專利名稱：采用嵌入式系統(tǒng)的無線多通道環(huán)境參數(shù)實時測控儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及環(huán)境參數(shù)監(jiān)控裝置，更具體的說，是涉及一種采用嵌入式控制系統(tǒng)實現(xiàn)多通道的數(shù)據(jù)采集和控制的環(huán)境參數(shù)實時測控儀。
背景技術(shù)：
隨著科技的不斷發(fā)展和生活水平的不斷提高，人們對環(huán)境的要求越來越重視，尤其在某些特殊的領(lǐng)域，比如電子制造工業(yè)、生物工程、藥物制造、化學(xué)工程及機械制造業(yè)等對環(huán)境參數(shù)要求較高的行業(yè)，如何對環(huán)境參數(shù)進行實時監(jiān)測并控制，成為日趨嚴峻的課題和任務(wù)。
現(xiàn)有環(huán)境參數(shù)測控系統(tǒng)中，一般由單片機控制數(shù)據(jù)采集，受尋址空間、工作速率限制，儲存數(shù)據(jù)量一般最多不超過一、兩萬條。難以支持高端外設(shè)擴展如大屏高顯示分辨率的LCD、以太網(wǎng)接口(10M帶寬)并難以支持較為復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理運算。這勢必限制了高端測控系統(tǒng)的發(fā)展。而且使用單片機控制各個模塊，只能是單任務(wù)單線程的工作模式，這樣系統(tǒng)不能同時多任務(wù)工作，當(dāng)有一個外部中斷時，單片機就會中斷原有的任務(wù)操作，轉(zhuǎn)而執(zhí)行外部中斷請求，會造成系統(tǒng)的工作效率低，不能實現(xiàn)實時控制。而且現(xiàn)有的測控儀器，因為不能將采集的數(shù)據(jù)實時地傳輸給主機進行相應(yīng)的處理，即使采用RS232接口，其最高速率充其量也只能達到十幾Kbps，且通訊距離只有十幾米。偶有鮮見的采用USB接口的測錄設(shè)備也大多采用技術(shù)較為簡單的USB設(shè)備方式，并不是完全意義上的實時測控系統(tǒng)，這也是現(xiàn)有測控儀器的最大不足之處。
實用新型內(nèi)容本實用新型是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種可同時完成各種不同參數(shù)的數(shù)據(jù)采集，實時測控，方便靈活的采用嵌入式系統(tǒng)的無線多通道環(huán)境參數(shù)實時測控儀。
本實用新型通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)一種采用嵌入式系統(tǒng)的無線多通道環(huán)境參數(shù)實時測控儀，其特征在于，包括多個傳感器和嵌入式控制器，每個傳感器依次與A/D轉(zhuǎn)換器、編碼器連接，編碼器與所述嵌入式控制器連接，同時所述嵌入式控制器與該編碼器對應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換器連接；或者編碼器通過無線通訊裝置與嵌入式控制器連接；所述嵌入式控制器分別與打印機接口、以太網(wǎng)接口、外部數(shù)據(jù)存儲器、外部程序存儲器、控制與顯示模塊連接；所述嵌入式控制器通過串行接口與USB控制器連接，所述USB控制器分別與程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、USB接口連接。
所述控制與顯示模塊由鍵盤和顯示部分組成，所述顯示部分為依次連接的LCD接口和LCD顯示器，所述鍵盤和LCD接口分別與嵌入式控制器連接。
所述控制與顯示模塊由依次連接的LCD接口、觸摸屏和觸摸屏控制器組成，所述LCD接口和觸摸屏控制器分別與嵌入式控制器連接。
所述嵌入式控制器與輸出控制接口連接。
所述無線通訊裝置由與各自編碼器連接的無線發(fā)射器和接收部分組成，所述接收部分由依次連接的無線接收器、A/D轉(zhuǎn)換器、解碼器連接，所述解碼器與嵌入式控制器連接。
LCD接口、以太網(wǎng)接口和嵌入式控制器集成于一體。
本實用新型具有下述技術(shù)效果1.本實用新型的測控儀有多路的采集通道，各種不同的參數(shù)可同時完成數(shù)據(jù)的采集，這種多通道的采集模塊完全可滿足目前及將來相當(dāng)長一點時間內(nèi)各種用戶的需求。
2.本實用新型的測控儀除了有USB接口數(shù)據(jù)存儲，而且采用以太網(wǎng)口把采集的數(shù)據(jù)實時地傳輸給主機，有利于對環(huán)境參數(shù)的實時監(jiān)測。
3.本實用新型的測控儀采用嵌入式控制器，用嵌入式的操作系統(tǒng)控制各個模塊的工作，同時多任務(wù)工作，多個線程可以在操作系統(tǒng)的維護和管理下，按照既定的協(xié)議有條不紊的進行，而不相互干擾，大大利用了硬件資源，提高了利用率。而且，能夠?qū)崟r測控，測量數(shù)據(jù)的精度更高。
4.本實用新型的測控儀可以根據(jù)環(huán)境情況既可以采用無線通訊方式，也可以采用有線通訊方式，方便靈活。
5.本實用新型的測控儀可使用觸摸屏，極大地改善了人機界面接口，豐富了用戶視覺感受，也使用戶使用更加方便和直觀。


圖1為本實用新型采用嵌入式系統(tǒng)的無線多通道環(huán)境參數(shù)實時測控儀內(nèi)部電路圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型詳細說明。
圖1為本實用新型采用嵌入式系統(tǒng)的無線多通道環(huán)境參數(shù)實時測控儀內(nèi)部電路圖，包括多個傳感器和嵌入式控制器，其中傳感器的數(shù)量根據(jù)用戶需要確定。傳感器的類型可以是溫度傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器、CO2傳感器、含S量傳感器等多種類型，根據(jù)需要測控的環(huán)境參數(shù)確定。每個傳感器依次與A/D轉(zhuǎn)換器、編碼器連接，每個編碼器與嵌入式控制器之間的通訊可以采用有線形式也可以采用無線形式。當(dāng)某個傳感器的周圍環(huán)境的情況適宜用線連接時，可以直接將該編碼器與嵌入式控制器連接，并將嵌入式控制器與該編碼器對應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換器連接。當(dāng)某個傳感器周圍環(huán)境的情況不適宜用線連接時，可以將該編碼器通過無線通訊裝置與嵌入式控制器連接。本實施例中無線通訊裝置由與各自編碼器連接的無線發(fā)射器和接收部分組成，所述接收部分由依次連接的無線接收器、A/D轉(zhuǎn)換器、解碼器連接，解碼器與嵌入式控制器連接。當(dāng)有一個傳感器需要采用無線通訊方式時，將該編碼器與無線發(fā)射器連接，當(dāng)有多個傳感器采用無線通訊方式時，多個傳感器對應(yīng)的各自的編碼器與各自的無線發(fā)射器連接，多個無線發(fā)射器與一個無線接收器之間進行通訊。
所述嵌入式控制器分別與打印機接口、以太網(wǎng)接口、外部數(shù)據(jù)存儲器、外部程序存儲器、控制與顯示模塊連接，打印機接口與打印機連接，以便記錄監(jiān)測數(shù)據(jù)。以太網(wǎng)接口用于嵌入式控制器通過以太網(wǎng)與PC機或服務(wù)器之間進行通訊，傳輸數(shù)據(jù)。外部數(shù)據(jù)存儲器用于存儲外部的數(shù)據(jù)，外部程序存儲器存儲測控程序。輸入與顯示模塊用于輸入各種控制命令和顯示結(jié)果。
所述嵌入式控制器還通過串行接口與USB控制器連接，USB控制器分別與程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、USB接口連接，程序存儲器中存儲控制USB的讀寫等操作程序，數(shù)據(jù)存儲器存儲USB需要讀寫的數(shù)據(jù)。
控制與顯示模塊可以由常用的鍵盤和顯示部分組成。顯示部分為依次連接的LCD接口和LCD顯示器，鍵盤和LCD接口分別與嵌入式控制器連接。
當(dāng)產(chǎn)品需要滿足高端用戶時控制與顯示模塊采用將輸入和顯示功能集于一體的觸摸屏，包括依次連接的LCD接口、觸摸屏和觸摸屏控制器，LCD接口和觸摸屏控制器分別與嵌入式控制器連接。
為了能實現(xiàn)控制功能，嵌入式控制器與輸出控制接口連接，控制外部的各種器件，比如空調(diào)等，溫度高的時候，降低溫度。輸出控制接口可以采用通用的I/O接口。
本實施例中USB控制器采用單片機AT89C55。觸摸屏控制器采用ADS7846。
各個傳感器檢測的模擬數(shù)據(jù)通過各自的A/D轉(zhuǎn)換器進行AD轉(zhuǎn)換后送到各自的編碼器進行編碼，有線方式下編碼后直接送到嵌入式控制器，嵌入式控制器與各自的A/D轉(zhuǎn)換器連接，用于改變采樣速率。無線方式下送到各自的無線發(fā)射器，通過無線方式發(fā)射出去，無線接收器把模擬信號解調(diào)下來，經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換和解碼，把幀數(shù)據(jù)按照既定的協(xié)議，得到各傳感器的數(shù)據(jù)，送到嵌入式控制器。
嵌入式控制器完成傳感器控制、中英文菜單顯示、觸摸屏操作，圖形顯示、實時曲線顯示、華氏/攝氏數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和以太網(wǎng)回傳數(shù)據(jù)等并行的多線程任務(wù)。為了提高可靠性，可以采用集成度比較高的芯片，例如嵌入式控制器可以采用將LCD接口、以太網(wǎng)接口和嵌入式控制器集成于一體的ARM芯片S3C4510B。該芯片支持多種嵌入式操作系統(tǒng)。S3C4510B內(nèi)嵌一個以太網(wǎng)控制器，可在半雙工或全雙工模式下提供10M/100Mbps的以太網(wǎng)接入。在半雙工模式下，控制器支持CSMA/CD協(xié)議，在全雙工模式下支持IEEE802.3MAC控制層協(xié)議。
當(dāng)外部有人按了觸摸屏，就會在PENIRQ產(chǎn)生低電平，給嵌入式控制器S3C4510B一個外部中斷，嵌入式控制器S3C4510B配置觸摸屏控制器ADS7846，讓他掃描觸摸的坐標(biāo)，ADS7846先掃描X再掃描Y，然后BUSY取消，把得到的坐標(biāo)數(shù)據(jù)傳輸給嵌入式控制器S3C4510B。嵌入式控制器根據(jù)得到的坐標(biāo)作相應(yīng)得處理，然后把需要顯示的畫面通過液晶屏顯示出來。盡管參照實施例對所公開的涉及一種采用嵌入式系統(tǒng)的無線多通道環(huán)境參數(shù)實時測控儀進行了特別描述，以上描述的實施例是說明性的而不是限制性的，在不脫離本實用新型的精神和范圍的情況下，所有的變化和修改都在本實用新型的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種采用嵌入式系統(tǒng)的無線多通道環(huán)境參數(shù)實時測控儀，其特征在于，包括多個傳感器和嵌入式控制器，每個傳感器依次與A/D轉(zhuǎn)換器、編碼器連接，編碼器與所述嵌入式控制器連接，同時所述嵌入式控制器與該編碼器對應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換器連接；或者每個編碼器通過無線通訊裝置與嵌入式控制器連接；所述嵌入式控制器分別與打印機接口、以太網(wǎng)接口、外部數(shù)據(jù)存儲器、外部程序存儲器、控制與顯示模塊連接；所述嵌入式控制器通過串行接口與USB控制器連接，所述USB控制器分別與程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、USB接口連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用嵌入式系統(tǒng)的無線多通道環(huán)境參數(shù)實時測控儀，其特征在于，所述控制與顯示模塊由鍵盤和顯示部分組成，所述顯示部分為依次連接的LCD接口和LCD顯示器，所述鍵盤和LCD接口分別與嵌入式控制器連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用嵌入式系統(tǒng)的無線多通道環(huán)境參數(shù)實時測控儀，其特征在于，所述控制與顯示模塊由依次連接的LCD接口、觸摸屏和觸摸屏控制器組成，所述LCD接口和觸摸屏控制器分別與嵌入式控制器連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用嵌入式系統(tǒng)的無線多通道環(huán)境參數(shù)實時測控儀，其特征在于，所述嵌入式控制器與輸出控制接口連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用嵌入式系統(tǒng)的無線多通道環(huán)境參數(shù)實時測控儀，其特征在于，所述無線通訊裝置由與各自編碼器連接的無線發(fā)射器和接收部分組成，所述接收部分由依次連接的無線接收器、A/D轉(zhuǎn)換器、解碼器連接，所述解碼器與嵌入式控制器連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用嵌入式系統(tǒng)的無線多通道環(huán)境參數(shù)實時測控儀，其特征在于，LCD接口、以太網(wǎng)接口和嵌入式控制器集成于一體。
專利摘要本實用新型公開了一種采用嵌入式系統(tǒng)的無線多通道環(huán)境參數(shù)實時測控儀，提供一種可同時完成各種不同參數(shù)的數(shù)據(jù)采集，實時測控的測控儀。包括多個傳感器和嵌入式控制器，每個傳感器依次與A/D轉(zhuǎn)換器、編碼器連接，編碼器與嵌入式控制器連接，同時嵌入式控制器與該編碼器對應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換器連接；或者每個編碼器通過無線通訊裝置與嵌入式控制器連接；嵌入式控制器分別與打印機接口、以太網(wǎng)接口、外部數(shù)據(jù)存儲器、外部程序存儲器、控制與顯示模塊連接；嵌入式控制器通過串行接口與USB控制器連接，USB控制器分別與程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、USB接口連接。該測控儀能對環(huán)境參數(shù)實時監(jiān)測，測量精度高?？梢圆捎脽o線或有線通訊方式，方便靈活。
文檔編號G08C17/02GK2927210SQ20062002652
公開日2007年7月25日 申請日期2006年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月27日
發(fā)明者尹新鳴, 楊紅, 張永冬, 呂鋼 申請人:尹新鳴