数据采集及无线收发系统设计

谷宗冉 ，孟立凡 ，杨艳军

（1 中北大学电子测试技术国家重点实验室 信息与通信工程学院 山西 太原 030051；2 北京理工大学 机电学院 北京 100081）

0 引言

在一般的测试实验中，我们通常是在实验地点将实验做完，将数据保存到存储介质中，然后，将数据拿回到实验室，分析数据可靠性、 准确性。再根据实验数据来分析实验是否成功。如果我们将这种方式应用到实际工程测试中，会出现一些问题。例如，工程进行过程中，如果中间环节出现问题，不能及时对数据进行分析，无法得出问题出在哪里，这样就可能给工程的进展带来延误。本文就此问题，提出一种简单的实时数据采集及发送系统，可以使远在千里之外的分析人员，及时对测试结果进行分析，发现问题，解决问题，保证工程的顺利进行。

1 硬件电路的设计

1.1 采集电路原理图

数据采集电路原理图如图1所示。

图1 采集电路原理图

1.2 无线收发部分的设计

无线收发部分是基于现有的移动通信网络，即GPRS(General Packet Radio Service，通用无线分组业务)网络，完成数据的无线收发。数据发送模块采用市场上常见的数据发送单元DTU（Data Transmit Unit），将测试数据发送到网络上指定的数据服务终端。研究人员就可以根据测试数据进行分析，并且将结果快速反馈到工程现场，保证工程的顺利进行。

1.2.1 DTU模块

DTU模块内部由4部分构成：互联网控制器，GPRS/CDMA模块、电源部分、外部接口部分。其中互联网控制器是DTU的核心，实现了DTU的所有控制功能，它内嵌了完整的TCP/IP协议，使得DTU具备了IP通信能力。GPRS/CDMA模块负责无线数据通信。电源部分为互联网控制器和GPRS/CDMA模块提供合适的电源。外部接口部分为一个RS232串口、SMA天线接口、SIM/UIM卡座接口，其内部结构如图2所示。

图2 DTU模块内部结构

1.2.2 ADuC841与DTU的连接示意图

ADuC841与DTU之间的连接很简单，只需要一个串口就可以完成全部控制。连接图如图3所示。

图3 单片机与DTU连接方式

2 系统软件设计

2.1 系统工作流程

数据采集发送部分的主要工作流程为：系统初始化完成之后，单片机和DTU完成相应的通信协议。准备采集数据。采集完成之后，单片机将数据写入到DTU缓存中，工作在命令模式的DTU将数据发送后返回确认信息，继续传送下组数据。其主程序流程图如图4所示。

2.2 远程监测软件设计

数据接收端是一台专门的数据服务器，将每次接收到的数据存储到数据库中。通过相应的上位机软件可以查看测试结果。

图4 主程序流程图

3 实验结果分析

在实验室中对系统进行测试。我们对普通的信号进行测试（结果如图5所示）。使DTU分别工作在透传模式和命令模式下，对该数据采集及无线收发系统性能进行测试。对比远程监测系统和仪器配套软件所显示的波形可以得出，该系统可以将数据完整、准确地发送到网络上指定的服务器。

4 结束语

数据采集及无线收发在我们工程实际中应用十分广泛。本设计使用美国模拟器件公司推出的ADuC841单片机和北京嘉复欣公司推出的DTU，利用现有移动通信网络，实现了数据的采集以及实时发送，整个设计简单，数据传输稳定，给工程实际应用带来了极大的方便。

[1]GF-2008AW外置式GPRS IP 调制解调器用户手册

[2]美国ADI公司.微处理器ADuC841数据手册（2003）.http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/ADUC841_842_843.pdf.

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