谷宗冉 ，孟立凡 ，楊艷軍

（1 中北大學(xué)電子測(cè)試技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 信息與通信工程學(xué)院 山西 太原 030051；2 北京理工大學(xué) 機(jī)電學(xué)院 北京 100081）

0 引言

在一般的測(cè)試實(shí)驗(yàn)中，我們通常是在實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)將實(shí)驗(yàn)做完，將數(shù)據(jù)保存到存儲(chǔ)介質(zhì)中，然后，將數(shù)據(jù)拿回到實(shí)驗(yàn)室，分析數(shù)據(jù)可靠性、 準(zhǔn)確性。再根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)分析實(shí)驗(yàn)是否成功。如果我們將這種方式應(yīng)用到實(shí)際工程測(cè)試中，會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題。例如，工程進(jìn)行過(guò)程中，如果中間環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，不能及時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，無(wú)法得出問(wèn)題出在哪里，這樣就可能給工程的進(jìn)展帶來(lái)延誤。本文就此問(wèn)題，提出一種簡(jiǎn)單的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集及發(fā)送系統(tǒng)，可以使遠(yuǎn)在千里之外的分析人員，及時(shí)對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題，保證工程的順利進(jìn)行。

1 硬件電路的設(shè)計(jì)

1.1 采集電路原理圖

數(shù)據(jù)采集電路原理圖如圖1所示。

圖1 采集電路原理圖

1.2 無(wú)線(xiàn)收發(fā)部分的設(shè)計(jì)

無(wú)線(xiàn)收發(fā)部分是基于現(xiàn)有的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，即GPRS(General Packet Radio Service，通用無(wú)線(xiàn)分組業(yè)務(wù))網(wǎng)絡(luò)，完成數(shù)據(jù)的無(wú)線(xiàn)收發(fā)。數(shù)據(jù)發(fā)送模塊采用市場(chǎng)上常見(jiàn)的數(shù)據(jù)發(fā)送單元DTU（Data Transmit Unit），將測(cè)試數(shù)據(jù)發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上指定的數(shù)據(jù)服務(wù)終端。研究人員就可以根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并且將結(jié)果快速反饋到工程現(xiàn)場(chǎng)，保證工程的順利進(jìn)行。

1.2.1 DTU模塊

DTU模塊內(nèi)部由4部分構(gòu)成：互聯(lián)網(wǎng)控制器，GPRS/CDMA模塊、電源部分、外部接口部分。其中互聯(lián)網(wǎng)控制器是DTU的核心，實(shí)現(xiàn)了DTU的所有控制功能，它內(nèi)嵌了完整的TCP/IP協(xié)議，使得DTU具備了IP通信能力。GPRS/CDMA模塊負(fù)責(zé)無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)通信。電源部分為互聯(lián)網(wǎng)控制器和GPRS/CDMA模塊提供合適的電源。外部接口部分為一個(gè)RS232串口、SMA天線(xiàn)接口、SIM/UIM卡座接口，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 DTU模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)

1.2.2 ADuC841與DTU的連接示意圖

ADuC841與DTU之間的連接很簡(jiǎn)單，只需要一個(gè)串口就可以完成全部控制。連接圖如圖3所示。

圖3 單片機(jī)與DTU連接方式

2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)工作流程

數(shù)據(jù)采集發(fā)送部分的主要工作流程為：系統(tǒng)初始化完成之后，單片機(jī)和DTU完成相應(yīng)的通信協(xié)議。準(zhǔn)備采集數(shù)據(jù)。采集完成之后，單片機(jī)將數(shù)據(jù)寫(xiě)入到DTU緩存中，工作在命令模式的DTU將數(shù)據(jù)發(fā)送后返回確認(rèn)信息，繼續(xù)傳送下組數(shù)據(jù)。其主程序流程圖如圖4所示。

2.2 遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)軟件設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)接收端是一臺(tái)專(zhuān)門(mén)的數(shù)據(jù)服務(wù)器，將每次接收到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中。通過(guò)相應(yīng)的上位機(jī)軟件可以查看測(cè)試結(jié)果。

圖4 主程序流程圖

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

在實(shí)驗(yàn)室中對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試。我們對(duì)普通的信號(hào)進(jìn)行測(cè)試（結(jié)果如圖5所示）。使DTU分別工作在透?jìng)髂Ｊ胶兔钅Ｊ较拢瑢?duì)該數(shù)據(jù)采集及無(wú)線(xiàn)收發(fā)系統(tǒng)性能進(jìn)行測(cè)試。對(duì)比遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和儀器配套軟件所顯示的波形可以得出，該系統(tǒng)可以將數(shù)據(jù)完整、準(zhǔn)確地發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上指定的服務(wù)器。

4 結(jié)束語(yǔ)

數(shù)據(jù)采集及無(wú)線(xiàn)收發(fā)在我們工程實(shí)際中應(yīng)用十分廣泛。本設(shè)計(jì)使用美國(guó)模擬器件公司推出的ADuC841單片機(jī)和北京嘉復(fù)欣公司推出的DTU，利用現(xiàn)有移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的采集以及實(shí)時(shí)發(fā)送，整個(gè)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定，給工程實(shí)際應(yīng)用帶來(lái)了極大的方便。

[1]GF-2008AW外置式GPRS IP 調(diào)制解調(diào)器用戶(hù)手冊(cè)

[2]美國(guó)ADI公司.微處理器ADuC841數(shù)據(jù)手冊(cè)（2003）.http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/ADUC841_842_843.pdf.

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[5]孫秋野，柳昂，王云爽.LabVIEW8.5快速入門(mén)與提高[M].西安：西安交通大學(xué)出版社,2009.

[6]GPRS無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸：論GPRS技術(shù)在無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)通信中的優(yōu)勢(shì).http://CrazyCoder.cn/NetworkTechnology/Article38415.html

[7]李剛，林凌，粟田和.易學(xué)易用高性能SoC單片機(jī)ADuC841 [M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2006.

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