四通道数据采集与显示界面的设计

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序
String URL="jdbc:mysql://localhost:3306/db_name"; //连接的URL,db_name 为数据库名
String UserName="username"; //用户名String Password="password"; //密码
Class.forName(Driver).newInstance(); //加载数据库驱动
connection con=DriverManager.getConnection(URL,Username,Password);3 数据库连接的技巧
在软件开发和应用中，经常对数据库连接代码进行复用。

通常情况下，我们避免多次在一个项目里写重复代码，这样给后期软件系统的更新与维护造成很大麻烦。

另外我们一般将数据库的异常处理、连接和关闭的代码写在同一个类文件，在进行数据库操作时方便使用它，也可在类文件中编写数据库增删改查操作，以此提高代码在文件中的利用率。

我们对数据库连接资源进行管理也是有必要的，很多问题是由于资源频繁分配与释放造成的，我们可以用“数据库连接缓冲池”来解决。

“缓冲池”代表临时存放某物的地方，“数据库缓冲池”也就代表临时存放数据库相关内容的地方，这样我们建立数据库连接就从“数据库缓冲池”中取出资源，建立后再放回去“数据库缓冲池”。

4 结语
本文简单叙述了Java 软件开发和应用中MySQL 数据库的连接以及操作的技巧方法，在实际开发和应用以及维护中对数据库的操作还有很多内容。

在目前主流的Web 应用开发中经常采用 Oracle、Sybase、SQLServer、MySQL 等作为后台数据库，JDBC 技术更是为Java Web 应用程序提供了访问数据库的用户接口。

但如今的软件开发和应用通常使用Mybatis 来操作数据库，它对能够使JDBC 的对象封装更加轻量化，开发人员以及用户可以更加轻松的操纵和调用数据库，所以现在已经得到开发人员和开发行业的认可。

【参考文献】
[1]黄丹.基于JDBC 的数据库访问技术[J].软件导刊,2010(03).[2]聂凯,曹慢慢.Mysql 数据库的访问方法浅析[J].科技资讯,2010 (09).
[3]李平等．基于JSP 技术的web 数据库设计[J]．电脑与信息技术，2009．
[4]耿祥义．Java 基础教程[M]．北京：清华大学出版社，2009．
基金项目：辽宁科技大学大学生创新创业训练计划项目经费支持（项目编号101462019068）。

随着现代工业的高速发展，我们对石油、天然气等能源需求越来越大，但其生产地与消费点的距离很远，所以通常采用远距离的管道来输送。

由于管道通常所处的环境都具有酸碱性，因此极易发生腐蚀，而管道腐蚀所带来的影响是巨大的，包括能源泄露、环境污染等问题，甚至会引发爆炸等事故，加大了经济损失。

随着能源的重要性愈发突出，国家对管道防腐的工作也加大了力度，管道保护的工作成为了重中之重，阴极保护装置能够应用于管道保护，有效的削弱管道腐蚀所引起的问题。

1 系统的构架方案及组成
1.1 系统的构架方案
管道的参比电压一般为负电位，且电压较小，通过ADS1256采集芯片将参比电位以及管道所加电源的输出电压、电流信号和温度信号进行AD 转换之后传输至主控
MCU，主控部分对所采集进行处理后再将数据通过RS232串口通信传输至上位机，同时主控部分控制电源向管道施加电压以改善参比电位，系统的构架方案如图1
所示。

图1 系统的构架方案
四通道数据采集与显示界面的设计
刘孟哲
（西安石油大学 陕西 西安 710065）
【摘要】针对管道参比电位数据的远程显示问题，设计了一种基于STM32的数据采集与显示系统，该系统能够同时采集四路信号，包括管道的参比电位，管道所加电源的输出电压、电流信号及管道所处环境的温度，并快速的将所采集信号通过STM32单片机传输到上位机显示界面，达到了对管道参比电位的在线监测。

【关键词】上位机；STM32；数据采集
【中图分类号】TP274 【文献标识码】A 【文章编号】1009-5624（2020）02-0145-02
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1.2 系统组成
四通道数据采集系统的主要组成为ADSA256采集模块、主控MCU 模块、RS232通信模块、LABVIEW 上位机显示界面以及电源部分。

主控MCU：选用STM32F103C8T6单片机，这是一款基于ARM Cortex-M 内核STM32系列的32位微控制器，程序存储器容量为64KB，工作电压范围为2～3.6V,工作温度为-40℃～85℃,总线宽度为32位，系统时钟可达72M，具有37个IO 口，160K 片上RAM,单片机通过SPI 总线读取AD 采集结果，经过分析得出该款单片机具有较高的性价比。

A D 采集部分：选用A D S1255采集芯片，该芯片具有0～5V 的宽电压采集范围，能够实现管道参比单位的小信号采集，并且该芯片具有4路通道，能够同时采集管道所呈现的4路信号，并对所采集到的信号进行数模转换之后发送到单片机，单片机通过SPI 总线读取AD 采集结果。

RS232串口通信部分：利用MAX232来实现数据的通信，单片机通过RS232传送数据至上位机，同时RS232是一种全双工通信，能够满足上位机的读写指令。

上位机显示界面：通过LABVIEW 虚拟实验平台来完成对上位机的设计，上位机具有读写功能，能够很好的监测管道4路数据的变化情况并将其以曲线图的方式展现至显示界面，以便于能够容易观测变化范围并及时的改善管道参比电位。

电源部分：在单片机对数据处理之后，电源部分根据处理情况为管道提供改善参比电位的电压以及电流 。

3 硬件设计
硬件部分是系统极为重要的组成部分，利用DXP 软件来完成各部分电路原理图的绘制。

3.1 信号放大电路
参比电位利用参比电极直接与AD 转换部分相连，电源的输出电压利用LM324对其信号放大后采集，电源输出电流利用LM324运放与铜壳电阻进行采集，温度则通过RS18B20来进行采集。

3.2 AD
采集电路
ADS1256能够实现四通道传输数据，并且通道之间能够切换满足了管道四路数据同时传输的要求。

3.3 上位机显示界面
利用LABVIEW 的图形化编程能力设计的显示界面如图所示，该显示界面具有四个图形化示波器，单片机将所采集的四路十六位数据经过索引数组分组成为八位整型数据，两个八位数据经过整合与另一个八位数据进行运算成为十进制数，之后十进制数再通过示波器以曲线图的形式显示实时数据，四路数据以波形图的形式呈现在其前面板上，更加直观了当的观测到数据的变化。

4 软件设计
软件设计的作用是为了能够结合硬件部分来实现系统所应有的功能，将AD 部分、单片机部分以及串口通信等各个子程序整合至一起，使用keil 软件对程序进行整合并进行编译完成系统的软件设计，之后对程序进行调试，在确认程序没有错误之后下载之单片机配合硬件部分完成系统的数据采集与传输任务。

5 总结
通过对整个系统的测验，包括管道参比电位及管道温度、电源的输出电压及电流信号的转换与采集，上位机对传输而来的数据显示实验，本设计所研究的系统能够迅速完整的将所需要的传输的小电压信号采集并且通过系统的软硬件结合使数据传送至上位机显示界面，实现了本设计四通道数据采集与显示界面系统的功能。

总而言之，采集与显示系统在管道防腐中占据极大的作用，上位机对于阴极保护装置的远程监控作用也不可或缺，该系统以STM32作为主控MCU，以ADS1256等为采集模块，以LABVIEW 为上位机显示界面，结合开关电源对管道的输出，实现了对管道四路数据的采集与传输，未来能够结合DA 模块与开关电源形成一个创新且成熟的阴极保护装置。

【参考文献】
[1]朱贵国. 基于STM32的管道阴极保护参数采集与传输系统的研究[D].北京：中国民航大学,2014.
[2]王晨辉,吴悦,杨凯.基于STM32的多通道数据采集系统设计[J].电子技术应用,2016,42(01):51-53，57.。