關(guān)于嵌入式電子信息產(chǎn)品檢測信息采集系統(tǒng)的設(shè)計

鐘衛(wèi)連

湖南懷化職業(yè)技術(shù)學院

關(guān)于嵌入式電子信息產(chǎn)品檢測信息采集系統(tǒng)的設(shè)計

鐘衛(wèi)連

湖南懷化職業(yè)技術(shù)學院

在電子信息產(chǎn)品檢測信息采集方面，為保證信息采集質(zhì)量以及水平，應當選擇合理系統(tǒng)進行信息采集，從而降低能耗與成本。當前應用比較廣泛的一種新型采集系統(tǒng)為嵌入式信息采集系統(tǒng)，要保證該采集系統(tǒng)的有效運用，應當對其進行合理設(shè)計，保證在實際應用過程中能夠發(fā)揮其真正作用，促進電子信息產(chǎn)品發(fā)展，同時嵌入式信息采集系統(tǒng)是當前一種新型系統(tǒng)，本文就嵌入式電子信息產(chǎn)品檢測信息采集系統(tǒng)的設(shè)計進行分析。

嵌入式；信息采集系統(tǒng)；設(shè)計

嵌入式電子信息產(chǎn)品檢測信息采集系統(tǒng)的設(shè)計不但解決了節(jié)點擴展的問題，而且無需淘汰原有的設(shè)備，從而提高了現(xiàn)有設(shè)備的利用率，節(jié)約了投資，還解決了特殊環(huán)境難于布線的問題。

1 嵌入式信息采集系統(tǒng)簡述

對于電子信息產(chǎn)品檢測信息采集系統(tǒng)而言，其主要是在一定環(huán)境檢測以及控制方面進行應用。所以，在對該系統(tǒng)進行設(shè)計過程中，其主體就是通過主控單元對散落節(jié)點進行實時監(jiān)控，同時實時有關(guān)信息收集工作。另外，利用信息采集節(jié)點監(jiān)測環(huán)境，并且對環(huán)境進行控制。所以，在設(shè)計主控節(jié)點中相關(guān)硬件時，應當保證設(shè)計方案具備科學性以及合理性，并且要保證可行。此外，在網(wǎng)絡中設(shè)計采集節(jié)點之中硬件時，應當保證其可靠并且通用。另外，對于嵌入式信息采集系統(tǒng)而言，要實施信息交換，并且控制用戶，需其PC 上位機以及主控節(jié)點通過PS232 通信得以完成。而在系統(tǒng)中所存在信息采集點會在一定范圍之內(nèi)的某處進行散落分布，進而實現(xiàn)監(jiān)控環(huán)境。

2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計

本文旨在實現(xiàn)一種信息產(chǎn)品檢測信息采集系統(tǒng)的設(shè)計，為無線傳感網(wǎng)絡的深入研究搭建平臺。信息產(chǎn)品檢測信息采集系統(tǒng)主要實現(xiàn)主控單元對散落節(jié)點的實時監(jiān)控和信息收集，以及信息采集節(jié)點對環(huán)境的監(jiān)測和控制。因此主控節(jié)點的硬件設(shè)計必須可用，而網(wǎng)絡中采集節(jié)點的硬件設(shè)計也需要具有可靠性和通用性。信息產(chǎn)品檢測信息采集系統(tǒng)用于對一定環(huán)境進行監(jiān)測并實現(xiàn)一定控制。本文設(shè)計的嵌入式電子信息產(chǎn)品檢測信息采集系統(tǒng)的應用網(wǎng)絡組成。主控節(jié)點與PC上位機通過RS232通信，從而實現(xiàn)信息交換和用戶控制，信息采集節(jié)點散落在一定范圍內(nèi)，對環(huán)境進行監(jiān)控。圖1是系統(tǒng)的整體方案圖。

3 采集系統(tǒng)設(shè)計要點

3.1 硬件設(shè)計

對于信息采集系統(tǒng)而言，其組成單元為網(wǎng)絡節(jié)點，不但能夠采集信息，同時能夠檢測環(huán)境。系統(tǒng)是由一個個具備監(jiān)測計和采集功能的網(wǎng)絡節(jié)點組成的單元。主要包括了主控模塊處理器的選擇，無限電路的設(shè)計，與上位機通信RS-232模塊.節(jié)點電源模塊，檢測電路的設(shè)計和電路板制作。電源模塊電路一般有兩種方案，不同的條件選用的設(shè)備不同；可對主控節(jié)點選取SV的穩(wěn)定電壓進行洪電，LT-1117-3的工作申壓能保持存3.3V。

3.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計

信息采集系統(tǒng)的軟件是整個系統(tǒng)的靈魂，它決定了節(jié)點間的運行模式。本章將先列出軟件中重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，然后按照功能模塊給出嵌入式電子信息產(chǎn)品檢測信息采集系統(tǒng)的軟件設(shè)計方案。首先給出了數(shù)據(jù)傳輸、存儲的重要結(jié)構(gòu)及主要的數(shù)據(jù)包類型，在此基礎(chǔ)上，詳細闡述了主控節(jié)點和采集節(jié)點間組織的通信協(xié)議流程，因而本章闡述的軟件設(shè)計是論文的重點。系統(tǒng)中，除采集節(jié)點監(jiān)測到環(huán)境信息超過設(shè)定而向主控節(jié)點報告外，其它通信皆由主控節(jié)點發(fā)起，而主控節(jié)點亦受控于上位機PC。具體通信過程描述如下：

主控節(jié)點：1)將網(wǎng)絡信息庫建立在各節(jié)點處，并完成網(wǎng)絡ID的設(shè)置，待采集節(jié)點的網(wǎng)絡成功連接。2)數(shù)據(jù)包成功傳輸?shù)讲杉?jié)點后，點擊確認傳送的指令，傳輸?shù)男畔t會在上機位上有所顯示待得到了相應的回潰后，再作出處理操作。在配置通道可用的情況下，可完成采集信息的接收，在配置通道受阻的情況下，則需一直等待。3)若上機位的命令成功傳達，此時需凳行解析，并以不同的定義來完成操作指7。4)對回送信息的地址進行匹配，在地址正確的情況下，可向上位機提出相應的回顯請求；在地址錯誤的情況下，則會以錯誤的信號來進行提示。在接收信息時，若出現(xiàn)等待超時的現(xiàn)象，則需對數(shù)據(jù)包進行重新發(fā)送，直到發(fā)送的次數(shù)達到了最大設(shè)置的閥值。5)若由外部事件觸發(fā)，則向采集節(jié)點發(fā)送控制數(shù)據(jù)包。6)對3)，4)，5)的過程進行循環(huán)操作。

3.3 系統(tǒng)性能測試與分析

近年來無線傳感網(wǎng)絡系統(tǒng)得到廣泛深入的研究，但還有許多問題亟待解決。本文在分析信息采集監(jiān)控網(wǎng)絡功能需求的基礎(chǔ)上，提出并實現(xiàn)了利用CC2430射頻處理器搭建無線傳感平臺的總體方案，并重點開展了采集系統(tǒng)的軟硬件方面的研究。

本文在設(shè)計采集系統(tǒng)中，重點放在硬件和軟件的調(diào)試上，花費了很多時間。通過不斷的調(diào)試和數(shù)據(jù)的分析處理，本文最終實現(xiàn)了論文所述的所有功能。以下對信息采集系統(tǒng)主要功能的測試過程和結(jié)果進行闡述。為測試節(jié)點的通信能力，采用點對點傳送數(shù)據(jù)。將采集節(jié)點固定，移動主控節(jié)點，對不同的距離發(fā)送不同的數(shù)據(jù)，對每個距離發(fā)送三次數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采用數(shù)字標識。在空曠的平地上測試，分析采集節(jié)點顯示發(fā)現(xiàn)：當移動主控節(jié)點至70～80m之間時，已經(jīng)有數(shù)據(jù)包丟失情況。為除去數(shù)據(jù)包丟失偶然性，在70～80m之間時，增加數(shù)據(jù)包的發(fā)送個數(shù)，最終發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)包丟失嚴重，當移至80m以外，測試則基本沒有信號。

綜上所述，對于電子信息產(chǎn)品檢測信息采集系統(tǒng)，為保證其水平以及質(zhì)量，應當選擇合理形式，嵌入式信息采集系統(tǒng)為當前應用比較廣泛的一種，有著較好作用。應當對嵌入式電子信息產(chǎn)品檢測信息采集系統(tǒng)進行科學合理設(shè)計，從而保證其合理有效應用。

[1] 王小強. 基于農(nóng)業(yè)信息采集嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 電子科技大