分布式无线数据采集系统的实现方法.pdf

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1、分布式无线数据采集系统的实现方法李振华。等分布式无线数据采集系统的实现方法ImplementationofDistributedWirelessDataAcquisitionSystem李撂华互志新旅华绳(上海交通大学电子信息与电气工程学院，上海20e240)摘要：针对工控领域中数据采集具有分散性的特点，采用无线通信技术进行分布式数据采集。该系统采用星型拓扑结构的无线网络，在软件设计中移植了p．C／OS-II操作系统；主节点采用ARM微控制器构建，从节点采用C805lF330完成数据采集；同时，主节点通过nRFX)05

2、无线模块与从节点进行数据交换。在测试中，系统工作稳定，数据传输安全可靠。结果表明，该系统满足分布式数据采集等工控领域的需要。关键词：分布式数据采集无线网络结构星型拓扑p,C／OS．IInRF905无线模块中图分类号：TP274文献标志码：AAbstract：Aimingatthedecentralizedfeatureofdataacquisitioninindustrialcontrolare8，byadoptingthetechnologyofwirelesscommunica·don，thedistributed

3、dataacquisitionsystemhasbeendesigned．Inthissystem-thewirelessnetworkwithstarwpoloocstructureisused。andinsoftwaredesign。thep．C／OS·IIoperatingsystemistransplanted；themasternodeisbuiltbyusingARMmicro—controller，whiletheslavenodesarecomposedofC8051F330fordataacquisi

4、tion．ThedataexchangebetweenmasternodeandslavenodesisvianRF905wirelessmodule．Intests-thesystemisrunningstablylthedatatransmissionissafetyandreliable．Theresultsshowthatthissystemmeetstherequirementsofdis—tributeddataacquisitioninindustrialcontrolarea．Keywords：Dist

5、ributeddataacquisitionWirelessnetworkstructureStartopologyp,C／OS·ⅡnRF905wirelessmodule0引言以无线技术作为节点设备间的通信媒介，其优点非常明显，比如可以灵活移动、可以不受工作环境限制，非常适合分布式数据采集的情况。本文提出一种基于ARM和nR啪5的分布式无线数据采集系统的实现方案，可以实现短距离内计算机与数据采集单元之间的数据传输。采集系统建立在已有的测量条件下，待采集的物理量已转化为0—10V的模拟电压信号。系统由PC机、数据接收中

6、心和数据采集单元3部分组成。数据采集单元分布于工作现场，以单片机为核心，具有多通道数据采集能力。数据接收中心由ARM微控制器LPC2104组成，通过RS-232串口与PC机连接，负责发起数据采集链接和传输数据。本文将从3个方面对系统进行阐述，即无线网络结构、硬件设计和软件设计。中国博士后基金项目(编号：20080440088)：上海市博士后基金项目(编号：08R214134)；上海市科技发展基金项目(编号：09195802900)；上海市教育发展基金项目(编号：09LM37、09LM30)。修改稿收到日期：200

7、9一

8、10—21。第一作者李振华。男，1983年生，现为上海交通大学电气工程系在读硕士研究生；主要从事风力发电等方面的研究。《自动化仪表》第3l卷第5期2010年5月l无线网络的结构按照所起作用，无线通信节点分为数据采集单元通信节点和数据接收中心通信节点2类。在硬件实现上，数据采集单元和数据接收中心的通信均采用nRF905无线模块。无线网络的结构如图1所示。nRF905o单片机1卜信号调理nRF905o单片机‘卜信号调理从节点l从节点N图1无线数据采集系统网络结构示意图Fig．1Schematicofthenetworkst

9、ructureofwirelessdataacquisitionsystem要设计一个无线通信网络，需要考虑网络的拓扑结构以及系统的稳健性等。无线局域网的结构大体上分为无中心拓扑和有中心拓扑2类。与分布式数据采73分布式无线数据采集系统的实现方法李振华。等集相对应，无线网络采用有中心的星型拓扑，星型拓扑的优点是结构简单、建网容易、