基于无线传感器网络的矿用瓦斯监控系统

时间：2025-04-30

基于无线传感器网络的所有设计

仪器仪表用户

信号输入电压范围为0 5V,供电电源电压为单电源5V,数据采集电路如图3所示。

科研设计成果

控制ADC选择输入模拟通道,并将模拟信号进行A/D转换,单片机采集数据后进行保存和数据处理,再通过串口通信送入计算机。

3.2 计算机端软件设计

计算机端软件是软件部分的核心,其功能是多方面的,不仅负责采集数据的接收,还有对接收的数据进行处理和显示等功能。为了便于程序的设计、连接和修改,各功能程序实行模块化。利用NI公司的LabVIEW,经过设计可以得到如图6

[6]

所示的计算机端主界面。

图3 数据采集电路

2.4 通讯电路

计算机与外部的基本通讯方式有两种:并行通讯和串行通讯。串行通讯较并行通讯传送速度慢,但连接简单,而且MCS 51单片机内部有一个功能很强的全双工串行口,该串行口有4种工作方式,波特率可用软件设置,由片内的定时器、计数器产生,接收发送均可触发中断系统,使用十分方便。对本设计而言,串行通讯速度完全能满足要求,因此本系统选用RS 232串口进行双机通讯。MAX232和计算机接口电路如图4所示。

图6 计算机端主界面

4 结论

图4 通讯电路

3 系统软件设计

软件设计包括单片机端程序和计算机端程序,总体思想是:采用模块化设计方法进行设计和调试。根据编制的程序进行控制,自动完成逻辑判断以及测试。根据系统的要求,系统的大部分功能都以硬件为基础,通过汇编语言和G语言编程实现[5],本设计软件主要实现单片机与上位PC机进行通讯及控制A/D转换器进行数据采集和计算机端主界面控制显示最终数据。

3.1 单片机端软件设计

单片机是硬件部分的核心,其功能是多方面的,不仅有单片机本身的工作,还有A/D转换器的控制与计算机的串行通信控制等。

本文介绍的基于虚拟仪器的室内环境监测系统,通过对传感器检测到的信号进行A/D转换,实现了室内温度、湿度、光强的监测。由于此设计由各个单元模块化组合,所以适合移植或构建到其它系统中,还可以根据需要修改子程序,灵活性较好[7]。此外,与LabVIEW相结合,达到了直观、方便的效果,实现了更多的功能。

参考文献

[1]杜青,汪殿龙,王兴媛,等.基于LabVIEW和USB CAN卡的

实时数据采集系统及应用[J].电子技术应用,2007,(07)[2]徐崇德,朱荣新.基于USB2.0的虚拟仪器设计[J].空军工

程大学学报(自然科学版),2006,(03)

[3]陈宇,温欣玲.基于CAN总线分布式环境监测控制系统设计

[J].核电子学与探测技术,2007,(05)[4]高占凤,杜彦良,刘玉红,等.基于LabVIEW的远程数据采集

与传输系统[J].微电子学与计算机,2007,(03)[5]王建群,南金瑞,孙逢春,等.基于LabVIEW的数据采集系统

的实现[J].计算机工程与应用,2003,(21)

[6]张喜斌,白鹏,张发启,等.虚拟仪器技术在航空发动机稳定