采用嵌入式系统的无线多通道环境参数实时测控仪技术方案

本实用新型专利技术公开了一种采用嵌入式系统的无线多通道环境参数实时测控仪，提供一种可同时完成各种不同参数的数据采集，实时测控的测控仪。包括多个传感器和嵌入式控制器，每个传感器依次与Ａ／Ｄ转换器、编码器连接，编码器与嵌入式控制器连接，同时嵌入式控制器与该编码器对应的Ａ／Ｄ转换器连接；或者每个编码器通过无线通讯装置与嵌入式控制器连接；嵌入式控制器分别与打印机接口、以太网接口、外部数据存储器、外部程序存储器、控制与显示模块连接；嵌入式控制器通过串行接口与ＵＳＢ控制器连接，ＵＳＢ控制器分别与程序存储器、数据存储器、ＵＳＢ接口连接。该测控仪能对环境参数实时监测，测量精度高。可以采用无线或有线通讯方式，方便灵活。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

Wireless multi-channel environment parameter real-time measuring and controlling instrument using embedded system

The utility model discloses a wireless multi-channel environmental parameter real-time measuring and controlling instrument which adopts an embedded system, and provides a measuring and controlling instrument which can complete the data acquisition and real-time measurement and control of various parameters at the same time. Includes a plurality of sensors and embedded controller, each sensor is connected with the A / D converter, encoder, the encoder is connected with the embedded controller, the embedded controller and the corresponding encoder A / D converter is connected; or each encoder is connected with the embedded controller by the wireless communication device; embedded controller and printer interface, Ethernet interface, external data control memory, external memory, connected with the display module; embedded controller through the serial interface to connect with the USB controller, the USB controller is respectively connected with the program memory, data memory, USB interface. The instrument can monitor the environmental parameters in real time and has high measuring precision. Can use wireless or wired communication, convenient and flexible.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及环境参数监控装置，更具体的说，是涉及一种采用嵌入式控制系统实现多通道的数据采集和控制的环境参数实时测控仪。
技术介绍
随着科技的不断发展和生活水平的不断提高，人们对环境的要求越来越重视，尤其在某些特殊的领域，比如电子制造工业、生物工程、药物制造、化学工程及机械制造业等对环境参数要求较高的行业，如何对环境参数进行实时监测并控制，成为日趋严峻的课题和任务。现有环境参数测控系统中，一般由单片机控制数据采集，受寻址空间、工作速率限制，储存数据量一般最多不超过一、两万条。难以支持高端外设扩展如大屏高显示分辨率的LCD、以太网接口(10M带宽)并难以支持较为复杂的数据处理运算。这势必限制了高端测控系统的发展。而且使用单片机控制各个模块，只能是单任务单线程的工作模式，这样系统不能同时多任务工作，当有一个外部中断时，单片机就会中断原有的任务操作，转而执行外部中断请求，会造成系统的工作效率低，不能实现实时控制。而且现有的测控仪器，因为不能将采集的数据实时地传输给主机进行相应的处理，即使采用RS232接口，其最高速率充其量也只能达到十几Kbps，且通讯距离只有十几米。偶有鲜见的采用USB接口的测录设备也大多采用技术较为简单的USB设备方式，并不是完全意义上的实时测控系统，这也是现有测控仪器的最大不足之处。
技术实现思路
本技术是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种可同时完成各种不同参数的数据采集，实时测控，方便灵活的采用嵌入式系统的无线多通道环境参数实时测控仪。本技术通过下述技术方案实现一种采用嵌入式系统的无线多通道环境参数实时测控仪，其特征在于，包括多个传感器和嵌入式控制器，每个传感器依次与A/D转换器、编码器连接，编码器与所述嵌入式控制器连接，同时所述嵌入式控制器与该编码器对应的A/D转换器连接；或者编码器通过无线通讯装置与嵌入式控制器连接；所述嵌入式控制器分别与打印机接口、以太网接口、外部数据存储器、外部程序存储器、控制与显示模块连接；所述嵌入式控制器通过串行接口与USB控制器连接，所述USB控制器分别与程序存储器、数据存储器、USB接口连接。所述控制与显示模块由键盘和显示部分组成，所述显示部分为依次连接的LCD接口和LCD显示器，所述键盘和LCD接口分别与嵌入式控制器连接。所述控制与显示模块由依次连接的LCD接口、触摸屏和触摸屏控制器组成，所述LCD接口和触摸屏控制器分别与嵌入式控制器连接。所述嵌入式控制器与输出控制接口连接。所述无线通讯装置由与各自编码器连接的无线发射器和接收部分组成，所述接收部分由依次连接的无线接收器、A/D转换器、解码器连接，所述解码器与嵌入式控制器连接。LCD接口、以太网接口和嵌入式控制器集成于一体。本技术具有下述技术效果1.本技术的测控仪有多路的采集通道，各种不同的参数可同时完成数据的采集，这种多通道的采集模块完全可满足目前及将来相当长一点时间内各种用户的需求。2.本技术的测控仪除了有USB接口数据存储，而且采用以太网口把采集的数据实时地传输给主机，有利于对环境参数的实时监测。3.本技术的测控仪采用嵌入式控制器，用嵌入式的操作系统控制各个模块的工作，同时多任务工作，多个线程可以在操作系统的维护和管理下，按照既定的协议有条不紊的进行，而不相互干扰，大大利用了硬件资源，提高了利用率。而且，能够实时测控，测量数据的精度更高。4.本技术的测控仪可以根据环境情况既可以采用无线通讯方式，也可以采用有线通讯方式，方便灵活。5.本技术的测控仪可使用触摸屏，极大地改善了人机界面接口，丰富了用户视觉感受，也使用户使用更加方便和直观。附图说明图1为本技术采用嵌入式系统的无线多通道环境参数实时测控仪内部电路图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本技术详细说明。图1为本技术采用嵌入式系统的无线多通道环境参数实时测控仪内部电路图，包括多个传感器和嵌入式控制器，其中传感器的数量根据用户需要确定。传感器的类型可以是温度传感器、湿度传感器、压力传感器、CO2传感器、含S量传感器等多种类型，根据需要测控的环境参数确定。每个传感器依次与A/D转换器、编码器连接，每个编码器与嵌入式控制器之间的通讯可以采用有线形式也可以采用无线形式。当某个传感器的周围环境的情况适宜用线连接时，可以直接将该编码器与嵌入式控制器连接，并将嵌入式控制器与该编码器对应的A/D转换器连接。当某个传感器周围环境的情况不适宜用线连接时，可以将该编码器通过无线通讯装置与嵌入式控制器连接。本实施例中无线通讯装置由与各自编码器连接的无线发射器和接收部分组成，所述接收部分由依次连接的无线接收器、A/D转换器、解码器连接，解码器与嵌入式控制器连接。当有一个传感器需要采用无线通讯方式时，将该编码器与无线发射器连接，当有多个传感器采用无线通讯方式时，多个传感器对应的各自的编码器与各自的无线发射器连接，多个无线发射器与一个无线接收器之间进行通讯。所述嵌入式控制器分别与打印机接口、以太网接口、外部数据存储器、外部程序存储器、控制与显示模块连接，打印机接口与打印机连接，以便记录监测数据。以太网接口用于嵌入式控制器通过以太网与PC机或服务器之间进行通讯，传输数据。外部数据存储器用于存储外部的数据，外部程序存储器存储测控程序。输入与显示模块用于输入各种控制命令和显示结果。所述嵌入式控制器还通过串行接口与USB控制器连接，USB控制器分别与程序存储器、数据存储器、USB接口连接，程序存储器中存储控制USB的读写等操作程序，数据存储器存储USB需要读写的数据。控制与显示模块可以由常用的键盘和显示部分组成。显示部分为依次连接的LCD接口和LCD显示器，键盘和LCD接口分别与嵌入式控制器连接。当产品需要满足高端用户时控制与显示模块采用将输入和显示功能集于一体的触摸屏，包括依次连接的LCD接口、触摸屏和触摸屏控制器，LCD接口和触摸屏控制器分别与嵌入式控制器连接。为了能实现控制功能，嵌入式控制器与输出控制接口连接，控制外部的各种器件，比如空调等，温度高的时候，降低温度。输出控制接口可以采用通用的I/O接口。本实施例中USB控制器采用单片机AT89C55。触摸屏控制器采用ADS7846。各个传感器检测的模拟数据通过各自的A/D转换器进行AD转换后送到各自的编码器进行编码，有线方式下编码后直接送到嵌入式控制器，嵌入式控制器与各自的A/D转换器连接，用于改变采样速率。无线方式下送到各自的无线发射器，通过无线方式发射出去，无线接收器把模拟信号解调下来，经过AD转换和解码，把帧数据按照既定的协议，得到各传感器的数据，送到嵌入式控制器。嵌入式控制器完成传感器控制、中英文菜单显示、触摸屏操作，图形显示、实时曲线显示、华氏/摄氏数据转换和以太网回传数据等并行的多线程任务。为了提高可靠性，可以采用集成度比较高的芯片，例如嵌入式控制器可以采用将LCD接口、以太网接口和嵌入式控制器集成于一体的ARM芯片S3C4510B。该芯片支持多种嵌入式操作系统。S3C4510B内嵌一个以太网控制器，可在半双工或全双工模式下提供10M/100Mbps的以太网接入。在半双工模式下，控制器支持CSMA/CD协议，在全双工模式下支持IEEE802.3MA本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用嵌入式系统的无线多通道环境参数实时测控仪，其特征在于，包括多个传感器和嵌入式控制器，每个传感器依次与Ａ／Ｄ转换器、编码器连接，编码器与所述嵌入式控制器连接，同时所述嵌入式控制器与该编码器对应的Ａ／Ｄ转换器连接；或者每个编码器通过无线通讯装置与嵌入式控制器连接；所述嵌入式控制器分别与打印机接口、以太网接口、外部数据存储器、外部程序存储器、控制与显示模块连接；所述嵌入式控制器通过串行接口与ＵＳＢ控制器连接，所述ＵＳＢ控制器分别与程序存储器、数据存储器、ＵＳＢ接口连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：尹新鸣，杨红，张永冬，吕钢，
申请(专利权)人：尹新鸣，
类型：实用新型
国别省市：12[中国|天津]