道、补燃室多个截面、不同方位的压力参数进行测量。

传统的固体火箭发动机测量系统有测量通道少、校准过程繁琐、准备时间长等缺点，已不能满足目前通道多、测试条件复杂的试验需求，研究简单、高效的多路压力测试手段成为新课题。

如今应用于试验中的各种传感器不断朝着小型化、集成化、智能化、标准化的趋势发展，加之计算机技术和日益精进的编程语言在软、硬件上的支持，使得压力测量系统的性能不断改进和提升。

在风洞试验中，面对多通道压力测试需求，从20世纪90年代起，已开始引进电子扫描压力测量系统用于流场及试验件的压力测量。

近年来，随着技术的进步，压力扫描阀的扫描速率不断提高，且通过植入芯片实现了传感器的智能化，使该系统的技术日趋成熟、应用更加广泛。

1、系统组成及工作原理本系统选用PSI 9116智能压力扫描阀为测试核心，图形化语言LabVIEW编程，模块化设计，搭建了测量能力达到128路的多路压力测量系统。

基于无线通信的压力数据采集系统

有１２０２４０４８０９６０１０／８４０５００／０／０／０／９２ｏ３０／７６０
１系统结构与工作原理
压力监测系统结构如图１所示。地面部分主要
ｂｓＤ７种速率和３种接口校验方式。ＡＣ３ — ３模Ｐ２０４
器
采集器
翻
…
主控制器是压力采集器的核心．主要完成数据的采集、存储、显示和通信。压力采集器选用新华龙电子公司的产品Ｃ０１３０８５Ｆ１．该芯片是一种低功耗、高性能的８位单片机，片内带有２１路ｌ０位的Ｄ转换器．一个ｌ字节的ＦＡＨ型可编６ＫＬＳ
第５期
姬生福等：基于无线通信的压力数据采集系统
随着无线通信技术、计算机技术的高速发展并
应用到传感器技术中．使压力传感器的无线数据采
业内的领先水平。Ｑ２２ — Ｓ模块提供了多个频Ｅ３ＡＲ道的选择．可在线修改串口速率、发射功率和射频速率等各种参数。Ｑ２２ — Ｓ模块内设２６ｂｔｓＥ３ＡＲ５ｙｅ
传辅接口
鼙 … ．
图１压力监测系统结构图
程擦除的只读存储器（ＲＭ）ＰＯ，采用ＣＳ工艺ＭＯ
和新华龙电子公司的高密度、非易失性存储器
（ＵＡＭ）ＮＲ，输出引脚和指令与ＭＳ５Ｃ一１兼容，片内的ＦＡＨ存储器允许在系统内修改．使用常规ＬＳ的非易失性存储器编程器编程『４１

基于STM32F103的时间压力采集系统

（１．ＴｅｃｈｎｉｃｌａＣｅｎｔｅｒｆｏｒＳａｆｅｔｙｏｆＩｎｄｕｓｔｉｒａｌＰｒｏｄｕｃｔｓｏｆＴｉａｎｊｉｎＥｎｔｒｙ－ＥｘｉｔＩｎｓｐｅｃｔｉｏｎａｎｄＱｕａｒａｎｔｉｎｅＢｕｒｅａｕ，Ｔｉａｎｊｉｎ
ｌｅｇｅｏｆＭａｔｅｉｒａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇ，ＴｉａｎｊｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｆｏＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ３００４５７，Ｃｈｉｎａ）
ｒｙｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｅｄａｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎＳＴＭ３２Ｆ１０３ｃｏｒｅｐｒｏｃｅｓｓｏｒ，ａｃｈｉｅｖｉｎｇｈｉｇｈ — ｓｐｅｅｄｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ，ｃａｃｈｉｎｇ，ｃｕｒｖｅｓｐｌａｙｂａｃｋｆｕｎｃｔｉｏｎｓ．Ａｄｙｎａｍｉｃａｎｄｒｅａｌ－ｔｉｍｅｄａｔａａｃｑｕｉｉｒｎｇｓｙｓｔｅｍｗａｓｅｖｅｎｔｕａｌｌｙｒｅａｌｉｚｅｄｗｉｔｈｑｕｉｃｋａｎｄａｃｃｕｒａｔｅｒｅｃｏｒｄａｂｏｕｔｐｒｅｓｓｕｒｅｄａｔａｃｈａｎｇｅｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｏｆｅｘｐｅｉｒｍｅｎｔｉｎｄｉｃａｔｅｓ

IOT数据采集方案：高压容器压力实时监测系统

IOT数据采集方案：高压容器压力实时监测系统
高压容器在化学生产种广泛应用，如氨合成塔、尿素合成塔、铜洗塔、一氧化碳冷提塔等外壳均属高压容器。

在使用过程种，由于介质、温度、压力等因素的改变，容器内部压力会发生变化，压力过高或过低都会对设备造成安全隐患，甚至导致泄露、爆炸等严重事故。

因此，需要建立高压容器压力实时监测系统，实时监测压力的变化，及时发现异常情况，从而及时采取措施保证设备的安全稳定运行。

方案概述
工业现场部署数据采集网关，通过连接高压容器上的压力传感器实时采集容器压力变化，并通过网关进行数据采集和传输，上传到物联网云平台进行监控。

当压力超过系统设置的预警值，系统会自动发出报警通知，管理人员就能及时采取措施，排除隐患，保护工业生产安全。

平台功能
实时监测：通过手机和电脑登录云平台，可以实时监测各个高压容器的压力数据。

数据分析：管理员查看实时数据和历史数据，导出数据报表方便后续数据分析。

智能预警：当压力超出设定数据阈值时，系统自动通过微信小程序发送报警通知。

设备管理：对接入网关的设备进行统一管理，查看设备信息和实时运行状态。

系统优势
稳定性高：网关具备金属外壳和IP30防护等级，适用化工现场复杂恶劣的环境条件。

扩展性强：网关具备多个串口网口，可以接入各类型传感器、PLC、水表电表等设备。

易于部署：网关内置多协议解析、自动数采、5G/4G/WIFI/以太网等模块，即插即用。

系统保护：网关支持多网互备、断点续传、防火墙、白名单等功能，保护数据安全。

美国tekscan公司F-SCAN足底压力分析系统

F-Scan美国Tekscan 公司生产的F-Scan 设备为一套完整的系统，主要量测脚底与鞋子之间的压力分布情况，针对接触压力的分布、大小及随时间的变化进行分析。

F-Scan 系统包含传感器、电子零件等，软件实时显示测试数据并提供多种数据分析方式。

系统配置的传感器除具有Tekscan 公司一般传感器具有的超薄、柔软、高分辨率等特性外，还具有另一项特性，即可以根据需要修剪成所需形状而不影响性能，更适于置于鞋内进行量测。

F-Scan 系列包括F-Scan® Mobile System 、F-Scan® VersaTek System 和F-Scan® Lite VersaTek System 三种系统。

您可以根据需要进行选择。

F-Scan ® Mobile System采用能够测试时间、如纸一般薄像鞋垫般的传感器作为F-Scan 系统中之重要组件。

设计独特的传感器使纪录足底压力动态变化时毋须使用缆线连接计算机与测试者。

独特设计的传感器所拥有的弹性与曲屈能力能满足客户在自然的步伐及活动下达到最好的灵敏性及对传感器最小的破坏，完美地进行测试。

1. 可修剪性2. 数据采集3.数据分析鞋靴研究与设计 – 产品设计开发舒适性舒适性之设计利用Tekscan 的技术进行开发，此一技术目前大部分用于开发女性高跟鞋之舒适性设计。

舒适性鞋垫之设计理念在于将人体的重量平均分布于鞋底上，避免体重集中于脚尖的位置，并将重量之分布向脚跟方向移动，降低穿高跟鞋的不适感。

从右图测试图形可知，拥有舒适型鞋垫之高根鞋，其压力分布明显由两端向中间移动、改善压力分布集中之情况，提升身体及脚踝的稳定性。

舒适性鞋垫让身体平衡性较为稳定及使身体保持直线。

此技术亦避免了身体前进时，鞋子脱离之情况；让女性穿着高跟鞋的仪态更优美及大幅提升行走之舒适性。

传感器型号：3000。

超薄、高分辨率，感测元960个，可依鞋子之大小进行修剪。

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目录第一章《测控系统综合设计》设计任务书 (2)第二章总体设计方案 (6)一、现代测控系统发展概述 (6)二、测控系统总体结构图 (8)三、压力传感器的发展与概述 (9)第三章系统硬件设计 (10)一、JLU-ELVIS型数据采集实验系统的介绍 (10)二、压力测量与处理的基本原理 (11)三、主要芯片的介绍 (12)四、传感器的选择 (13)第四章系统软件设计 (16)一、程序流程图的设计 (16)二、前面板的设计 (17)三、框图程序的设计 (19)第五章系统调试、运行以及结果 (35)一、程序调试 (35)二、运行以及结果 (36)第六章LabVIEW课程设计的心得体会 (37)参考文献 (39)第一章《测控系统综合设计》设计任务书题目：基于虚拟仪器技术的压力测量系统设计一、设计任务本课题所要求设计的基于虚拟仪器技术的压力测量系统的工作原理为：利用压力应变片，将所受的压力转换成电压信号。

当加在应变片上的压力变化时，应变片的阻值发生变化，桥式电路输出由此产生的电压信号。

首先，应设计硬件电路对该信号进行初步的调理包括空载调零和将信号进行两级放大，然后由NI ELVIS II数据采集平台提供的模拟输入通道送至计算机中，利用虚拟仪器软件开发平台LabVIEW来开发系统软件，以实现对语音信号的采集、分析、处理与报表生成等。

并利用LabVIEW编写的软件系统对信号进行处理。

具体指标与要求如下：(一)硬件设计要求1、理解压力测量的原理，要求对压力应变片进行选型，对压力信号调理电路进行设计，说明其工作原理。

2、理解NI ELVIS II数据采集平台的工作原理，通过NI ELVIS II数据采集平台对压力信号及其调理电路出来的电压信号进行采集、分析与处理。

(二)软件设计要求要求采用状态机的软件设计结构来设计压力测量系统软件。

系统软件具有“系统初始化”、“系统等待”、“数据采集”、“报表生成”“打开报表”、“退出”等功能。

具体要求如下：1、系统初始化压力测量系统软件运行后，首先进入系统初始化状态。

系统初始化状态主要可以对NI ELVIS II数据采集平台，所用的数据采集通道及软件界面上的所有控件进行初始化。

系统初始化结束后，软件进行等待状态中，等待其他功能的选中与运行。

2、系统等待在系统等待状态下，用户可选择其他功能并运行。

要求系统等待状态采用事件驱动结构来实现。

3、数据采集要求系统可以对压力信号进行连续的实时采集、分析与显示。

可对采样参数进行设置包括对所用NI ELVIS II数据采集平台物理通道、采样速率、每通道采样点数、电压最大值与最小值等参数的设置。

将采集到的时域波形、压力大小等参数进行实时显示。

4、报表生成报表生成功能可以实现对压力信号连续采集与分析过程中的相关参数包括所用NI ELVIS II数据采集平台物理通道，电压最大值、最小值、采样速率、每通道采样点数、时域波形等参数或波形作为报表的内容进行保存。

5、打开报表打开报表功能可以对保存的报表进行打开以便进行离线进行分析和处理。

6、退出按下“退出”键，将退出系统软件。

要求系统软件界面设计友好，方便操作。

在系统软件界面即前面板上必须有状态显示栏，以显示软件当前运行的状态。

二、设计目的通过本次设计使学生具备：(1) 初步了解测控系统的设计步骤，掌握系统设计方法，加深对专业理论知识的理解，能够综合运用所学的《传感器原理与检测技术》、《虚拟仪器技术》、《测控电路》、《测控系统原理与设计》等专业知识设计测控系统各个单元，并组成系统。

(2)通过制定测控系统设计方案，合理选择传感器及其他元件，正确计算、选择各电路和元件参数，确定尺寸和选择材料，以及较全面地考虑制造工艺、使用和维护等要求，达到了解和掌握测控系统综合设计过程和方法的目的。

(3) 进行设计基本技能的训练。

如：计算、绘图、熟悉和运用设计资料（手册、图册、标准和规范等）以及使用经验数据、进行经验估算和数据处理及计算机应用的能力。

(4)了解现代仪器科学与技术的发展前沿，学习和掌握基于虚拟仪器技术的测控系统组成和工作原理；进一步掌握虚拟仪器LabVIEW图形化软件设计方法与调试技巧。

(5)培养学生查阅资料的能力和运用知识的能力；提高学生的论文撰写和表述能力；培养学生正确的设计思想、严谨的科学作风；培养学生的创新能力和运用知识的能力。

三、设计要求1、了解和掌握整个以虚拟仪器技术平台构建的测控系统组成、工作原理、各单元功能和应用背景。

2、根据设计任务进行文献资料的检索，根据测控系统的功能和工作原理，确定测控系统的功能，制定设计方案和设计虚拟仪器面板。

3、合理选择传感器的种类与型号，设计信号调理电路；利用虚拟仪器技术软件开发平台LabVIEW 来编写与调试系统软件。

4、按学校课程设计的撰写规范撰写且提交一份完整的设计报告。

四、设计内容1、基于虚拟仪器技术的压力测量系统硬件设计。

2、基于虚拟仪器技术的压力测量系统软件设计。

具体设计内容详见前面的设计任务。

五、设计报告要求报告中提供如下内容：1、目录2、正文(1)设计任务书(只需要打印指导教师提供的设计任务书，不要对任务书的内容进行任何的修改)；(2)总体设计方案(包括对现代测控系统发展的概述，构建一个测控系统的总体结构图，压力测量与处理的基本原理、压力传感器的发展与概述等，压力测量信号调理电路的设计，并根据任务书要求，选择合适的技术参数和技术方案，对多种设计方案进行分析比较，系统总体结构图概述等)；(3)系统硬件设计，包括传感器的选择(测量原理分析，传感器的量程、测量精度与结构、型号的确定)、信号调理电路的选择、设计及计算(根据测量要求、传感器的类型及特点，选择或设计合适的信号调理电路，并绘制电气系统原理图。

)；(4)系统软件设计，包括系统软件程序流程图、前面板与框图程序的设计及功能实现方法等；(5)系统总体调试、运行及其结果；要求有程序和运行结果等。

3、收获、总结与体会4、参考文献(不低于20篇)六、设计进度安排本课程设计共需2周时间，其具体安排见下表:七、设计考核办法本设计满分为100分，从设计平时表现、设计报告及设计答辩三个方面进行评分，其所占比例分别为20%、40%、40%。

第二章总体设计方案一、现代测控系统发展概述20世纪70年代以来，测量技术不断进步，出现了很多智能仪表，这些仪表在微电子的基础上，与计算机相结合，使得基于仪表的测量技术渐渐演变，成为一门包含机械、电子、计算机的独立的学科。

现代测控技术在追求仪表智能化的同时，还对其稳定性、可靠性和适应性要求也不断提高，相应的，随着技术发展，测控技术大量应用高新技术和新的科学研究成果，测控技术的技术指标与功能不断提高。

作为代表，测控仪器仪表单元微小型化、智能化日趋明显。

测控技术的两个方面，一个是测一个是控。

“测”是依靠传感器和信号传输电路，即测控电路；“控”则是依靠现代计算机的计算处理能力，根据数据得出相应结果，通过反馈等方式控制整个系统。

计算机已经成为测控技术中的中坚力量，于是，网络技术也就自然而然的越来越成为测控技术满足实际需求的关键支持。

但是不可否认，测控电路依然是测控技术发展的基础，和另一个重要的发展方向。

现代科学技术的融入不但使现代测控技术在各方面得到广泛应用，而且加快了现代测控技术的发展，形成了现代测控技术朝微型化、集成化、远程化、网络化、虚拟化等方向发展。

同时，现代测控技术是一门实践性非常强的技术，既包括硬件、软件的设计，又包括系统的集成，随着其在国防、工业、农业等领域应用的深度和广度的扩大，它将为提高生产效率、改进技术水平做出巨大的贡献。

新型传感器技术、现代测控总线技术、虚拟仪器技术、远程测控技术、测控系统集成技术等，都是这门涉及广泛的学科的发展趋势和方向。

新型传感器技术向微型化、数字化、集成化、智能化、网络化传感器、光纤传感器和生物传感器等几个方向发展。

传感器是信息时代的三大支柱之一，目前新的智能化传感器层出不穷，微处理器和网络与传感器的融合技术快速发展，新型传感器在测量仪器仪表、测控系统中的应用日益广泛和深入，可以说，新型传感器技术的发展对现代测控技术的发展起到了很好的推动作用，新型传感器技术是现代测控技术的一个重要组成部分。

现代测控总线技术具体包括了GPIB、VXI、CPCI、PXI、USB、IEEE 1394、现场总线和LXI这几类总线，USB在现代的应用比重日益增加，也是发展最为迅速的总线技术。

测控总线是测控系统的重要组成部分，随着计算机技术的发展，各种总线标准不断推出和发展。

现代测控系统的发展趋势是采用标准总线计算机平台、功能强大的软件及应用总线技术的模块化仪器设备的有机结合。

这将极大地增强自动测试设备的功能与性能。

在现代测控系统中，测控总线技术越来越受到重视。

因此，在测控系统的研制、开发和应用中，选择好的测控系统平台总线，不仅有助于系统最终以较低成本满足更高的性能要求，而且可以使系统更加容易扩充、升级和保护用户的投资效益。

虚拟仪器技术包括LabVIEW和LabWindows/CVI，包括开发环境和虚拟仪器设计。

虚拟仪器系统是测控技术与计算机技术结合的产物，它从根本上更新了仪器的概念，并在实际应用中表现出传统仪器无法比拟的优势，可以说虚拟仪器技术是现代测控技术的关键组成部分。

虚拟仪器利用计算机和数据采集卡等相应硬件和专用软件构成，既有传统仪器的特征，又有一般仪器所不具备的特殊功能，在现代测控应用中有着广泛的应用前景。

远程测控技术是现代通信网络、远程测控系统的基础。

基于Internet、现场总线和无线通信的远程测控技术这三方面讲述应用，通过分布式网络化测控系统、基于VXI和PXI总线的远程测控系统。

随着测控任务变得日趋复杂以及大范围测控要求的日益增多，进行远程测控、组建网络化的测控系统就显得非常必要。

网络技术也必将在测控领域得到广泛的应用，从而有力地带动和促进远程测控技术的发展。

采用远程测控技术，不仅可以降低测控系统的成本、实现远距离测控和资源共享，而且还能实现测控设备的远距离诊断与维护，大大提高测控的效率。

电子设备测控系统集成技术，包括现代测控系统的硬件设计（包括硬件需求分析、硬件集成、接口设计和可靠性与安全性设计），以及现代测控系统软件设计（包括采用COTS 的软件集成、软件组态和集成的标准化）。

采用系统集成技术解决测控系统的合理构成正成为测控界普遍关注的话题。

测控系统的规模和功能各异，且存在各种模块的集成以及在异构和分布环境下设备互连、互操作、数据传输和通信等诸多问题，测控一体化系统集成应运而生。

测控一体化是当今测控系统的发展方向，它以计算机为核心，采用组件技术将标准总线、硬件模块或仪器单元和相应的测控软件等进行构建，同时贯彻实施一系列系统集成标准体系，使之成为通用性和可移植性强的测控系统。