基于android的数据采集处理实验系统设计

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1、基于Android的数据采集处理实验系统设计摘要：传统的教学实验系统是采用有线串口与PC之间通信，无法移动设备，针对这种缺点，设计开发了基于Android平台的便携式的数据采集处理实验系统。通过分析系统在实验中的需求，提出设计思想以及实现方法。介绍Android平台的采集数据、记录数据、绘制曲线和现实拟合曲线。通过曲线拟合对变量间的关系进行分析，验证和发现规律。测试实验结果表明该实验系统符合实验所需功能。关键词：Android;蓝牙;数据采集;曲线拟合;数据处理中图分类号：TP27文献标识码：A文章编号：1005-3824（2014）05-0070-040引言Android是一个开放性的开发平

2、台，是基于Linux的自由及开放源代码的操作系统^[1]。由于Android开源及价格相对较低的原因，使用Android移动终端可以大大的降低成本，最近几年里Android操作系统发展迅猛。11目前的教学中做实验用的实验数据采集系统大多采用PC与串口连接技术，实验人员移动范围窄，实施不方便。基于以上传统实验的缺点，本设计采用上下位机分离，系统采用蓝牙通信协议来代替传统的有线串口，以广泛应用的Android移动终端作为上位机^[2]，设计出数据采集处理教学实验系统。1系统的组成与硬件设计1.1系统组成系统的上

3、位机采用Android平台的移动终端，下位机是以ARM为核心芯片控制数据采集和发送的数据采集终端^[3]。Android平台通过蓝牙选择连接一个或者多个数据采集终端实现数据的传输，其系统的组成如图1所示。图1系统组成图1.2硬件设计数据采集端是通过采集传感器技术采集环境数据，是实现系统功能的重要环节^[4]。采集的模拟信号，通过ARMCortex-M3处理器转换数字信号并对整个电路控制，该处理器采用STM32F103VET6芯片。主芯片控制传感器模块采集数据，并和蓝牙模块通信，通过蓝牙模块发出采集数据。ST

4、M32与传感器模块和蓝牙模块串口连接电路图如图2所示。图2STM32与蓝牙和传感器模块连接电路11采集数据端的蓝牙模块采用蓝牙3.0。蓝牙技术采用低功耗的无线带拟通信技术来实现数据传输的。蓝牙技术具有应用范围广、体积小、成本低、接口通用等特点。Android有标准的蓝牙接口，Android蓝牙和下位机采集器通过SPP协议通信^[5]。数据采集端有多种实验所需要的传感器，如拉力传感器、电压传感器、电流传感器等多种传感器。如图3所示是系统连接图。图3系统连接图2软件设计与实现根据用户的需求，软件的运行平台采用Android平台，实现与数据采集端的无线通信

5、。软件包括后台获取数据模块、数据曲线拟合模块和数据记录模块等4个模块。其软件功能模块如图4所示。图4软件功能图1）连接：主要是完成蓝牙操作部分，包括打开蓝牙，搜索蓝牙设备，连接蓝牙。2）后台获取数据：后台获取数据主要是完成Android平台获取数据采集端发送来的数据。3）数据显示：数据显示主要是实时的显示数据和绘制曲线，观察变化。4）数据表格记录：主要是记录当前获取的数据并显示在Listview上，通过公式或其他处理获取相应的数据。5）11数据拟合：主要是对绘制的曲线通过曲线拟合发现和验证规律。2.1蓝牙连接该模块实现了Android设备与数据采集端的蓝牙连接功能，连接蓝牙设备需要在Andro

6、idManifest.xml上声明蓝牙权限和蓝牙管理操作权限^[6]。获取蓝牙设备首先要通过BluetoothAdapter的getDefaultAdapter（）方法获取蓝牙适配器。通过Android的API中的startDiscovery（）方法来查找蓝牙设备，注册BroadcastReceiver来接受蓝牙设备。获得蓝牙设备方法如下：BluetoothDevicedevice=intent.getParcelableExtra（BluetoothDevice.EXTRA_DEVICE）。通过获取的设备来获取设备名称和MAC地址并显示在Listv

7、iew上。选择蓝牙设备，为数据采集终端和Android终端配对。蓝牙串口通信采用串口服务，需要为数据采集终端和移动终端配置相同的UUID，从而得到BluetoothSocket对象，并把连接成功的BluetoothSocket对象添加到List<BluetoothSocket>内存变量中去。其蓝牙连接关键代码如下：try{btSocket.connect（）;}catch（IOExce