基于LabWindows／CVI多點無線溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計
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實時時鐘電路采用Dallas的高性能、低功耗、帶RAM的I2C總線的串行時鐘／日歷芯片DS1302。I2C總線通過使能交叉開關配置在C8051F0 20的P0．0(SDA)和P0．1(SCL)，并加上拉電阻4．7 kΩ，完成DS1302的初始化和時間數(shù)據(jù)的傳輸。
無線模塊由PT2262編碼電路、PT2272解碼電路和315 MHz無線發(fā)射模塊組成。PT2262／2272是PTC公司生產的一種CMOS工藝、低功耗、低價位通用編解碼電路，PT2262／2272最多可有12位(A0～A11)三態(tài)地址端管腳(懸空、接高電平、接低電平)，任意組合可提供531 441個地址碼，本系統(tǒng)從機地址碼固定且不同，且從機地址碼和主機地址碼均由單片機控制。PT2262最多可有6位數(shù)據(jù)端管腳，設定的地址碼和數(shù)據(jù)碼從17腳串行輸出。當PT2262的17腳為高電平時，315 MHz的高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅高頻信號，當17腳為低電平時，315 MHz的高頻發(fā)射電路停止振蕩，所以高頻發(fā)射電路完全受控于PT2262的17腳輸出的數(shù)字信號，從而對高頻電路完成幅度鍵控(ASK調制)相當于調制度為100％的調幅。實際運用時要注意PT2262每次發(fā)射時至少發(fā)射4組字碼，PT2272只有在連續(xù)兩次檢測到相同地址碼加數(shù)據(jù)碼時才會驅動相應的數(shù)據(jù)輸出端為高電平和驅動VT端同步為高電平。
2．3 主機部分電路
串行通信是一種適用于兩機之間的通信，通過通信接口，兩機的發(fā)送、接收口按照預定的串口地址、傳輸速率(波特率)、數(shù)據(jù)格式、校驗方式、傳輸方向完成數(shù)據(jù)交換。其中RS 232串行通信端口是計算機中常見的總線形式，在測量測試和儀器控制的過程中大量使用。然而現(xiàn)在筆記本電腦很少有串口，大多數(shù)PC機提供USB接口，所以系統(tǒng)采用了一種基于PL2303HX芯片的USB轉串口的方法。PL2303HX是Prolific公司推出的USB轉RS 232接口的轉換芯片，能解決RS 232全雙工異步串行通信與USB功能接口的連接，支持完整的RS 232接口，可編程波特率，并可為外部串行口提供電源，且低功耗、低成本。
3 軟件設計
軟件設計部分分為單片機程序設計和LabWindows／CVI程序設計兩部分。系統(tǒng)總體流程圖如圖3所示。本文引用地址：http://2s4d.com/article/170530.htm
3．1 單片機程序
單片機程序分為主機系統(tǒng)程序和從機系統(tǒng)程序。
主機程序主要包括數(shù)據(jù)的無線發(fā)射、接收和串口通信。從機程序主要包括溫度、時間采集，AT24C16芯片的讀／寫和無線發(fā)射、接收。
MCU與上位PC機通信協(xié)議如下：
串口設置：RS 232C或TTL電平、115 200 b／s、8位數(shù)據(jù)位、1位停止位、無奇偶位；MCU UART端接收來自上位PC機的控制指令，也向上位PC機傳輸來自各個從機采集的溫度數(shù)據(jù)。MCU端發(fā)送數(shù)據(jù)約定如下：
格式：0x55 Temperature Hour Minute Second；其中：0x55為數(shù)據(jù)頭；Temperature為從機實際采集的溫度數(shù)據(jù)；Hour Minute Second為從機采集溫度數(shù)據(jù)的時分秒信息，變量類型均為字符型。
上位PC機向主機MCU發(fā)送的數(shù)據(jù)格式如下：
格式：0xAA ChannelAddress；
其中：0xAA為數(shù)據(jù)頭，ChannelAddress為上位PC機要求上傳溫度數(shù)據(jù)的從機地址，變量類型均為字符型。
如果上位機需要更改從機的地址信息，則發(fā)送命令格式如下：
格式：0xBB ChannelAddressA ChannelAddressB；其中：0xBB為數(shù)據(jù)頭；ChannelAddressA為上位PC機要求上傳溫度數(shù)據(jù)的從機原地址；ChannelAddressB為上位PC機要求上傳溫度數(shù)據(jù)的從機新地址，變量類型均為字符型。
3．2 LabWindows／CVI上位PC機界面程序
LabWindows／CVI有許多標準函數(shù)庫。串口通信設計時，采用RS 232函數(shù)庫提供的串口通訊控制函數(shù)和I／O函數(shù)。用戶通過選擇界面上相應區(qū)域的按鈕，按下溫度采集按鈕，此時上位PC機發(fā)送一次該區(qū)域溫度采集指令，下位機則傳送該區(qū)域存儲的溫度數(shù)據(jù)，上位機將收到的溫度數(shù)據(jù)保存到數(shù)組中，再通過畫圖函數(shù)繪制動態(tài)溫度曲線。該上位PC機軟件操作界面可以將不同從機的溫度數(shù)據(jù)顯示在同一界面上，方便用戶進行溫度數(shù)據(jù)對比。實際顯示效果如圖4所示。
4 結語
本系統(tǒng)在硬件和軟件上都很好地實現(xiàn)了既定要求，既能夠修改從機地址碼，又能動態(tài)顯示溫度情況，對不同區(qū)域的溫度采集也較為準確，操作界面便于管理人員使用。實驗結果表明，以無線收發(fā)裝置取代電纜線傳輸數(shù)據(jù)，可降低功耗，節(jié)約成本，安裝簡單靈活，靈敏度高，可靠性強，可移植性強?？諘绛h(huán)境下，無線傳輸距離超過150 m；遮擋情況下，無線信號可繞過多層建筑物?？梢栽黾又欣^站，以增加傳輸距離。數(shù)據(jù)編碼組數(shù)可以任意擴展。
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