武汉绘芯科技有限公司欢迎您!
10余年经验沉淀展览展示运动控制的专家
全国咨询热线:027-87052087
联系我们
武汉绘芯科技有限公司
电话:027-87052087
手机:13329706647
邮箱:956693667@qq.com
地址:武汉市江夏区藏龙岛谭湖一路8号
联系人:黄先生
您的位置: 滑轨屏|绘芯科技 > 知识库 >
知识库

基于MSP430的多通道数据采集系统

日期:2016-07-30 10:59:00 来源:未知 点击

基于MSP430的多通道数据采集系统


一:本课题研究意义

随着信息领域各种技术的发展,在数据采集方面的技术也取得了长足的进步,采集数据的信息化是目前社会发展的主流方向[1]。各种工业领域都用到了数据采集,在石油勘探、地震数据采集等领域已经得到广泛应用。随着测控技术的迅猛发展,以嵌入式计算机为核心的数据采集系统己经在测控领域中占到了统治地位[2]。数据采集系统是将现场的各种参数如温度、压力、频率等进行采集后送微机进行处理和分析,达到检测和控制的目的。

中国加入WTO之后,越来越多的国际著名IT企业都将生产部门转到中国。部分企业将研究、开发部门也逐步转到中国。同时,中国的企业正越来越多地参与全球市场竞争[3]。经济全球化越加剧,产品的竞争就越激烈,而产品的竞争最终是人才的竞争。中国能否培养出更多的优秀工程师,已经成为中国电子行业迅猛发展的一个必不可少的因素了。市场决定技术的发展。在这样的环境下,电子类产品的开发已经成为当今的热点。

随着现代信息技术的飞速发展,分布式温度测量,湿度控制系统在工业、农业及人们的日常生活中扮演了一个越来越重要的角色[4]。因此,对温度,湿度采集控制系统的设计与研究就具有十分重要的意义。

现代化生产对温度,湿度采集的精度、实时性和采集效率等都有很高的要求,而且有许多测温现场环境恶劣,对操作人员现场采集十分不利,这就需要使用一种能够自动采集、处理和传送数据的测温仪器。同时,为了方便安装和维护,这类仪器需要具备长期自动稳定工作的能力。因此,开发低功耗的温度,湿度采集系统,对这些应用领域的数据进行测量是非常必要的[5]。在科研实验、大棚蔬菜种植、各种动物养殖及卫生医疗等场合经常要用到温度采集系统;以及火灾自动报警控制系统、电话室温采集系统等都有相关的应用。

二、课题的国内外研究现状

    数据采集器是一种具有现场记录、分析功能的设备或现场记录、离线分析机器设备等状态数据功能的便携式分析仪器。它把安装在机器设备上的震动传感器和过程传感器等所测得的信号作为输入,配以各种测量分析技术以及多样化的显示格式所组成的一个

检测系统,主要应用于对机器设备进行定期巡回状态监测和故障诊断等多种领域。它能和计算机一起组成独立的监测诊断系统,是机器设备的计算机辅助诊断手段之一[6]

国外研究现状:

    随着国外微电子技术、计数机技术、测控技术和数字通信技术的发展,目前国外数据采集技术已经较初期有了很大的发展。从近来国外公司展示的新产品可以看出,主要的发展可以概括为功能多样,体积减小和使用方便等三个方面[7]。此外,数据采集器的特点还反映在如下几个方面:

(1)它既是一台数据采集器,又是一台功能较全的机器状态分析仪,不仅有常用的时域分析和频域FFT 分析,而且还可以做倒谱、细化、包络谱和时频域分析等功能[8]

(2)它既是采集器,又可以兼做其它仪器来用。如法国迈威公司的MOVILOG 数据采集器,就可作为一台动平衡仪来用,它不但可以做单一平面的动平衡,还可以做六个平面的动平衡[9]

(3)储存量大,从低频到高频频率测量范围宽,能适应机器从低速到高速的各种监测范围需要[10]

(4)可利用振动传感器或过程传感器或电量传感器等输入多种物理量,如振动加速度、位移、相位、转速、温度、压力、流量、电压、电流和功率等,形成多参数监测系统[11]

(5)数据采集器配套的软件是以通用窗口的软件为基础,功能较强。一套软件可同时支持数种不同型号与不同档次的数据采集器[12]

(6)数据采集器已经安装了LCD 背光显示屏,并尽量减少了操作键;元器件高度集成化,并减轻机器的重量;采用防水防撞击的密封外壳,能适应恶劣的工业环境[13]

国内研究现状:

    上世纪80 年代末到90 年代初,我国一些仪器厂已研制出了多种数据采集器,其中单通道的有SP201、SC247 型,双通道的有EG3300、YE5938 型,超小型的有911、902 和921 型。具有采集静态信号的有SMC-9021 型,所配套的软件包基本上包括了设备维修管理和基本频谱分析两大部分,能够适应机器设备的一般状况监测和故障诊断,基本已经达到了国外数据采集器的初期水平[14]。但是,国内数据采集器与目前国外数据采集器相比,在技术上仍然存在着一定的差距,主要表现在:

(1)由于受国内振动等传感器水平的限制,分析频率范围不宽,给一些低速的机器或轴承的诊断等带来了一定的困难[15]

(2)由于数据采集器的内存不大,数据采集器本身的信号处理功能不强,在现场只能做一些简单诊断,精密诊断需要离线到计算机上去做,现场精密诊断功能较弱[16]

(3)设备的软件水平,仍在设备维修管理和基本频谱分析上徘徊,机器故障诊断专家系统还需完善,软件人机界面有待改进。数据采集是整个工厂自动化的最前端,测试精度、速度与实现该功能的成本是几个重要因素,数据采集也正朝着这几个方向发展。高速、实时数据采集在运动控制、爆炸检测、医疗设备(如CT、核磁共振)、快速生产过程(如石油化工过程)和变电站自动化等领域都有非常重要的应用[17]。这些行业中,对高速数据采集的需求远远超过目前实际可以实现的程度。用户的需求促进了技术的发展和新产品的出现,因此,高速数据采集仍然会有长足的发展。

三、本课题要做的主要研究内容与方法

系统主要包括键盘输入模块、传感器采集模块、显示模块、CPU处理模块和电源及复位模块。

整个系统结构简单,温度,湿度,光电烟雾采集采集精度为小数点后一位。传感器模块与单片机的A/D通道进行连接,这样可以简化模拟采集的设计,从而减小设计的复杂性,增加系统的可靠性,也同时减少了PCB的面积。键盘输入模块是通过单片机的P1口来实现的,由于P1口具有中断功能,所以实现起来非常容易,并且也非常适合软件编程。电源及复位模块主要是为整个系统提供可靠的电源,另外考虑到系统工作需要有复位功能,因此也为系统提供复位信号。显示模块主要是为了及时将得到数据显示出来,这样便于实时观察。

 

 

参考文献:

[1] 张艳兵,王忠庆,鲜浩.计算机控制技术.北京:国防工业出版社.2006,232~239

[2] 张艳兵.基于ControX2000的电阻炉炉温自动检测与控制系统.PLC&FA.2005.(7)

96~98

计大全.北京:北京航空航天大学出版社.1998.338~349

[3] 谢楷,赵建.MSP430系列单片机系统工程设计与实践[M].北京:机械工业出版社,2009

[4] 胡大可.MSP430系列单片机C语言程序设计与开发[M].北京:北京航天航空大学出版社,2003

[5] 秦龙.MSP430单片机常用模块与综合系统实例精讲[M].北京:电子工业出版社,2007

[6] 曹磊.MSP430单片机C程序设计与实践[M].北京:北京航天航空大学出版社,2007

[7] 王秋爽.单片机开发基础与经典设计实例[M].北京:机械工业出版社,2008

[8] 沈建华,扬艳琴,翟骁曙.MSP430系列16位超低功耗单片机实践与系统设计[M].北京:清华大学出版社,2005

[9] 宋彩利,孙友仓,吴宏岐.单片机原理与C51编程[M].北京:西安交通大学出版社,2008

[10] 阮鹏,张峥’基于DSP 和PCI 总线的通信数据采集系统[J]电子技术应用,2002(5):1-78,

[11] 晏培等,数据采集与工业通信[J]现代制造,2002(13):20-24

[12] 顾振国,数据采集器发展动态[J]中国设备工程,1994(3):38-39

[13] 彭泽兵,杜艳君,国内常用分散式数据采集器的性能介绍[J] 航空计测技术,1996(6)

[14] 赖莉飞,王笑君,数据采集器运用于物理探究性学习的探讨[J]物理实验,2003(7):32-34

[15] 张革军,数据采集器在物流供应链管理中的应用[J]物流技术与应用,2002(4):64-66

[16] 武东生,张齐’海洋站数据采集器的设计要点[J] 海洋技术,2001(1):59-62

[17] 刘桂生,罗新恒,张国育,TDE-324C 地震数据采集器的设计[J]地震地磁观测与研究’

 


在线客服
联系方式

热线电话

13329706647

上班时间

周一到周五

公司电话

027-87052087

二维码
线