远程数据采集系统设计
远程I-O数据采集控制系统设计
遥程I-O数据采集控制系统设计随着现代科技的快速进步，越来越多的工厂和企业开始接受遥程I/O数据采集控制系统来管理和监测生产过程。
本文针对传统数据采集系统存在的一些问题和缺陷，提出了一种新的基于无线网络和STM32 MCU的遥程I/O数据采集控制系统设计方案。
起首，本文详尽介绍了系统的整体架构，并对其中的各个模块进行了详尽的设计和实现。
接着，通过对系统进行模拟和试验验证，证明了系统的可行性和好用性。
最后，本文对设计方案进行总结和评判，并提出了进一步的完善和优化方向。
关键词：遥程I/O、数据采集、控制系统、无线网络、STM32 MCU一、引言近年来，随着工业生产的不息进步和智能化的加强，越来越多的企业开始接受遥程I/O数据采集控制系统来监测和管理其生产过程。
相较于传统的数据采集系统，遥程I/O数据采集控制系统最大的优势在于其能够在遥程位置对生产过程进行实时监控和控制，从而保证了生产过程的准确性和高效性。
然而，传统的遥程I/O数据采集控制系统在实际应用中依旧存在许多问题和缺陷：1）传输方式单一，无法满足多样化的数据传输需求；2）数据传输不稳定，容易出现断电和丢包等问题；3）系统复杂度高，硬件部分实现难度大。
为了解决传统遥程I/O数据采集控制系统存在的问题，本文探究了一种基于无线网络和STM32 MCU的新型遥程I/O数据采集控制系统设计方案。
本文按照以下内容对系统进行详尽讲解。
二、系统设计2.1系统整体架构设计本文所设计的遥程I/O数据采集控制系统主要由三大模块构成：数据采集模块、数据传输模块和数据控制模块。
其中，数据采集模块主要负责对生产现场数据的采集和储存；数据传输模块主要负责将采集到的数据传输到控制中心；数据控制模块能够实现对生产现场的实时监测和控制。
2.2数据采集模块设计在数据采集模块中，本文主要使用了STM32 MCU作为控制核心，并借助了其自带的I/O口进行数据采集和存储。
详尽来说，数据采集模块分为两部分：采集端和存储端。
煤矿用远程数据采集与传输系统的设计与实现
１ 引 言
随 着 我 国 工业 的 飞速 发 展 以及 与世 界 先 进 工
单片机 ， 经处 理 后输 出与称 重 信号 成 正 比的脉 冲 信 号 。 中 Ａ Ｄ转 换器 采用 Ａ Ｉ 司 的 Ａ ７ ０ ， 其 ／ Ｄ公 Ｄ ７ ５ 它具
有 一 转 换技 术 。 有 ２ ３个 模 拟 通道 ， 置数 字 △ 具 ～ 内 滤 波器 ； 干扰 性强 、 辨率 高 、 定 性好 ， 抗 分 稳 是理 想 的 重量 信 号检 测 Ａ Ｄ转换 器日 图 ｌ为采集 系统硬 件 ／ 。
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一
３一 ０
《 国外 电 子元 器件）０７年 第 ９期 ２０ ２０ ０７年 ９月
●应 用 与 设 计
煤矿 用远程 数据 采集 与 传输 系统 的设计 与实 现
雷张伟 ，李 丽宏 ，李牡 丹
（ 太原 理 工 大学 信 息 工程 学 院 ， 山西 太原 ０ ０ ２ ） ３ ０ ４
摘 要 ： 绍 了煤矿 用远 程数据 采 集与传 输 系统的 工作 原理 和 软硬件 实现 方法， 出 了改善 数据 远 程 介 提
传 输方 式的措 施 。 场试 验数 据表 明， 现 该远 程数据 采 集 与传输 系统性 能稳 定 ， 抗干扰 能 力 强 。 具有 一
定 的 实用价值
关 键
煤 矿 用 电子 皮 带秤 系统 有 重 量 和 速度 两 大 输
系统 软件 分 为 系统 初始 化 （ 门 狗 、 时 器 、 看 定 中 断 ）Ａ ７０ 、 Ｄ ７ ５初始 化和 主程序 。 中 Ａ ７ ０ 其 Ｄ ７ ５初始 化
要 对 ８个 寄存 器 进行 初 始化 设 置 ，实现 校 准模 式 ， 增 益 、 波 、 出更 新率 、 入极 性 及 缓 冲模 式 等 的 滤 输 输 设 置｝ ３ ＿ 系统 软件 流程 图如 图 ２所 示 ， 。其 以下给 出 了
无线远程数据采集系统设计
Ｖｏ ． Ｏ Ｎｏ ６ １２ ．
Ｄｅ ２０１ ｅ． ０
无 线远 程 数 据 采 集 系 统设 计
季福 坤 王ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 斌
（ 华航 天 工 业 学 院 ，河 北 廊 坊 ０ ５ ０ ） 北 ６ ０ ０
摘
要 ：本 文设 ｉ 并 实 现 了基 于 三层 网 络 结 构 的远 程 无 线 数 据 采 集 系 统 。该 系 统 集 数 据 采 集 技 术 、嵌 人 式 系 统 、 ｔ －
实 际现 场数 据 的采集 、 理 ， 处 并把 数据 通 过无 线传 输 给 中问 单元 。
基 金 项 目 ： 北 省教 育 厅基 金 项 目 （０ ８ ０ ） 河 ２ ０ ４ ２
收 稿 日期 ： ００—０ ２１ ９—１ ３
由于传 感器 采集 的数 据是 通 过无 线数 据 的形式
进行 发送 和 接 收 ， 因此 选 用 了 高 速 、 功 耗 的 Ｓ Ｃ 低 Ｔ
可通 过程 式进 行 设置 ； Ｃ终 端 中安装 了采用 高级 语 Ｐ 言编 写 的软件 ， 用 数据库 技 术及 网页浏览 技术 ， 应 实 现 了友好 的人 机 交 互 界 面 ， 有 数 据 刷 新 、 示 、 具 显 存
储和 打 印功 能 。嵌 入 式 系 统包 括 控 制 器 、 摸 显 示 触
系统 的工作 过程 定 时采用 轮询点 名数据 传输 方 式 配合实 时点 名方式 保证 了数 据 的实 时性 和整体 延
续性 。
系统 主要涉及 以下 几种交 换协议 ：
（ ） 准 网络 协议 ， 要 是 远 程 计 算 机 查 询 数 １标 主
据 。（ 用 Ｉｔｒｅ） 使 ｎｅｎ ｔ （ ） 线 网关 与基 于 Ａ ２无 ＲＭ 的无 线 网络 节 点 的
远程智能数据采集与处理系统设计
时， 首先向每台数据采集装置输 出同步 信号和读 取的地址码信号 。当数据采集装置接收到同步信 号和地址 信号之后 ， 台数据采集装置都将 自身 每
的地址编码和接收的地址码进行 比较 ， 若不相同， 它还是处于接收状态。只有地址码完全 相同时， 该数据采集装置才转换传送方 向， 将采集的数据 信息和状态信息依次串行输 出。这样 ， 数据处理
给工作站， 工作站将处理 的信息进行管理 ， 产生各 种输出报表 ， 为有关部 门和人员提供生产信息和 工作状态信息； ④将工作站与计算机网络相连接 ， 形成生产管理一体化。
收 稿 日期 ：０ １１ —８ ２ ０ －１１
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第 ２期
苏光奎 等： 远程智能数据采集 与处理系统设计
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第２ ７卷 第 ２ 期
２ ０ 年 ４月 ０２
Ｇｅｍａ武 汉ｄ大 ［ｍ ｍｔ 报 ｃｅ ｃ ｆ 科ｈ ｎ Ｕｎｖ ｒｉ ｏ ｔ ￣ａ ｎｏ 学ｏ ・信 息Ｗ ｕ 学 ｉｅｓｔ ［ ｎ Ｉ 学 ｃ ｌｎＳ ｉ ｅｏ ｎ ａ 版 ｙ
． ７ Ｎｏ ２ ２ ． Ａｐ ０ ２ ｒ２ ０
ｌ 所示 。
— — — —＝ 二 工二 ＝ — — 阿 线
散的多点数据采集 ， 通常采用集 中控制 、 分散控 制、 现场总线控制 和远程智 能控制等系统。集中 控制 系统采 取集 中控 制 、 中管理 、 源共享 的基 集 资 本原则 ， 其设计结构简单 ， 易于控制管理 。但它的 应用受到一定 的局限性， 特别 是对于多点远距离 的控制管理就难以实现了。分散控制系统是在集 中控制系统的基础上发展起来 的， 它是集计算机 、
采用计算机技术实现近距离现场单点的数据 采集与处理较为容易 ， 但在实际应用 中， 有些现场 的数据并不是单一 的， 不仅采集的数据点数较多，
单片机控制远程数据采集系统设计
Ｔｈ ｅ ｉ ｎ ｏ ｅｍｏ ｅ ｄ ｔ ｅ ｄ ｓｇ ｆ ａ ｒ ｔ ａ ａ
ｃ ｌｃ ｉ ｙ ｔ ｍ ｙ ｓｎ － ｈｐ ｏｌ ｔ ｅ ｏｎ ｓ ｓ ｅ ｂ ｉｇｌ ｃ ｉ ｅ
ｍ Ｉ ＯＣ Ｃｒ Ｏｍ Ｐｕ ｅｒ ｃｏｎ ｒ ｔ ｔＯＩ
Ｓ ＵＮ ｎｇ Ｙｉ
单片机控制远程数据采集系统设计
孙 莹
（ 沈阳建筑大学 信息与控制工程学院，辽宁 沈阳 １０ ６） １ １８
摘要 ：本文提出并设计了基于 Ｇ Ｓ 网络通信的远程数据 采墒系统，主要 ＰＲ 论述 了采用 Ａ ８ Ｃ５ Ｔ ９ ２单片机控制 ＧＰ Ｓ模块 （ ２ ） Ｒ Ｇ ０ 利用短消息传输来实 现远程数据采集系统的方案。 阐述 了系统 的工 作原理 ，硬件软件设计及相关
ｏ ．Ａｌｏ ｅ ｃ ｉ ｓ ｔ ｅ ｗｅ ｋ ｄ ｃｐｌ ｏ ｔ ｅ ｙ ｔ ｎ ｓ ｄ ｓ ｒ ｂｅ ｈ ｒ ｐ ｎ ｉ ｅ ｆ ｈ ｓ ｓｅｍ，ｔ ｅ ａ ｄ ｒ ｈ ｈ ｒ ｗａ ｅ
３ 单片机数据采集系统的组成及原理 【 ２ １
根据 系统的技术要求及经 济方面 的考虑 ，我 们选 用 Ａ ８Ｃ ２ Ｔ ９ ５ 单片机为控 制器 ，组成 远程数据采 集系统 系Ｓ模 块 、 ２６Ｒ ７４ ＯＭ ， ０ ０ Ａ Ｄ 转换 器、光 电隔离 器 、显示 电路 ．传 感器 ．放 大电路 、 ８９ ／ ３ ３锁存器 、 １ ８译码器 、电平转 换 电路 、与非门 、或非 门、反相 ７ ３ 器、 Ｄ 触发器等组成。硬件 系统 组成粗略框架 如图 ２所示。
ｄ ｓ ｕ ｓ ｓ ｈｅ ｌ ｓ ｈ ｉｃ ｓ ｅ ｃ ｉｆ ａ ｃ ｅｍｅｗｈｃ ｕ ｅ ｙ ． ｉ ｈ ｓ ｓ ＡＴ８ Ｃ５ ｍｉ ｒ ｃ ｎ ｒ ｌ ｒ ｔ ９ ２ ｃ ｏ ｏ ｔｏｌ ｏ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌＧ２ ｎｄ ｍａ ｅ ｕ ｅ ｏ ＭＳ ｔ ｏ ｌｔ ｒ ｏ ｔｏ ０ ａ ｋ ｓ ｆ Ｓ ｏ ｃ ｍｐ ｅ ｅ ｅｍｏ ｅ ｄａ ａ ｃ ｌ ｃ ｉ ｔ ｔ ｏ ｌ ｔ ｅ
基于LabView远程数据采集与传输系统的设计与实现
．．．— —
图１ 数据采集程序框 图
图 ２数据发送 流程序框图 ４２客户端的设计 ． 客户端主要完成数据接收 ， 并提供接 口用于数据的相关后续处理。 其流程为： 设置客户端链接地址， 连接参数 ； 检测网络连接情况及状 态； 读取数据 ； 标度变换及将数据存储在 Ｅ ｃｌ ｘｅ 中。图 ３ 是接收端数据和标 度转换程序框图。
２ Ｌ ｂ ｅ 介 绍 、 ａ Ｖｉ ｗ
Ｌｂ ｉ ａ Ｖｅ ｗ的程序由前面板 （ ｏｔ ｎ ） ｆ ｎ ａｅ 和流程图 （ｌ ｋ ｉ ｒ ｐ １ ｂ ｃｄ ｇ ｍ） 部 ｏ ａａ 分组成 ， 整个程序是基于多线程 的设计 ， 前面板和流程图各 占 一个线 用 程。前面板是 Ｌ ｂ ｉ ａＶｅ ｗ程序 的图形用户接 口， 此接 口集成了用 户输 入 ， 并显示程序的输出 ， 相当于传统仪器的面板 。 流程图包含虚拟仪器程序 的图形 化源代码 ， 编程控制 和定义在前 面板上的输人和输 出功能。 在虚 拟仪器设计 中， 从控制模板 中选取所需的控制及 显示对象 构建 出仪器 的操作 面板 ；在功能模板 中选取适当的功能模块 并进行必要 的连接与 设置 ， 制作控制流程 图， 完成所设计 仪器 应具有的功能 ， 程序的模块化 与层 次化更为直观。 ３ Ｄ ｔ ｏ ｋ ｔ 、 ａａｓ ｃ ｅ 技术 Ｄ ｔｓｃ ｅ 与 ｗｗＷ 浏 览 器 一 样 通 过 Ｕ Ｌ来 定 义．ａａｏｋｔ ａａ ｏｋｔ Ｒ Ｄ ｔＳｃｅ 数据源和数据 目 的地 ， 这些数据资源可以是 Ｄ Ｔ ，Ｐ ， ｌ ， ｉ 等形 Ｓ Ｐ Ｃ ｇ＇ Ｆ ｅ Ｏ Ｐ ｌ 式。其 中 Ｄ Ｔ ａ Ｓ ｋｔ ｒ ｓ ｒ ｒ ｏ １是 Ｄ ｔ ｏｋｔ Ｓ Ｐｆ ｔ ｏ ｅ Ｔａ ｆ ｏ ｃ ） ａ Ｓ ｅ 专用 于运行 Ｄ ａｃ ｎ ｅ Ｐ ｔ ｏ ａｃ Ｄ ｔ ｏｋｔ ａ Ｓｃ ｅ服务器进行数据读写的协仪 ， Ｄ ｔ ｏｋｔ ａ 在 ａ Ｓ ｅ 传输 中主要 使用 ａｃ Ｄ Ｔ 进行数据源和数据 目的地 的连接。 ＳＰ Ｄ ｔＳｃｅ 由 Ｄ ｔ ｏｋ ａ ｏｋｔ ａ ａａ ｃ ｅ函数 ， ｔ ｏｋｔ ｅｅＭａａｅ，ａ Ｓｃｅ Ｓ Ｄａ Ｓ ｅ Ｓ ｖｒ ｎｇｒ ｔ ｏ ｋｔ ａｃ Ｄａ Ｓｖｒ ｅｅ 组成。其中 Ｄ ｔ ｏｋｔ ｅｅＭａ ａｅ 主要 功能是创建用户组和数 ａ Ｓ ｅ Ｓｖｒ ｎｇ ｒ ａｃ 据项； Ｄ ｔ ｏｋ ｔｅｅ 进行配置； 对 ａ Ｓ ｅ ｖｒ ａｃ Ｓ 设置用户创建数据项和读写数据项 的权 限 ， 增加 网络安 全性； 也可以对多用户读写进行选择 。Ｄ ｔ ｏｋ ｔ ａ Ｓ ｃｅ ａ Ｓ ｖ 主要功能为用户解决 网络通信 问题 ， ｅｅ ｒ 根据 Ｄ ｔ ｏｋｔ ｅｅ ａａｅ ａ Ｓ ｅＳｖｒ ｎｇｒ ａｃ Ｍ 创建的用户组和设定的相应访 问权限同客户程序进行通信 。 Ｄ ｔ ｏｋｔ ａ Ｓ ｃｅ传输 的数据本身包含很小的头文件 。因此， ａ 数据传输 速 度快， 于网络数据动态传输 。 适 本文利用 Ｄ ｔ ｏｋｔ ａ Ｓｃｅ 实现各数据采集点与处 理主机 的连接。 ａ ４ Ｌ ｂ ｉｗ中 Ｄ ｔ ｏ ｋ ｔ 、ａ ｖ ｅ ａａｓ ｃｅ 传输的实现 系统 网络模式一般有两种： ／（ ＣＳ 客户机 ， 服务器式 ） Ｂｓ 浏览器 和 ，（ ／ 服务器） 模式。本文设计上采用 Ｃ 通信模式 ， Ｉ ／ Ｓ Ｖ 程序分成两部分 ： 工 作于客户端模式上的计算机 ， 完成数据接收 ， 并提供接 口用 于数据 的相 关后续处理 ； 于服务器端模式计算机 ， 工作 实现数据采集和发送。 系统的硬件组成 ： 计算机 、 数据采集 卡、 传感器 、 信号调理器等 。论 文中采用数据采集卡是美国国家仪 器公司的 Ｕ Ｂ ６ ０ 采集卡 ，传感 Ｓ 一０９ 器是热 电偶温度传感器和信号调理器是 Ｈ — ＷＢ型温度变送器 。 ＢＳ ４１ ． 服务器端 的设计 服 务器端 主要 是 实现 数据 的采 集和 数据 的传 输 。数 据 采集 是 Ｌｂ ｉ ａ Ｖｅ ｗ的核心技术之一 ， 本文采用的 ＤＡ ｍ Ｐ 来实现数据的采集。 Ｑ ｘＡ Ｉ 系统采用输人方式是单端输 入、 采样频率 ２ Ｈ 。其采集子程序如 图 ｌ Ｋ Ｚ 所示 。 采集 的数据经过全局变量将数据传送 给数据发送端程序 。 其数据
基于MATLAB的远程数据采集系统的设计
到传 感器 的信息 。
安装 了 ＭＡＴＬ ／ ＡＱ 工 具 箱 、 ＡＢ Ｄ ＤＡＱ 板 卡 供
由于 ＭａＬ ｂ是 目前 工 程 （ 其 是 在 信 号 分 析 及 处 ｔａ 尤
理） 领域 内应 用非 常 广 的一 个 软 件 ， 因此 ， 践 中经 实 常利 用 ＭａＬ ｂ进 行 数 据 的采 集 。事 实 上 ， ｔ ａ ｔａ ＭａＬ ｂ 的功 能非 常强 大 ， ＭａＬ ｂ的支 持 下 ， 需要 一 些 在 ｔａ 只
应 商 提供 的 驱 动 程 序 和 附 件 工 具 以 后 ， 使 Ｍａ— 要 ｔ
Ｌ ｂ能够识 别 Ｄ ａ ＡＱ板 卡 ， 还要 进 行所 谓 Ｄ ＡＱ 板 卡 验 证 ， 以利用 ＭａＬ ｂ提供 的 函数 “ ａ ｈ ｉｆ” 可 ｔａ ｄ ｑ ｗ ｎｏ 来 进 行 。在 ＭａＬ ｂ的命 令 窗 口输 入 Ｏｕ — ｄｑ ｗｉ— ｔａ ｔ ａ ｈ ｎ
件 的安 装 ， 用 软 件 这 里 主 要 指 的 是 ： 据 采 集 模 应 数 块、 数据 显示 模 块 、 据处 理模 块 以及 数据 管理 模块 数 等 。准 确完 成这 些安 装后 ， 系统应 该就 能 捕捉 、 录 记
取、 转换 器件 也 能构 成 一 个 完 整 的采 集 系 统 ； 外 ， 另
＞ ＞ ｏｕｔ ｎｓ ａｌ ｄ ｄａ ｏｒ ．Ｉ ｔ ｌｅ Ａ ｐｔ ｓ
ａｎ ｓ
１ 基 于 ＭａＬ ｂ数 据 采 集 系统 的设 计 ｔａ
在 进行 数 据 采 集 系 统设 计 之 前 ， 必 须 搞 清楚 先 系统 采集 的是什 么物 理量 ， 有什 么特性 ， 合 采用 它 适 的传 感器 以及 数 据 采 集硬 件 等 内容 ， 通过 对 这 些 内 容 的了解 ， 设计 者 才 能做到 心 中有数 、 的放 矢 。 有 ＭａＬ ｂ提供 了一 个 功 能 强 大 的数 据 采 集 工 具 ｔａ 箱 ， 是一 个 函数 Ｍ 文件 或 ＭＥ 这 Ｘ动 态链 接 库 文 件 集 ， 实现 模拟 量 的输 入／ 出 ， 可 输 数字 量 的输入 ／ 出 输 及 数模 之 间的转 换 ， 持 多 种 数 据采 集 硬 件 ， 支 同时 ，
基于无线移动网络的远程数据采集系统的设计
Ｋｅ ｒ ｓ ＧＰ ｄ ｌ ： Ｒ￥ ３ ｅ ｉ ｓｉ ｔ ｒａ ｅ； ＡＴ８ Ｃ５ ｃ ｏ ｈ ｐ； ＡＴ ｃ ｍｍａ ｄ ｙ ｗｏ ｄ ： ＲＳ ｍｏ ｕ ｅ ２ ２ ｓ ｒ ｅ ｎ ｅ ｆ ｃ ９ ２ ｍｉ ｒ ｃ ｉ ｏ ｎ
１ 引 言
随着我 国信 息化进程 的全面推进 ， 各行业 对信息化 的认识也 从单 纯 的数字化提升到数 字化 、网络化 和无线 化 统 一 的 高 度 。原 有 的有 线 系 统 虽 能 完 成 数 字 化 与 网 络 化 ， 复 杂 的 布 线 、高 昂 的 维 护 成 本 使 得 网 络 节 点 的分 布 范 但
Ｆ ｉｎ － ｏ ｇ ＵＱａｇ￣ｎ
（ｎ ｔ ｕｅｏ ｅ ｔｏ ｉ ｎ ｉｅ ｒｎ ， Ｃ ｉａＡ ａ ｅ ｆ ｇｎ ｅｉｇＰ ｙ ｉｓ Ｍｉｎ ａ ｇＳｃ ｕ ｎ６ ０ Ｉｓｉ ｔ ｆ ｃｒｎｃＥ ｇｎ ｅｉｇ ｔ Ｅｌ ｈｎ ｃ ｄ ｍｙｏ ｉｅ ｒｎ ｈ ｓｃ ， ａ ｙ ｎ ｉｈ ａ ２ ９ ０，Ｃｈｎ ） Ｅｎ １ ｉａ
遥 测 遥 控 系统 中。
关 键 词 ：Ｇ Ｒ 模 块 ；Ｒ ２ ２ 口 ；Ａ ８ Ｃ ２ 片机 ；Ａ 命 令 ＰＳ Ｓ３ 串 Ｔ９５单 Ｔ
中 图 分 类 号 ：Ｔ ２ ． Ｎ９ ９ ５ 文 献 标 识 码 ：Ａ
Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｏ ｇ ｄ ｓａ ｃ ｌｅ ｔｏ ｎ ｓｇ ｆＬ ｎ － ｉｔ ｎ ｅ Ｃｏ ｌｃ ｉ ｎ ａ ｄ Ｃｏ ｔｏ ｙ ｔ ｍ ｓ ｄ ｔ ｏ ｉｅ Ｎｅｗｏ ｋ ｎ ｒ ｌＳ ｓｅ Ｂａ ｅ ｈｅＭ ｂ ｌ ｔ ｒ
基于GSM-SMS远程数据采集系统的设计
基于GSM-SMS远程数据采集系统的设计
徐福林
【期刊名称】《机床与液压》
【年(卷),期】2010(38)18
【摘要】研究一种基于GSM-SMS远程数据通信的技术,提出了利用Nokia3310手机SMS进行远程数据采集的设计方案,用于采集远程设备的状态参数.远程设备的状态参数通过其串口发送到设备端GSM模块中的单片机,设备端GSM模块利用Nokia3310手机SMS把数据发送到短信服务中心SMSC,SMSC转发给GSM中心机,GSM中心机通过其串口将数据发送到主机PC,PC对接收的数据进行分析和处理.相反,也可以从PC主机向远程设备发送控制信息.该设备端GSM模块具有结构简单、操作方便的特点.该GSM模块设计技术,还可推广到远程抄表系统、远程报警系统等远程数据通信系统的设计中,具有一定的实用价值.
【总页数】4页(P69-72)
【作者】徐福林
【作者单位】上海工程技术大学,上海,200437
【正文语种】中文
【中图分类】N945.23
【相关文献】
1.基于嵌入式Web服务器和ZigBee的远程数据采集系统设计 [J], 陈舵;王永强
2.基于RS485总线的远程称重终端数据采集系统设计 [J], 许连阁
3.基于TCP/IP协议的PLC远程数据采集系统设计 [J], 张新聚; 陈宁; 马秀红
4.基于ARM的远程监控数据采集系统的设计与应用 [J], 李腾;闫菲;于志强;张啸;朱立鹏
5.基于树莓派的风力发电远程数据采集系统的设计 [J], 李文静;郑旭东;师浩田;王永鹏;李学东
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远程抄表系统的设计与实现
远程抄表系统的设计与实现远程抄表系统是一种通过网络实现抄表信息获取的系统，其设计与实现需要考虑以下几个方面。
一、系统需求分析1. 系统功能需求：远程抄表系统应该具备抄表、查询、统计、报警等功能。
通过网络实现抄表数据的自动收集、传输和存储，以及报警等功能，方便管理部门实时监控设备运行状态。
2. 系统性能需求：应该满足高并发、高可靠性、低时延、可扩展性等性能要求。
3. 系统安全需求：应该具备严格的安全措施，防止数据泄露、篡改等恶意行为。
4. 系统用户需求：应该具备友好的用户界面，方便使用者使用。
同时还需要考虑设备厂家和水电等管理部门的需求。
二、系统设计1. 系统架构设计：远程抄表系统采用分布式系统架构，包括前端采集系统、传输层和后台数据中心。
前端采集系统负责数据采集和控制，传输层负责数据的传输和存储，后台数据中心负责数据处理、统计和报警。
2. 系统设计原则：应该采用面向对象的设计原则，实现高内聚、低耦合的系统设计。
另外应该采用可重用性、可维护性、可扩展性等设计原则。
3. 系统硬件设计：应该选用高性能、低功耗、稳定可靠的硬件设备，具备良好的安全性和可维护性。
4. 系统软件设计：应该采用跨平台、模块化、并发性好以及易于扩展的软件开发工具。
具体可以选用Java、Python或C++等编程语言进行系统开发。
三、系统实现1. 前端采集系统：选用传感器和电子表等设备，采用数字化输出方式，并利用集成电路和单片机等技术，实现设备信息的实时采集和异地传输。
2. 传输层实现：在前端采集设备和后台数据中心之间搭建传输层，通过网络传输数据。
具体实现可以采用ZigBee、GPRS、3G、4G等技术。
3. 后台数据中心实现：数据中心包括数据存储、处理、分析和统计，以及报警等功能。
数据处理采用多线程技术，能够同时处理多个数据请求。
报警功能采用短信或邮件方式，通过提醒方式实现对设备管理的有效监控。
4. 安全措施实现：保证数据的安全性采用信息加密、数字签名等技术。
计算机远程数据采集系统的设计与实现
（ ｏ ｅ ｅｏ ａ ｅ ｔ ｓ ｎ ｏ ｕｅ ｃ ｎ ｅＪ ｈ ｕ Ｕｎ ｅｓｙ Ｊ ｈ ｕ４ ６ ０ ， ｈｎ） Ｃ Ｈ ｇ ｆ ｔ ｍａ ｃ ａ ｄＣ ｍｐ ｔ Ｓ ｉ ｃ ，ｉ ｏ ｉ ｒ ｔ， ｉ ｏ １ ０ ０ Ｃ ｉａ Ｍ ｈ ｉ ｒ ｅ ｓ ｖ ｉ ｓ
需要对大量数据进行现场采集 。 在极端恶劣工作环境下， 数据的测量技术难度大 ， 同时远程数据传送抗 干扰性能也 比较差。 前 ， 月 常
用 的数 据采 集 系 统绝 大部 分是 由 集 成传 感 器 和单 片 机 以 及 通 信 电 路 构 成 的 ， 种 方 式 人 机 界 面不 友好 、 试 期 长 、 改 不 方 便 ， 这 调 修 因
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｓ ｉｔ ａ ｎ ｔ ｍ ｅ ；Ｌａ ｄ ：ｖｒｕ ｌｉｓｒ ｕ ｎｔ ｂＶＩ ＥＷ ；Ｒ ｅ ｏｔ ａａＡｃ ｕｉｉ ｏ ｍ ｅ Ｄ ｔ ｑ ｓｔ ｎ ｉ
随着 现 代 控 制 技 术 的发 展， 工 业 控 制 领 域 需 要 对 现 场数 据 进 行 实 时 采 集 、 制 ，例如 在 发 电厂 、 铁 厂 、 工 领 域 的生 产 中都 在 控 钢 化
内 的各 种 仪 器 通 信 总线 标 准 的所 有 功 能 函数 。利 用 Ｌ ｂ Ｉ Ｗ 设 计 的数 据 采 集 系 统 ， 模 拟 采 集 各 种 信 号 ， 以用 功 能 强 大 的 计 算 ａＶ Ｅ 可 可 软 件代 替 某 些 传 统 的 测 量仪 器 ， 而使 测 试 系统 更 为 简 洁 、 活 、 从 灵 方便 ｌ ｌ １ 。 本 文 设 计 了 一 种基 于 Ｌ ｂ Ｉ Ｗ 的计 算 机 远 程 数 据 采 集 系 统 ，并 对 其 系 统 的组 ａ ＶＥ 成 、 现给 出 了详 细 描 述 。 实 艘
电力远程数据采集无线传输系统设计
电力远程数据采集无线传输系统设计
近年来，随着电力行业的迅速发展，对电力设备运行状态的实时监测和远程数据采集的需求越来越大。
为了满足这一需求，设计一种电力远程数据采集无线传输系统，以实现对电力设备的远程监测和数据采集。
该系统主要由电力设备、传感器、数据采集器、无线传输模块和监控中心组成。
电力设备通过传感器采集到的温度、湿度、压力等各种参数数据，通过数据采集器进行采集和处理。
数据采集器具备高精度的数据采集能力，能够实时采集电力设备的运行状态数据，并将其通过无线传输模块传输到监控中心。
无线传输模块采用无线通信技术，通过无线网络将采集到的数据传输到监控中心。
无线传输模块具备高速、稳定的数据传输能力，能够保证数据的可靠传输。
同时，采用无线传输模块可以避免布线困难的问题，提高了系统的灵活性和可扩展性。
监控中心是整个系统的核心部分，它接收并处理来自各个电力设备的数据，实时监测电力设备的运行状态。
监控中心具备强大的数据处理和分析能力，能够对采集到的数据进行实时分析和预测，及时发现设备运行异常情况，并作出相应的处理和预警。
设计该系统时，需要考虑到采集数据的准确性和实时性。
传感器的选择和安装位置要合理，确保能够准确采集到电力设备的
运行状态数据。
同时，无线传输模块的选择和布置要充分考虑信号的稳定性和覆盖范围，以保证数据的可靠传输。
总之，电力远程数据采集无线传输系统的设计，对于实现电力设备的远程监测和数据采集具有重要意义。
该系统能够提高电力设备的运行效率和安全性，减少人力资源的浪费，进一步推动电力行业的发展。
同时，该系统设计的成功将为其他行业的远程数据采集提供一定的借鉴和参考。
水情数据远程采集系统设计
监 舯 匝圃
：
实现水位采集 ， 该传感 器可 以在水 下 ３０ｍ处 使用 ， ０ 固定 压力
传感器不需要 任何 额 外 的张力 缓 解 ， 传感 器 独立 于 主电 源工 作 ， 以在 ６、 的 供 电 电 压 下 运 行 。采 用 智 能 温 度 传 感 器 可 Ｖ Ｄ １Ｂ ０实现对温度 的采集 ， Ｓ８２ 它能 够直 接读 出被 测水体 温度 ， 不需要 Ａ Ｄ转换 。从 Ｄ １Ｂ ０读 出的信息或写入 Ｄ １Ｂ ０信 ／ Ｓ８ ２ Ｓ８２
息 ， 主机 Ｃ Ｕ到 Ｄ １Ｂ ０仅需 一 条线 连接 ， 从 Ｐ Ｓ８ ２ 无需 额外 电源 ，
因此系统结构更趋简单 ， 可靠性 更高 。单片机处理 的数 据在 工作现场通过 Ｌ Ｄ液 晶显 示器 实 时显示 ， 片机 通过 串 Ｅ通 Ｃ 单 ｌ 信和 Ｇ Ｒ 模块 相连 ， 以把采 集并处 理后 的数 据通 过 Ｇ Ｒ ＰＳ 可 ＰＳ
模块 能够比较容 易地 实现 无线数据的传输等。 系统通过远程通信 ， 将数据发送给远程终端 ， 实现 了点对 多点 的水情数据
远 程监 测 和 管 理 。
关
键
词 ：单片机 ；水情数 据 ；串口通信 ；远程采集
文 献标 识 码 ： Ａ ｄ ｉ１ ．９９ ｊｉ ｎ １０ －３９ ２ １． ３０ ２ ｏ：０ ３ ６ ／． ｓ．０ ０１７ ． ００ ０ ． １ ｓ
．
数据采集器 负 责完 成水 位 、 温数 据 的采 集 和信 号 的处 水 理、 数据的实时显示 、 远程通信等 。 采用投入式压力传感器实现对水 位的采集 ； 采用智 能温度 传感器实现对温度 的采集 。在单 片机 应用系 统 中使 用微 处理 器监控器芯片 ， 可大大提高单片机应用系统 的抗干扰 能力和可 靠性 。看 门狗 电路和掉 电保护 电路都集成在微处理器 芯片中。
基于以太网的远程数据采集系统的开发
第一章引言1.1课程设计目的本次课程设计的主要目的，是让我们掌握工业生产过程中热工参数等数据采集系统的设计方法和热工过程中诸如温度、压力、流量、液位等参数的测量方法，以及工业以太网、数据采集系统结构、信号的获取、通信、远程数据采集模块及组态软件应用方法。
这次课程设计主要是培养我们独立分析和解决问题的工作能，以及综合运用所学知识进行实际工程设计的基本技能，查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力，工程绘图能力，初步编写技术报告的能力。
1.2课程设计内容本次课程设计的内容是以实验室热工自动化过程控制实验装置（型号：THJDL－1）为研究对象，选用研华公司ADAM-6000系列以太网I/O模块和MCGS组态软件，设计远程数据采集系统，完成实验装置中流量、压力、液位、温度四大热工参数的采集。
最终要达到的目的是通过这套系统，实现热工参数的远程采集。
1.3本人所参与的工作我在这次课程设计中担任的是组长，工作涉及到每一个方面，包括安排组员的任务，协调组员之间的工作内容等。
另外我收集了很多资料、最后的报告撰写我也参与了很大一部分的工作。
在MCGS软件的组态过程中，我与刘柳进行了很多的合作。
在实验室软件组态与接线过程中我也花费了相当多的精力，因为在这里我们遇到的问题是最多的，我们没有专门人员指导，所有的实验步骤都是我们自己摸索的，而且我们的实验老是不成功，软件与硬件不能通讯，我也联系了老师介绍给我们的技术员，但是问题依然没有得到彻底解决。
最后在我们组的共同努力下我们设计的数据采集系统终于采集到了有效的数据。
我也在这次设计过程中学习到了很多的新的有用的知识，在以后的工作中都是相当宝贵的。
第二章热工实验装置简介2.1热工自动化过程控制实验装置2.1.1对象系统的结构及组成“THJDL-1型热工自动化过程控制实验装置”是热工自动化控制实验的对象系统，实验系统的流程如图1 所示。
实验对象系统包含有：不锈钢储水箱；上水箱为有机玻璃圆筒型水箱；下水箱为不锈钢锅炉汽包；三相4.5kW电加热锅炉（由不锈钢锅炉内胆加温筒和封闭式外循环不锈钢冷却锅炉夹套构成）和铝塑盘管组成[1]。
基于labview的远程数据采集系统设计
学士学位论文题目：基于labview的远程数据采集系统设计学生：雷子指导教师：很牛的讲师年级：2008级10班专业：计算机科学与技术系别：计算机科学系学院：计算机科学与信息工程学院说明本表需在指导教师和有关领导审查批准的情况下，要求学生认真填写。
说明课题的来源（自拟题目或指导教师承担的科研任务）、课题研究的目的和意义、课题在国内外研究现状和发展趋势。
若课题因故变动时，应向指导教师提出申请，提交题目变动论证报告。
学士学位论文题目基于labview的远程数据采集系统设计学生雷子指导教师很牛的讲师年级 2008级10班专业计算机科学与技术系别计算机科学系学院计算机科学与信息工程学院家里蹲大学2012年5月摘要：虚拟仪器是将仪器技术、计算机技术、总线技术和软件技术紧密的融合在一起，利用计算机强大的数字处理能力实现仪器的大部分功能，打破了传统仪器的框架，形成的一种新的仪器模式。
本设计采用NI PCI-6221数据采集卡，运用虚拟仪器及其相关技术于多通道数据采集系统的设计。
该系统具有数据同时采集、采集数据实时显示、存储与管理、报警记录等功能，最后使用Web技术实现了采集数据的远程访问。
本文首先概述了测控技术和虚拟仪器技术在国内外的发展及以后的发展趋势，探讨了虚拟仪器的总线及其标准、框架结构、LabVIEW开发平台，然后介绍了数据采集的相关理论，给出了数据采集系统的硬件结构图。
在分析本系统功能需求的基础上，介绍了程序模块化设计、数据库、Web、多线程等设计中用到的技术，最后一章给出了本设计的前面板图。
本设计是虚拟仪器在测控领域的一次成功尝试。
实践证明虚拟仪器是一种优秀的解决方案，能够高效的实现各种测控任务。
关键词：虚拟仪器；数据采集；MySQL；PHP；LabVIEW1目录第一章绪论 (4)1.1 引言 (4)1.2 课题背景 (4)1.2.1 测控技术的国内外发展现状 (4)1.2.2 虚拟仪器技术发展趋势 (5)1.3 本设计所做的工作 (6)1.3.1 远程数据采集系统的设计 (6)1.3.2 远程数据检索的设计 (6)第二章虚拟仪器 (7)2.1 虚拟仪器技术概述 (7)2.1.1 虚拟仪器的概念 (7)2.1.2 虚拟仪器的特点及优势 (7)2.1.3 虚拟仪器和传统仪器的比较 (8)2.1.4虚拟仪器测试系统的组成 (9)2.1.5 虚拟仪器I/O接口设备 (9)2.1.6 虚拟仪器的软件结构 (10)2.2虚拟仪器的开发软件 (11)2.2.1虚拟仪器的开发语言 (11)2.2.2 图形化虚拟仪器开发平台——LabVIEW (11)2.2.3基于LabVIEW平台的虚拟仪器程序设计 (11)第三章系统设计理论及硬件平台的实现 (13)3.1 PC机 (13)3.2 数据采集理论 (13)3.2.1 数据采集技术概论 (13)3.2.2采集系统的一般组成及各部分功能描述 (14)3.2.3传感器 (15)3.2.4信号调理 (15)3.2.5 输入信号的类型 (16)3.2.6输入信号的连接方式 (18)3.2.2测量系统分类 (18)3.2.8选择合适的测量系统 (20)3.3数据采集卡的选择 (21)3.3.1数据采集卡的主要性能指标 (21)3.3.2数据采集卡(DAQ卡)的组成 (22)3.3.3 NI PCI-6221数据采集卡 (22)3.4多通道数据采集系统总体硬件框图 (23)第四章系统软件设计的相关技术 (24)4.1程序模块化设计概述 (24)4.1.1程序设计的模块化原则 (24)4.1.2软件系统的模块化设计原则 (24)4.1.3本设计的软件系统模块划分 (25)4.2数据库技术 (26)4.2.1数据库技术概述 (26)4.2.2 ADO与数据库的交互技术 (27)4.2.3 MySQL数据库 (27)4.3 Web技术 (28)4.3.1 Web技术概述 (28)4.3.2 PHP技术 (29)4.3.3远程数据访问系统 (30)4.4多线程技术 (30)4.4.1 Windows的多线程机制 (30)4.4.2 LabVIEW与多线程 (30)4.4.3多线程技术在本设计中的应用 (31)4.5系统具体应用程序的实现 (31)4.5.1数据采集程序 (31)4.5.2数据保存程序 (31)4.5.3历史数据查询程序 (32)4.5.4报警记录程序 (32)第五章系统软件的具体实现 (34)5.1登录系统 (34)5.2通道参数配置 (35)5.3实时数据显示 (35)5.4历史数据查询 (36)5.5报警记录 (37)第六章总结 (39)Abstract (40)参考文献 (41)致谢 (42)第一章绪论1.1 引言测控技术在现代科学技术、工业生产和国防科技等诸多领域中应用十分广泛，它的现代化已被认为是科学技术、国防现代化的重要条件和明显标志。
高速远程数据采集系统设计
:)7;<= 第 二 代 产 品 可 以 支 持 #J""%NFH 的 传 输 速率，支持 O 位、 #> 位 、 @! 位 数 据 接 口 ， 性 能 大 大 提 高 。当 然 基 于 : ) 7 8 ; < = 设 计 通 讯 产 品 难 度 相 对 要 大 一 些， 应 用 :)78;<= 传 输 系 统 需 要 比 较 复 杂 的 外 部 状 态
! 数据采集系统方案
基于计算机的数据采集系统可以依据与计算机 的 接 口 不 同 而 分 类 。 以 目 前 工 程 应 用 来 看 ， 基 于 (+$ 总线的系统虽然带宽足够低速采集使用， 但是由于主 板 生 产 商 趋 向 于 不 再 支 持 (+$ ， 面 临 被 P+D 接 口 产 品 取 代 的 趋 势 。 而 高 速 数 据 采 集 系 统 主 要 还 是 基 于 -&( 总线传输数据。这主要是 由 于 -&( 总 线 相 对 于 其 它 总线有以下几个优点： ・-&( 总 线 得 到 了 广 泛 的支持； ・ -&( 总 线 目 前 @!D;Q ，
每 接 收 >? 个 数据如果误码 指示小于 @， 则保持本状态 否则跳转下 一状态
每 接 收 >? 个 数据如果误码 指示小于 @， 则保持本状态
时钟校正后跳入 错误检测状态
:)78;<= 是 &EF5GHH 公 司 的 高 速 长 距 离 点 对 点 串 行
通 信 产 品 系 列 。 符 合 *0D I$+( 、 $7% 、 +%-7/ I!JB% 、 用于构建符合这些标准的通讯产品的 /+&)K 等 标 准 ， 物 理 层 。 标 准 的 :)7L;<= 产 品 数 据 传 输 速 率 范 围 为 支持同轴电缆、 双绞线以及光纤接口。 #>" M ?"" %NFH ， 传 输 距 离 与 传 输 介 质 有 关 。用 双 绞 线 以 及 同 轴 电 缆 可 以 传 输 #""MJ""A， 光纤传输可以达到数公里。具体工 作原理是： 在发送端将八位输入数据串行输出， 接收端 重 新 组 合 。发 送 端 无 有 效 数 据 时 自 动 发 送 空 数 据 ， 接收 端根据码流自动恢复时钟。外部逻辑可以监视恢复时 钟是否失同步，一旦失同步即可控制接收端重新同步 时 钟 ， 而 且 :)78;< = 产 品 的 一 大 特 点 是 可 以 实 现 数 据 流与指令流的分离。 实际 :)78;< = 的 理 论 误 码 率 为 零 ， 误码来自于内部时钟失同步以及外部环境电磁干扰。
水电站远程集控分布式数据采集系统设计
《电气自动化》2020年第42卷第6期__________________________________自动控制系统与装置Automatic Co n trol Systems&Equipme n ts水电站远程集控分布式数据采集系统设计何鹏辉，祝云，姚梦婷(广西大学电气工程学院，广西南宁530004)摘要：随着厂站接入数目的增加和实时数据规模的不断扩大，现有数据采集系统面临着数据采集压力加大，实时性与可靠性难以保的。
针对上述，提岀面向服务的水电站远程集控分布式数据采集系统架构，依托数据分片和数据交余互分布式处理技术，对上控中心监控系统的实时数据进行分片采集，并将数据采果写入数据服务，实数据即服务的功能，以协同的方式实现了数据的分布式采集，了水电站远程集控系统在数据采集方面存在的性差、关联性强、数据不足与不易!目前，基于该架构了分布式数据采集系统，实际运行效果表明，系统可有有数据采集系统存在的性能瓶颈，适应了未来水电站集控业务的!关键词：水电站;远程集控;分布式;数据采集;面向服务架构DOI:10.3969/j.is.1000-3886.2020.06.029［中图分类号&TM764［文献标志码］A［文章编号&1000-3886(2020)06-0095-03Design ot a Distridutod Data Acquisition System0Remote Centilized Contral ot Hydropower StahonsHa Penghui,Zhu Yun,Yav Mengting(College eg Electrical Engineering,Guangpi Universito,Nanning Guangpi530004,China)Abstract:Along w:ith an increasing number ot power station accesses and continuous expansion ot the scale ot real-time data,the existing data acquisition system is faced w:ith such problems as increasing data acquisition pressure and difficult guarantee ot real-time performance and reliability-Thus,a service-oriented distributed data acquisition system architecture was proposed for remote centralized control ot hsdeopoweesiaioons.Resongon dosieobuied peoce s ongiechnoogoesoncJudongdaiaoeagmeniaioon and muiuaJbackup iheough daia ceo s ongoeedundancs,iheeeaoiomedaiaseniioihemonoioeongsssiemooihecenieaoeed conieoJcenieewascoecied on oeagmenis,and daiaacquosoioon eesu isweeeweo e n oniodaiaseeeoceioeeaoeeiheouncioon oodaiaasseeeoce.En ihoswas,dosieobuied daiaacquosoioon waseeaoeed iheough cooedonaioon oomu iop ecompuiees,and peob emsoopooeeeoaboois,sieongco e aioon,onadequaiedaia iheoughpuicapacoisand do o ocu ietpansoon on daiaacquosoioon ooiheeemoiecenieaoeed conieoJsssiem ooehsdeopoweesiaioonsweeeeesoeed.A dosieobuied daiaacquosoioon sssiem wasdeeeoped based on ihepeoposed aechoieciuee,and iheeesu isoooisaciuaJ opeeaioon ondocaied ihaiihesssiem couJd e o ecioeesbeeak iheough ihepeeooemancebo i eneck ooiheetosiongdaiaacquosoioon sssiem and meeiihedeeeopmenineedsooouiueesmaeihsdeopoweesiaioons.Keywordt:hydropower station;remote centralized control;distributed;data acquisition;surface-oriented archbecture(SOA)0引言随着智能电网与智能水电站建设的快速推进,各流域纷纷建立集控中心，流域水电控中心监控系统（以下简称水电站远程集控系统）实时数据规模得幅％&&!由于采用主备机方式时需采有实时数据，现有数据采集系统在数据吞吐能力、实时性、性以性面面临严，难以前“、少人值守”的水电站建设的对上述问题，本文提出面向服务的水电站远程集控分布式数据采集系统架构，依托分布式处理，对数据进行分片采集,并将每分片的数据处理结果写入数据服务，以供上层SCADA系统与其他调用，实数据即服务的功能。
基于ESP8266模块的远程数据采集系统设计
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ： ｄ ａ ｔ ａ ａ ｃ ｑ ｕ ｉ Ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ：ｒ ｅ ｍ ｏ ｔ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ：ｍ ｏ ｂ ｉ ｌ ｅ ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎ ａ ｌ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ａ ｎ ｉ ｎ ｔ ｅ １ １ ｉ ｇ ｅ ｎ ｔ Ｈ ｏ ｍ ｅ Ｆ ｕ ｒ ｎ ｉ ｓ ｈｉ ｎ ｇ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｃ ａ ｎ ｒ ｅ ｍ ｏ ｔ ｅ ｄ ａ ｔ ａ ａ ｃ ｑ ｕ ｉ Ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｏ ｆ ｔ ｅ ｍ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｈ ｕ ｍ ｉ ｄ ｉ ｔ ｙ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ａ ｎ ｄ １ ｉ ｇ ｈ ｔ ｉ ｎ ｇ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ，ｃ ａ ｎ ｐ ｕ ｔ ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｔ ｈ ｅ ｔ ｅ ｍ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｈ ｕ ｍｉ ｄ ｉ ｔ ｙ
Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ｒ ｅ ｍｏ ｔ ｅ ｄ ａ ｔ ａ ａ ｃ ｑ ｕ ｉ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｅ Ｓ Ｐ ８ ２ ６ ６ ｍｏ ｄ ｕ ｌ ｅ
Ｌｉ ｕ Ｘｉ ａ ｏ ｚ ｈａ ｏ
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ ｍ ｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｎ ｄ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｎ ｄ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ，Ｓ ｕ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｔ ｒ ａ ｄ ｅ ａ ｎ ｄ Ｃ ｏ ｍ ｍ ｅ ｒ ｃ ｅ ，Ｓ ｕ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｓ ｕ ，２ １ ５ ０ ０ ９ ）
基于网络的远程数据采集系统研制
因现用 示 波 器 的型 号 较 多 ， 各 系 列 型号 且
远程 控 制 指令 并 不 完 全相 同 ， 以控 制 软件 采 所 用 针 对每 个 型号 都 有 的相 应 控 制 函数 ， 用微 采
软 Ｖｓａ Ｂｓ ６ ０２ ｉ ｌ ａ ｃ． 进行开发 ， 体程序设计 ｕ ｉ 具
流程 图如图 ２所 示 。 首先 选择 示 波器 类 型 ， 只有 确 定 示 波 器 类
器型号并将相关命令写入 ， 完成采集前初始设
Ｃ ｍｂ １ Ｔ ｏＴ ｐ ｅ ｔ ＝ Ｓ ｒ ｕ ｏ ｏ ． ｏ ｌｉＴ ｘ ｔ ｆ ｂ Ｉ ＜ ＞ Ｏｓ Ｃ ｕ ｔ ｈ ｎ ｆｉ ｃ ｏ ｎ ｅ Ｔ
ｓ ｔ ＝ ｖＦｎ Ｎ ｘ（ ｎ ｌｔ ｓ ｄｓ ｔｅ ａ ｉｉ ｅｔｆ ｄｉ 。 ｔ ｅ ） ｄ ｉ ｓ ｒ
型后 才能进入各 自的示波器在线搜索 ， 可将在
收稿 日期 ：００— ８— ９ ２ １ ０ ０ 作者 简介 ： 渠红 光 （ ９ ２一） 男 ， 苏徐 州 人 ， １８ ， 江 工程 师， 硕士研究生 ， 主要从 事核 电子学方 面研究工 作。
６２ ６
线 的支持 的示 波器搜 索 到 ， 列表 显示 ， 后选 并 然 择 要 获取 数 据 的示 波 器 ， 序 会 自动 判 读示 波 程
渠红光 ， 阮林 波 ， 耕 田
（ 西北核技术 研究所 ， 西安 ７ ０ ２ ） １０ ４
摘要 ： 介绍了一种核测量 中远程获得示波器采集 数据的实现方法 。为 了减少探测信 号在 同轴 电缆 中传输的衰减 ， 实现测试数据 的快速获取 ， 系统通过记 录设备前 移与探 测装置近 距离 相连 ， 用 网络对 应 常用的不同厂商不 同型号 的示波器实现在线 远程控制 ， 获得实时测试 波形数据和硬拷贝 图形 ， 为脉 冲辐 射测量信号传输 提供 了一种新 的方式 。 关键词 ： 核测量 ； 电缆衰减 ；局域网 ； 仪器 控制
能源数据远程采集系统的软硬件设计
程 中的数 据 ～致 ，即现 场 测量 仪 表 、采集 站 计 算机 、 管理 层计 算机 、共 享 层 中所 有显 示 的数据 保 持一 致 。 ３安全 管理 系 统 的高 可靠 性设 计 是系 统 安全 的首 要前 提 ，整 个能 源数 据远 程 采集 系 统采 用 四级密 码进 行 防护 ，体 现 了系统 的高 可靠 性与 稳 定性 。 除 在 智能 仪表 上设 口令 ，对 数据 库进 行加 密 ，采 集层 和 管理层 的 软件 都对 数 据 库进 行 了加 密外 ，还 通过 限 制Ｉ 地址 ，安装 有 采集 层 、管 理层 或 Ｐ 者 共享 层 的任 意 一 台计算 机 均 通过 限 制Ｉ 地址 来 进行 授 权 ，未 经许 可 的用 Ｐ 户均 视 为非 法用 户 。经过 授权 后 的采集 层 和管 理层 软件 都设 ３ 级安全 用 户 ： 普 通用 户 、管 理用 户 、超 级 用 户权 限 不 同。普 通 用户 登 陆后 只 能使 用 窗 口 和 显示 查 询功 能 ，管 理用 户 除 还可 以进 行 报表 管 理 、仪 表代 码 维护 ， 以及 系 统管 理功 能 中。超 级用 户可 以使用 全部 功能 。 同 时在 与智 能 二次 仪表 进行 数 据通 讯 的过 程 中，利 用 了循 环冗 余校 验
管理 层 软件 可 以安 装在 网络 中 的任 何一 台计 算 机上 ，主 要 实现 所有 采 集 站 数据 的处 理 ，与 采 集 层 软 件 类似 ，也 包 括 实 时 数 据 、历 史数 据 、曲 线 、棒 图 、流 程 图 、仪表 参 数等 方 式 ，与采 集 层 软件 不 同的 管理 层 软件 的
度 的 同一 性 ，并 且 从数 据 测量 、采 集 、传 输 到 数据 存储 、显示 ，保 证 全 过
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中国矿业大学徐海学院专业技能考核培训设计报告姓名：学号：专业：电子科学与技术设计题目：远程数据采集系统设计专题：基于CPLD/FPGA的电压数据采集指导教师：设计地点：时间： 201305062013 年5月CPLD课程设计任务书专业年级学号学生姓名任务下达日期：2013年 5 月6 日设计日期：2013年5月6日至 2013年5月20日设计题目：基于PC、MCU和CPLD/FPGA的远程数据采集系统设计设计专题题目：基于CPLD/FPGA的电压数据采集设计主要内容和要求：利用上位计算机、单片机、可编程逻辑器件和ADC器件构成一个远程数据采集系统，系统具备远程/就地两种控制模式，具有8通道循环采集和指定通道采集两种数据采集方式。
具体要求如下：1.CPLD/FPGA硬件电路和AHDL控制软件设计电路具备控制ADC0809的采集功能，具备6位数码管动态扫描功能，具备8位按键输入功能，具备和单片机信号交换功能。
2.单片机硬件电路和监控软件设计电路具备和CPLD/FPGA交换信息，以及和上位机算计进行RS232的通讯功能，能将上位机发出的控制指令下达到CPLD/FPGA中，并将采集的数据传送到上位计算机中。
3.单片机程序要求用C51编制。
上位机算计软件设计利用VB或VC程序编制上位计算机控制程序，实现远程数据采集功能并实时显示采集的数据和通道号。
指导教师签字：摘要随着科学技术的迅猛发展，新技术革命将把人类由工业化社会推进到信息化社会为主要内容的数据采集测试技术，已形成了一门专门的技术科学。
数据采集系统是计算机、智能仪器与外界物理世界联系的桥梁，是获取信息的重要途径。
数据采集技术是信息科学的重要分支，它不仅应用在智能仪器中，而且在现代工业生产、国防军事及科学研究等方面都得到了广泛应用，无论是过程控制、状态检测，还是故障诊断、质量检测，都离不开数据采集系统。
本文介绍一种基于EP1K30TC144-3的CPLD/FPGA和89S52单片机的一种电压测量电路，基本内容包括单片机最小系统、AD转换电路、键盘和LED 显示电路，以及设计系统涉及的其他电路。
系统硬件电路由标准电路和自制电路两部分组成。
标准电路包括单片机最小系统、6个LED数码管电路和键盘电路以及CPLD/FPGA系统，这部分电路已制成电路板，自制电路自行设计焊接，包含标准电路不具备的其他电路。
系统软件根据设计任务自行设计独立编制并进行调试，最终实现利用上位机远程控制系统进行数据采集功能并实时显示采集的数据和通道号。
关键词：89S52单片机、EP1K30TC144-3芯片、CPLD/FPGA、上位机、电压采集、AD转换电路目录1 绪论 (1)1.1课程简介 (1)1.1.1课程设计的性质、目的和任务 (1)1.2系统设计思路 (1)1.3方案论证及比较 (2)1.3.1单片机控制方案的选用 (2)1.3.2 FPGA控制方案的选用 (2)1.4 系统设计原理框图 (3)2 硬件电路设计 (4)2.1单片机电路 (4)2.1.1单片机电路板 (4)2.1.2单片机最小系统 (5)2.1.3 显示译码电路 (5)2.2 A/D转换 (7)2.2.1 ADC0809内部结构 (7)2.2.2 ADC0809转换原理 (8)2.2.3 AD转换电路 (9)2.2.4电路设计 (9)2.3 硬件设计流程 (10)2.3.1 硬件设计流程图 (10)2.3.2 CPLD系统流程框图 (11)2.3.3 详细管脚说明 (11)3 软件设计 (13)3.1 设计任务 (13)3.1.1 基本任务 (13)3.1.2 扩展任务 (13)3.2程序设计 (13)3.2.1 软件设计流程 (13)3.2.2 单片机设计流图 (14)3.2.3 BCD码转换电路与显示电路设计程序: (14)3.2.4八位二进制乘法器 (17)3.2.5 用上位机和拨码开关控制8路通道选择： (17)3.2.6单片机与PC机通讯程序 (19)4 系统调试 (21)4.1 硬件部分 (21)4.2 软件部分 (21)5 总结 (23)参考文献： (24)附录二 ADC0809与单片机连接图 (26)附录三元器件清单 (27)附录四程序代码 (28)1 绪论1.1课程简介1.1.1课程设计的性质、目的和任务《单片机系统设计》是在学习《单片机原理及应用》、《CPLD》等相关理论课程之后，所设置的重要的综合性实践教学环节。
此次技能考核的目的是通过课题的设计、安装和调试，使我们全面了解掌握电子技术应用设计的基本技能，巩固已学的理论知识并综合应用，进行电子系统的设计，从而培养工程实践能力、创新能力，培养严肃认真的工作作风和科学态度，具备简单科技论文、技术综述报告的写作能力等。
通过查阅资料、选定方案、设计电路、安装调试、写技术报告等过程，得到一次科学研究工作的启蒙训练，也为以后利用单片机开发电子产品奠定坚实的基础。
在对远程数据采集装置进行设计时，其设计分为硬件设计与软件设计两部分，具体的设计流程如图:比较所选方案设计计算元器件选择硬件制作系统调试编制流程图1-1 设计流程图1.2系统设计思路本次实验要求设计基于单片机的电压数据采集装置，课程设计分设计、制作和调试三个部分。
设计选题以单片机、AD0809为核心，基本内容应包括单片机最小系统、CPLD系统、键盘（拨码开关）和LED显示电路，以及设计系统涉及的其他电路。
系统硬件电路由单片机系统和CPLD系统两部分组成。
其中单片机系统包括单片机最小系统、8个LED数码管电路和键盘电路，可根据设计需要进行配置选用。
CPLD系统则需自行设计焊接，包含EP1K30TC144芯片。
设计中采用了模数转换器，利用ADC0809型8位MOS型A/D转换器，可实现8路模拟信号的分时采集，片内有8路模拟选通开关，以及相应的通道地址锁存用译码电路，实现模拟信号到数字信号的转换。
显示部分利用LED 数码管显示模块，来显示采集到的电压分量。
1.3方案论证及比较1.3.1单片机控制方案的选用方案一：采用8031为核心，由于其内部没有存储器，所以利用2764扩展8KB的外部存储器，用8031的两组I/O接口。
方案二：采用AT89C52作为核心，对AD转换的数据进行采集并显示。
其内置的8KB字节点擦除可编程EEPROM片内程序存储器和256字节RAM，无需外部扩展。
所以选用方案二，采用AT89C52作为核心，其片内程序存储器空间足够满足本系统程序存储器的需要，可以省去对片外EPROM程序存储器和地址锁存器，使电路结构简捷。
1.3.2 FPGA控制方案的选用方案一:采用EP1K30TC144-3为核心，具备6位数码管动态扫描功能和8位按键输入功能，以及与单片机进行信号交换等功能。
方案二：采用EP1K30TC144-3为核心，同样具备6位数码管动态扫描功能和8位按键输入功能，以及与单片机进行信号交换等功能。
且管脚数目较少，适合本次设计使用。
所以选用方案二，采用EP1K30TC144-3为核心，其功能已经满足设计需要，且应用简单，管脚分配方便，使电路结构简洁。
1.4 系统设计原理框图图1-2系统设计原理框图2 硬件电路设计系统硬件电路由单片机系统和CPLD系统两部分组成。
其中单片机系统包括单片机最小系统、8个LED数码管电路和键盘电路，可根据设计需要进行配置选用。
CPLD系统则需自行设计焊接，包含EP1K30TC144芯片。
2.1单片机电路2.1.1单片机电路板单片机电路板电路框图如图2；图2-1 电路框图2.1.2单片机最小系统图2-2单片机最小系统图该原理图包含单片机以及外部连接译码，锁存电路端口，其中的ALE,REST为高电平时用来启动ADC0809.P0、P2口控制数码输出显示，P3口的P3.3、P3.4、P3.5控制按键，P1.1~P1.3控制通道选择。
晶振采用12MHZ，该频率有利于提高串口的通信可靠性，同时又保证单片机有较高的运行速度。
2.1.3 显示译码电路LED显示电路可提供8位LED显示；可显示P1（P3）口状态；也可显示输入按键状态。
图2-3 LED显示电路显示电路采用6位共阳极LED动态扫描显示，CD4511输出所需字形，74LS138选择字位。
在动态方式中，逐个地循环地点亮各位显示器。
图2-4 数码管显示电路显示译码电路部分由P0口或P2口输出显示。
显示译码器采用CD4511芯片：输入：BCD 输出：七段码74LS138芯片是用来控制显示时候的字位的，由于单片机的管脚是有限的通过使用138芯片可以避免少使用些单片机的管脚，当输入001时，译码可得10111111:输入：0~7 输出：低电平2.2 A/D转换2.2.1 ADC0809内部结构ADC0809由8路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、256电阻阶梯、树状开关、逐次逼近式寄存器SAR、控制电路和三态输出锁存器等组成。
图2-5ADC0809结构图2.2.2 ADC0809转换原理图2-6 ADC0809转换工作时序工作原理：当单片机端的P3.3接低电平时，可以使两个非门打开（1）当模拟量送至某一输入通道后，CPU将标识该通道编码的三位地址信号经数据线或地址线输入到ADDC、ADDB、ADDA引脚上。
（2）地址锁存允许ALE锁存地址信号，启动命令START启动A/D转换。
（3）转换开始,EOC变低电平，转换结束，EOC变为高电平。
EOC可作为中断请求信号。
（4）转换结束后，可通过执行IN指令，设法在输出允许OE脚上形成一个正脉冲，打开三态缓冲器把转换的结果输入到DB，一次A/D转换便完成。
2.2.3 AD转换电路转换结束：EOC＝1图2-7 AD转换电路原理图2.2.4电路设计硬件资源分配数码管显示电路：用 P2 口：bcd 码输出－－P2.3~P2.0；字位选择－－ cba=P2.6~P2.4 ；小数点－－ P2.7键盘电路： P3口低四位1号按键P3.0---模式切换2号按键P3.1---通道、报警限加3号按键P3.2--通道、报警限减4号按键P3.3--查询法，接收ad转换状态（不作为按键使用）中断法，收ad结束中断信号ADC0809电压转换电路控制信号：/wr==p3.6 /rd==p3.7eoc== p3.3 Cs== p3.5转换通道选择地址线：CBA ==P1(6-4)2.3 硬件设计流程2.3.1 硬件设计流程图图2-8硬件设计框图2.3.2 CPLD系统流程框图图2-9 CPLD系统功能模块框图2.3.3 详细管脚说明（1）时钟源图2-10 时钟源与CPLD对应管脚连接图（2）输入开关图2-11 16个数据开关与CPLD对应管脚连接图（3）数码管显示实验箱有１0个数码管（SEG1——SEG10），采用共阴极８段LED显示。