基于單片機的數(shù)據(jù)采集器的設(shè)計

1、    基于單片機的數(shù)據(jù)采集器的設(shè)計    劉福禮摘要；數(shù)據(jù)采集器是以單片機為基礎(chǔ)，利用單片機讀取各種傳感器的數(shù)據(jù)，通過一些通信手段，比如短距離傳輸可利用rs232串口通信或者依靠載有ieee802.11協(xié)議的無限模塊，把數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇K端設(shè)備上，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠程采集和控制功能，以上所說的兩種技術(shù)均是全雙工的。這樣可以節(jié)省很多勞動力，不必要在為一個數(shù)據(jù)來回奔波，何時何地均可控制。關(guān)鍵詞：esp8266；rs232；ttl；串口通信；avrmega16單片機：tp393 ：a ：1009-3044（2017）07-0042-01隨著社會科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，人類的

2、各種生活更加趨近于智能化方向發(fā)展，像一些大型企業(yè)更是依賴于更加高端的科學(xué)技術(shù)產(chǎn)品靠攏。越是高端產(chǎn)品所提供的數(shù)據(jù)更加準確，更加方便。正因為這方面的需求，智能化產(chǎn)品在當(dāng)代發(fā)展是相當(dāng)?shù)难杆?。該產(chǎn)品的數(shù)據(jù)采集器就結(jié)合了當(dāng)代更多前沿的科學(xué)技術(shù)而發(fā)明出來的，更加趨近于物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展潮流，該數(shù)據(jù)采集器可采集各種數(shù)據(jù)，比如溫度、濕度、磁場強度等。該數(shù)據(jù)采集器可將數(shù)據(jù)傳送到遠程的終端設(shè)備上，從而實現(xiàn)更加人性化的管理。1總體布局數(shù)據(jù)采集器是一種典型的物聯(lián)網(wǎng)方向的新興產(chǎn)品，利用esp8266模塊的ieees02.11無線局域網(wǎng)技術(shù)可將單片機收集的數(shù)據(jù)通過事先設(shè)定的ip地址、通信方式和一個端口號放到世界各地。該數(shù)據(jù)采集器

3、主要由兩個大部分組成。分別是數(shù)據(jù)收集電路和上位機通信電路組成。數(shù)據(jù)收集電路部分，是以單片機avrmegal6（其他單片機也可以）以及外圍接口電路組成數(shù)據(jù)采集電路的核心，外接各種類型的傳感器達到不同數(shù)據(jù)的收集功能。外接一個eeprom，這個可防止突掉電，單片機無法自身恢復(fù)工作的一個功能，多余的存儲空間易可進行重要數(shù)據(jù)的存儲。上位機通信電路部分，可使用單片機自帶的spi通信協(xié)議，利用ttl轉(zhuǎn)rs232，直接進行電腦終端與數(shù)據(jù)收集電路的數(shù)據(jù)交換，這種方式只適合短距離的通信，當(dāng)距離過大時，信號會出現(xiàn)失真。2硬件主要部分圖1中序號1所指的是利用12c總線進行單片機與傳感器進行數(shù)據(jù)交換的一類傳感器，這種傳

4、感器的優(yōu)點是可以在很大程度上節(jié)省單片機的i/o口，為數(shù)據(jù)采集器的后續(xù)的外圍升級創(chuàng)造一個良好的條件，但是利用12c協(xié)議進行通信，相當(dāng)于是串口通信，所以數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣染鸵慌?，若是?shù)據(jù)采集器對時間的要求比較高，則不適用于此方案。圖1中序號2所指的是利用并行通信進行單片機與傳感器進行數(shù)據(jù)交換的一類傳感器。由于該類傳感器是并行通信，所以非常浪費單片機的i/o口，但是這類傳感器的數(shù)據(jù)交換時間要比串行口的要快很長時間，這種方法適用于數(shù)據(jù)對時間要求較高的數(shù)據(jù)采集器。圖1中序號3所指的是單片機通過spi協(xié)議通過ttl轉(zhuǎn)rs232模塊直接與pc機相連，該方法適用于較短路徑的數(shù)據(jù)傳輸，一般的利用該方法有效數(shù)據(jù)傳

5、輸距離在五十米左右，可以增加上拉電阻來提高數(shù)據(jù)的有效距離。圖1中序號4所指的是單片機利用esp8266進行遠距離傳輸，當(dāng)esp8266鏈接到互聯(lián)網(wǎng)時，就可以把數(shù)據(jù)傳輸?shù)饺魏我慌_連接互聯(lián)網(wǎng)的pc機端。這種方案適用于超遠距離的數(shù)據(jù)傳輸。除上述所說元件外，還需要單片機avrmega16、電阻、電容、晶振、按鍵開關(guān)來構(gòu)成單片機的最小驅(qū)動電路。在上述所說的圖1中序號1、2所指的是數(shù)據(jù)收集電路，序號3、4指的是上位機通信電路。用戶可根據(jù)自己的需求設(shè)定適合自己的方案。3軟件流程單片機的選擇主要是根據(jù)傳感器的類型進行選取，一般的傳感器的數(shù)據(jù)類型是8位和12位的數(shù)據(jù)，選取相同位數(shù)的單片機，可以使后期的編程簡單化，減少程序代碼上的不必要麻煩。在上述的額硬件選擇鏈接完畢時后，利用單片機實時讀取傳感器中的數(shù)據(jù)，然后單片機在直接傳送給終端設(shè)備。終端也可增加相應(yīng)的功能向下位機發(fā)送數(shù)據(jù)的功能。4總結(jié)該產(chǎn)品研究的數(shù)據(jù)采集器在很大程度上更加趨近于科技潮流發(fā)展，向著物聯(lián)網(wǎng)方向發(fā)展，在該數(shù)據(jù)采集器的平臺上可以掛載很多種傳感器或者其他裝置，使該產(chǎn)品多元化，比如在該數(shù)據(jù)采集器上掛載一些溫濕度