应变测量数据无线传输的实现.pdf

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1、应变测量数据无线传输 的实现 应变测量数据无线传输的实现 Re a l i z a t i o n O f S t r a i n Me a s u r e me n t Da t a Wi r e l e s s T r a n s mi s s i o n 薛江平 杭柏 林 ( 青岛科技大学机电工程学院， 山东 青岛 2 6 6 0 6 1 ) 摘 要 介绍 了无线收发数传 MODE M模 块 P T R 2 0 0 0 ， 将其应用到应变测量数据 的传输 中。 关 键 词 ： 应 变测 量 ， P T R 2 0 0 0， 无 线 数 传 Ab s t r a c t Th i s p

2、ape r i n t r o duc e s t h e wi r eles s MODEM mo dule P TR2 00 0， an d ap pl ies it i n t h e s t r ai n me a su r emen t d at a wi r e l e s s t r an s mi s s ion Ke y wor d s： s t r a i n me a su r emen t ， P TR2 00 0， wir e l e s s da t a t r a ns mis s ion 应变测量在机械 、建 筑等领域有着广泛的应用 。P T R 2 0 0 0

3、 是一种超小型 、 超低 功率 、 高速率无线数传 MODE M模 块 ， 本文 将 P T R 2 0 0 0应用到应 变测 量数 据的传输 中， 实现了数据传输 的 无线 化。 1 应变测量 系统简介 应变测 量系统采用上下位机模式 ，下位 机负责应变信号 的 采集和存储 ， 上位机负责对数据 的进一步处理等 。 传 统应变测量多采用测量 电桥 获取 应变信号 ，具有某些局 限性 ， 如具有非线 性误 差、 测量前需 预调平衡 等。本文中系统采 用了恒 流源作为动力源获取应变信 号克 服了以上局限。下位机 系统组成如 图 1所示 。 恒流源负责提供动力源给应变片供 电 ， 信 号调理电路包

4、括 多路切换开关 、 放大 、 滤波、 A D转换等 ， 最后将 转 换好 的应 变数据送至单片机 中存储 ， 以供上位机提取。 图 1应 变 测 量 系统 图 2 P T R 2 0 0 0简介 P T R 2 0 0 0是超 小型 、 超低 功率 、 高速 率无线 数传 MOD E M 模块 。该模块在 内部集成 了高频 接收 、 P L L合成 、 F S K调制 解 调 、 参量放大 、 功率放大、 频道切换等 功能 ， 是 目前集成度较 高的 无线数传产品。 P T R 2 0 0 0可用于遥 控 、 遥测 、 小 型无线 网络 、 无 线抄表 、 小 区传 呼 、 工 业数 据采集

5、 、 无线标 签 、 身份识 别 、 非 接触 R F智能 卡 、 小型无线数据终端 、 生 物信 号采集、 水文气象监测 、 机器人控 制等场合。 P T R 2 0 0 0除 了应 注意 在发送 、接收 和待机模 式下 的编程 外 ， 还需注意在无信 号时 ， P T R 2 0 0 0的串 口输 出的是 随机数据 ， 此时 ， 可定义一个 简单 的通信协议 ， 如 在发送时 ， 在有 效数据之 前加 2个 ( 或多个 ) 字节 的固定标 志 ， 以便在接收一方 的软件 中 检测该 固定标志 ， 并将其作为正式数据的开始。 为了使 系统能够 可靠地通信 ，在编程时应设计通信协议 ，并应考虑

6、数据 的纠检 错 ， 检错可采用校验方式或更好的 CR C校验方式 。 3 P T R 2 0 0 0与单片机和 P C的接 口 上下位机通讯 的原理如 图 2所示 。P T R 2 0 0 0可直接与单片 机 的串 口T X D、 R X D相连接 。P T R 2 0 0 0无线 MOD E M 的 Dl 接 单片机的串 口发送端 T X D， D O接单片机串 口的接收端 R X D。 本 文 中的下位机单 片机 采用 A T ME L公 司的 A T 8 9 C 5 1 单 片机 ， 其 内部含有 4 K B的 F L A S H ME MOR Y， 外部 电路和指令与 MC S 一

7、5 1单片机兼 容。 厂 _厂 _f 1 P C 机 M A X 2 3 2 卜一 P T R 2 0 0 0 _ _ 图 2系统 通 讯 图 P T R 2 0 0 0 的 P i n 6 ( P WR ) 与 A T 8 9 C5 1的 P 1 0相 连 ， P T R 2 0 0 0的 P i n 7 ( T X E N) 与 A T 8 9 C 5 1的 P 1 1相连 ， CS直接接 地 ， 利用工作频道 1 ， 即 4 3 3 9 2 MH z 。 P T R 2 0 0 0与 P C机相连接时必须经过 电平转换 ，将 1 _ r L电 平转换成 R S 一 2 3 2 C电平 。

8、 用一片 M AX 2 3 2芯片即可达到 电平转 换 的目的。P T R 2 0 0 0与计算机串口连接的典型电路如图 3所示 。 图 3串 口接 口连接图 4软件编程 4 1单片机部 分编程 单片机部分编程采用汇编语 言， 程序清单 如下 ： 维普资讯 工业控制计算机 2 0 0 8年 2 1 卷第 8期 ORG 0 00 0H AJ MP ST AR T ORG 02 0 0H S T AR T ：S E - B P 1 0 ； P T R 2 0 0 0的 P in 6置 1 S 日- B P 1 1 ； P T R 2 0 0 0的 P i n 7置 1 MO V SP ， # 8

9、0 H 设置数 据指针的位置 MOV S CON，# 4 0 H ： 串口工作方式 1 MO V T MOD，# 2 0 H ； 定时器工作方式 2 MOV T L 1 ，# 0 F DH ； 设置波特率 9 6 0 0 b p s MOV TH1# 0F DH MOV PCON#0 0H S E - B T R1： 开启定时器 1 MOV D PH ，# 5 0 H ： 指针指 向数据块 MOV DPL ，# 0 0H MOV R1 ，# L E N； 数据块长度 ACAL L CHUAN CL R P 1 0 ：将 P T R 2 0 0 0置待机状态 CL R P 1 1； 将 P T

10、R 2 0 0 0置接收状态 ORG 0 40 0H C HU AN：P U S H ACC ：保护 AC C P U S H P S W ：保 护 P S W CL R TI： 清 TI TX：CLR A MOV C A， A + DP T R ： 从数据块中取数 MOV S UB F ，A ： 从 串 口发送 J N B T I ，$ ； 等待发送完 CLR Tl I N C DP T R ： 取下一个数 D J N Z R 1 ， T X ： 数据未发送完继续 P OP P S W ： 弹出 P S W P OP ACC 弹出 AC C RET OR G 0 5 0 0H ：应变数据块

11、L E N D A T A N 4 2 P C机部分编程 P C 串I： 1 的 R T S经电平转换 与 P T R 2 0 0 0的 T X E N相连 。 计 算机要 发送 数据时 ， R T S变为 逻辑 1 有效 ， 使 P T R 2 0 0 0的 P in 7 ( T X E N) 被置 为 1 ， 此时可发送数据 。计算机接收数据时， R T S逻 辑 0有效 ， 使 P T R 2 0 0 0的 P i n 7 ( T X E N) 被 置为 0 ， 此 时可接 收数 据。P C机部分可通过 V i s u a l C+ +中的 MS Co mm 控件编程 实 现对 串口通讯

12、 的程序设计。 5结束语 棼 本文将无线通信模块 P T R 2 0 0 0应用到应变测量 中， 实现了 应变数据 的无 线传 输 ， 该 方案成本低 ， 实现容 易 ， 易 于控制和维 护 ， 并可 以扩展应用到其他相关领域 中， 有较好 的应用前景 。 参考文 献 1 李 华 MC S一 5 1系列单 片机实用 接 口技术 M 北京 ： 北 京航空航 天 大学 出版社 ， 2 0 0 2 2 李 伯成 基 于 MCS 一 5 1单 片机的嵌入式系 统设 计 M 北京 ： 电子工 业 出版社 ， 2 0 0 4 3 何立 民 单片机应用 系统设计 M 北京 ： 北京航 天航空大学 出版社 ，

13、 2 OO 2 4 武兴建 ， 吴 金宏 无线 收发数 传 MOD E M 模块 P T R 2 0 0 0的原理 与应 用 国外 电器元器件 ， 2 0 0 1 ( 1 2 ) ： 4 5 收稿 日期 ： 2 0 0 8 3 6 ( 上接 第 2 1页 ) 似 的 S o c k e t AP I 接 口函数 ，大大简 化了对其设置和收 发操作 的难度 。本 文 在6 0 0 0 系 列 DS P的平 台上 ， 移 植 了 Wiz n e t 公 司 的 S o c k e t AP I函 数 ，实 现 T CP I P 协议下 CL I E N T模 式 的程序设计 。图 6为软件设计 的

14、流 程 图 。 1 ) 初始化 图 6软件设计的流程图 in it W5 1 0 0 A 0 ； 初始化 W5 1 0 0 ， 设置各个接受 发送数据缓冲区的大 ， s e t g a t e w a y ( ip ) ； 设置网关 s e t M A C A d d r ( i p ) ： 设置物理地址 s e t s u b m a s t ( ip ) ； 设置子网掩码 s e t l P ( i p ) ； 设置 l P 地址 s e t R C R ( t i me ) ； 设置超时时间 init _s o c k ( i ， I p o r t ， f l a g， 0， S n

15、MR _ T C P ) ； 初始化各个套接字 2 ) 连接 s o c k e t ( i ， S n MR _ T CP ，lo c a l p o r t + l n c + + ，0 ) l 设置 T C P方式 ， Cli e n t 端 口 c o n n e c t ( i ， ip ， p o r t ) ； 连接设定了l p和端口的服务器 3) 数据发送和传输 r e c v ( i ，r x _ b u f ， l e n ) ； S o c k e t ( i ) 接收 le n长度的数据， 存放于 r x _ b u f 中 s e n d ( i ， t x _ b

16、u f ， le n ) ； S o c k e t ( i ) 通过t x _ b u f 发送 l e n长度的数据 4结束语 W5 1 在 以往 的网络接 口芯片基础 上 ， 实现 了“ 3合 1 ， ， 的 改进 ， 即合成 T C P I P协议栈 、 以太网 MA C和 P H Y， 大大简化 了 硬件设计难度 。 该芯 片通过 内部嵌入硬件协议栈 ， 省去了传统繁 琐的以太网协议编写和调试步骤 ， 加快 了系统开发速度 。 实际应 用中 ， 本系统传输数据速 率达 到 2 MB y t e s以上 ， 可满足远程 数 据通信 系统和工业现场应用等要求。 参考文献 1 徐元 军 w

17、3 1 o o在 DS P系 统以太 网接 口中的应 用 J 微 型机 与应 用， 2 0 0 2( 9 ) ： 1 7 1 9 2 WlZ n e t C o ， ， W5 1 0 0 Da t a s h e e t V e r 1 1 3 ，Wi z n e t Co r p o r a t io n M】 K o r e a ，Wl Z n e t C o ， 2 0 0 6 3 T e x a s I n s t r u me n t I n c ， T MS 3 2 0 C6 0 0 0 D S P E x t e r n a l Me mo r y I n t e r f a c

18、 e ( E MI F ) R e f e r e n c e G u i d e M D a ll a s ，T e x a s ， U S A， Te x a s l n s t r u m e n t l nc ；2 001 4 李方 慧 ， 王飞 ， 何佩琨 T MS 3 2 0 C6 0 0 0系列 D S P s原理 与应用 M - 2 版 北京 ： 北京 电子工业 出版社 ， 2 0 0 3 5 WlZ n e t C o ，W5 1 0 0 P o rt i n g Gu i d e V e r 1 0 ， Wiz n e t C o r p o r a t i o n M K o r e a ， WIZ n e t C O， 2 0 0 7 收稿 日期 ： 2 0 0 8 2 2 5 维普资讯