劉福禮

摘要；數(shù)據(jù)采集器是以單片機(jī)為基礎(chǔ)，利用單片機(jī)讀取各種傳感器的數(shù)據(jù)，通過(guò)一些通信手段，比如短距離傳輸可利用RS232串口通信或者依靠載有IEEE802.11協(xié)議的無(wú)限模塊，把數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇K端設(shè)備上，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程采集和控制功能，以上所說(shuō)的兩種技術(shù)均是全雙工的。這樣可以節(jié)省很多勞動(dòng)力，不必要在為一個(gè)數(shù)據(jù)來(lái)回奔波，何時(shí)何地均可控制。

關(guān)鍵詞：ESP8266；RS232；TTL；串口通信；AVRmega16單片機(jī)

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2017）07-0042-01

隨著社會(huì)科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，人類的各種生活更加趨近于智能化方向發(fā)展，像一些大型企業(yè)更是依賴于更加高端的科學(xué)技術(shù)產(chǎn)品靠攏。越是高端產(chǎn)品所提供的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，更加方便。正因?yàn)檫@方面的需求，智能化產(chǎn)品在當(dāng)代發(fā)展是相當(dāng)?shù)难杆?。該產(chǎn)品的數(shù)據(jù)采集器就結(jié)合了當(dāng)代更多前沿的科學(xué)技術(shù)而發(fā)明出來(lái)的，更加趨近于物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展潮流，該數(shù)據(jù)采集器可采集各種數(shù)據(jù)，比如溫度、濕度、磁場(chǎng)強(qiáng)度等。該數(shù)據(jù)采集器可將數(shù)據(jù)傳送到遠(yuǎn)程的終端設(shè)備上，從而實(shí)現(xiàn)更加人性化的管理。

1總體布局

數(shù)據(jù)采集器是一種典型的物聯(lián)網(wǎng)方向的新興產(chǎn)品，利用ESP8266模塊的IEEES02.11無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)可將單片機(jī)收集的數(shù)據(jù)通過(guò)事先設(shè)定的IP地址、通信方式和一個(gè)端口號(hào)放到世界各地。該數(shù)據(jù)采集器主要由兩個(gè)大部分組成。分別是數(shù)據(jù)收集電路和上位機(jī)通信電路組成。數(shù)據(jù)收集電路部分，是以單片機(jī)AVRmegal6（其他單片機(jī)也可以）以及外圍接口電路組成數(shù)據(jù)采集電路的核心，外接各種類型的傳感器達(dá)到不同數(shù)據(jù)的收集功能。外接一個(gè)EEPROM，這個(gè)可防止突掉電，單片機(jī)無(wú)法自身恢復(fù)工作的一個(gè)功能，多余的存儲(chǔ)空間易可進(jìn)行重要數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。上位機(jī)通信電路部分，可使用單片機(jī)自帶的SPI通信協(xié)議，利用TTL轉(zhuǎn)RS232，直接進(jìn)行電腦終端與數(shù)據(jù)收集電路的數(shù)據(jù)交換，這種方式只適合短距離的通信，當(dāng)距離過(guò)大時(shí)，信號(hào)會(huì)出現(xiàn)失真。

2硬件主要部分

圖1中序號(hào)1所指的是利用12C總線進(jìn)行單片機(jī)與傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的一類傳感器，這種傳感器的優(yōu)點(diǎn)是可以在很大程度上節(jié)省單片機(jī)的I/O口，為數(shù)據(jù)采集器的后續(xù)的外圍升級(jí)創(chuàng)造一個(gè)良好的條件，但是利用12C協(xié)議進(jìn)行通信，相當(dāng)于是串口通信，所以數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣染鸵慌?，若是?shù)據(jù)采集器對(duì)時(shí)間的要求比較高，則不適用于此方案。

圖1中序號(hào)2所指的是利用并行通信進(jìn)行單片機(jī)與傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的一類傳感器。由于該類傳感器是并行通信，所以非常浪費(fèi)單片機(jī)的I/O口，但是這類傳感器的數(shù)據(jù)交換時(shí)間要比串行口的要快很長(zhǎng)時(shí)間，這種方法適用于數(shù)據(jù)對(duì)時(shí)間要求較高的數(shù)據(jù)采集器。

圖1中序號(hào)3所指的是單片機(jī)通過(guò)SPI協(xié)議通過(guò)TTL轉(zhuǎn)RS232模塊直接與PC機(jī)相連，該方法適用于較短路徑的數(shù)據(jù)傳輸，一般的利用該方法有效數(shù)據(jù)傳輸距離在五十米左右，可以增加上拉電阻來(lái)提高數(shù)據(jù)的有效距離。

圖1中序號(hào)4所指的是單片機(jī)利用ESP8266進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，當(dāng)ESP8266鏈接到互聯(lián)網(wǎng)時(shí)，就可以把數(shù)據(jù)傳輸?shù)饺魏我慌_(tái)連接互聯(lián)網(wǎng)的PC機(jī)端。這種方案適用于超遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)傳輸。

除上述所說(shuō)元件外，還需要單片機(jī)AVRmega16、電阻、電容、晶振、按鍵開(kāi)關(guān)來(lái)構(gòu)成單片機(jī)的最小驅(qū)動(dòng)電路。在上述所說(shuō)的圖1中序號(hào)1、2所指的是數(shù)據(jù)收集電路，序號(hào)3、4指的是上位機(jī)通信電路。用戶可根據(jù)自己的需求設(shè)定適合自己的方案。

3軟件流程

單片機(jī)的選擇主要是根據(jù)傳感器的類型進(jìn)行選取，一般的傳感器的數(shù)據(jù)類型是8位和12位的數(shù)據(jù)，選取相同位數(shù)的單片機(jī)，可以使后期的編程簡(jiǎn)單化，減少程序代碼上的不必要麻煩。在上述的額硬件選擇鏈接完畢時(shí)后，利用單片機(jī)實(shí)時(shí)讀取傳感器中的數(shù)據(jù)，然后單片機(jī)在直接傳送給終端設(shè)備。終端也可增加相應(yīng)的功能向下位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)的功能。

4總結(jié)

該產(chǎn)品研究的數(shù)據(jù)采集器在很大程度上更加趨近于科技潮流發(fā)展，向著物聯(lián)網(wǎng)方向發(fā)展，在該數(shù)據(jù)采集器的平臺(tái)上可以掛載很多種傳感器或者其他裝置，使該產(chǎn)品多元化，比如在該數(shù)據(jù)采集器上掛載一些溫濕度傳感器，這樣該裝置就是糧庫(kù)的必選裝置，很大程度上減輕勞動(dòng)力，只需要工作人員在終端直接觀察倉(cāng)庫(kù)的總體情況。該數(shù)據(jù)采集器非常適用于工廠使用，提高工作效率。