基于MSP430F148的土基智能測斜儀
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軟件設(shè)計由上位機(地面監(jiān)控和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng))和下位機(井下數(shù)據(jù)采集系統(tǒng))2部分組成。上位機軟件主要和下位機通信，方便實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸、處理、計算和打印等功能。下位機軟件用于配合數(shù)據(jù)的采集、存儲和傳輸。
2．1 下位機軟件設(shè)計
下位機主要完成對被測孔的即時采集和定時采集2種功能。通過定時采集某個時間段內(nèi)某些時刻該孔的數(shù)據(jù)，很方便了解被測孔的土體垂直位移趨勢，為判斷建筑物的傾斜程度提供重要的參考依據(jù)。對于某些敏感區(qū)域，為了更好的了解該區(qū)域?qū)崟r的垂直位移狀態(tài)，可對其進行測斜數(shù)據(jù)的實時采集。
下位機軟件主要包括傳感器采集、串口通信和主處理等模塊。其中，傳感器采集模塊主要完成對被測孔傾斜數(shù)據(jù)的采集。由單片機通過自帶的A／D采集模塊對傳感器的信號進行采集，可以同時采集8路模擬信號，并通過定時器B控制采集的頻率。也直接將A／D數(shù)據(jù)寄存器的值賦給全局變量，通過全局變量實現(xiàn)與主程序進行數(shù)據(jù)的交互。模擬量采集功能主要采用定時器中斷服務(wù)子程序?qū)崿F(xiàn)，采樣頻率由定時器控制。在定時器中斷中通過設(shè)置A／D的控制寄存器啟動A／D轉(zhuǎn)換。串口通信模塊完成與上位機的通信功能，從而將采集到的數(shù)據(jù)傳送到上位機進行處理。當(dāng)接收到上位機發(fā)送的命令數(shù)據(jù)時，通過中斷標(biāo)志位的置位，進入中斷服務(wù)子程序中完成對命令數(shù)據(jù)的接收。當(dāng)進行采集數(shù)據(jù)的發(fā)送時，通過不斷地查詢發(fā)送標(biāo)志位的狀態(tài)來判斷本次字節(jié)的發(fā)送是否成功，只有當(dāng)標(biāo)志位改變時，再將下一個字節(jié)的數(shù)據(jù)送入發(fā)送緩沖區(qū)，從而最大程度避免發(fā)送時的數(shù)據(jù)堵塞或錯誤。主處理模塊主要完成系統(tǒng)的初始化和各子程序的循環(huán)協(xié)調(diào)工作。系統(tǒng)在初始化后進入循環(huán)處理過程，在循環(huán)過程中主處理程序通過模擬量采集模塊獲得被測孔的傾斜數(shù)據(jù)，并根據(jù)所接收到的上位機命令，在設(shè)定的時間段內(nèi)或?qū)崟r的將采集的某幾個孔或某幾個傳感器的數(shù)據(jù)通過串口通信模塊發(fā)送至上位機。本文引用地址：http://2s4d.com/article/173306.htm
下位機的主程序流程如圖4所示。下位機程序上電初始化后就進入了狀態(tài)檢測階段，根據(jù)不同參變量的數(shù)值進入相應(yīng)的狀態(tài)處理程序。
2．2 上位機軟件
上位機軟件的設(shè)計在整個系統(tǒng)的作用至關(guān)重要。為了方便井下設(shè)備與PC機的通信和數(shù)據(jù)的處理和打印，并且能很好實時監(jiān)控整個系統(tǒng)的運行狀況，上位機程序是在Delphi平臺上利用MSComm控件完成的。上位機設(shè)定的參數(shù)主要包括定時或即時采集、孔號、通信端口、累積起點等。當(dāng)系統(tǒng)開始采集，利用MSComm控件通過串口將這些參數(shù)按字符形式依次發(fā)送給單片機。為了正確接收和還原單片機采集的數(shù)據(jù)，并繪制出土體垂直位移深度曲線。上位機采用MSComm控件中的OnComm事件捕獲接收到的數(shù)據(jù)，并利用Delphi中的TChart控件和TlJneSeries控件將接收的數(shù)據(jù)繪制成深度曲線在PC機上顯示。
3 試驗結(jié)果分析
圖5為某一時刻經(jīng)單片機采集傳感器數(shù)據(jù)并傳送到PC機顯示的土體垂直位移深度曲線。圖5直觀顯示出中本次測量中隨著深度變化，土體垂直位移的變化情況。
4 結(jié)束語
本系統(tǒng)利用MSP430F148單片機作為控制核心，通過自行設(shè)計的外圍電路，實現(xiàn)了對土基位移的測量和監(jiān)控。上位機中利用MSComm控件和Delphi的繪圖功能，將土體垂直位移深度的變化情況以曲線的形式實時繪制。該系統(tǒng)具有成本低廉、攜帶方便、耗電量低、使用方便等優(yōu)點。在現(xiàn)代化施工監(jiān)測中具有很好的應(yīng)用潛力。
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