wlj论文答辩巡更棒数据采集系统设计.ppt

巡更棒数据采集系统设计 The design of data collection system of night patrol stick 毕业论文答辩 学生：王立娟 专业：电气工程及其自动化 学号：200306050128 指导教师：李琳琳 巡更棒数据采集系统设计 一、发展现状和选题意义 二、设计完成的主要工作 三、系统介绍 四、系统硬件设计 五、系统软件设计 六、系统仿真 七、系统调试 八、总结 九、致谢 1.选题意义和应用价值 电子巡更系统发展到现在经历了在线式和离线式两种类 型： 1、 在线式电子巡更系统 在线式电子巡更系统实际上就是巡更机的联网使用，由 于每一巡更点必须安装巡更机，整体费用昂贵，而且必须 供电，其联网、防护、安装维护都成问题。这主要是当时 人们对巡更系统设计思想的认识和技术都具有局限性，不 能低成本地解决巡更机低功耗、微型化、大容量存储的难 题。 2、离线式电子巡更系统 离线式电子巡更系统是一种普及型的配置，它克 服了在线式电子巡更系统的缺陷，很受市场欢迎。 其优点是：无需布线，巡更人员只要手持巡更棒到 每个巡更点采集信息，且安装简易、性能可靠、适 用于任何需要保安巡逻式值班巡视的领域。 本设计就是基于这一理念，设计一种基于信息 钮扣+手持式巡更棒电子巡更系统的核心部分巡 更棒数据采集系统。 二、设计完成的主要工作二、设计完成的主要工作 本设计主要任务是实现巡更数据的采集、显示 及传输。设计过程中涉及电工电子技术、单片机、 计算机编程以及绘图等多门学科的知识。 本设计主要完成了以下工作： 1、设计准备。 2、硬件设计：根据实际功能和需要选择芯片，绘制 系统原理图，制作硬件电路板。 3、软件设计：C51编程实现了I2C总线标准的EEPROM 和实时时钟芯片的读写、1-wire总线信息钮的应 用、串口通信、字符LCD的显示等功能。 4、对系统进行仿真，完善程序设计。 5、系统的安装、调试。 6、完成论文撰写。 三、电子巡更系统介绍 基于信息钮扣式的电子巡更系统四部分组成：巡更点(信息 钮扣)、巡更棒数据采集系统、通信接口和上位机管理软件。 巡更棒数据采集系统介绍 巡更棒数据采集系统是电子巡更系统的核心，用来记 录巡更时间和地点并对其进行显示：由主控制器CPU、串行 通信接口、实时时钟、数据存储及液晶显示等模块组成。 四、系统硬件设计 4.1 主控制器CPU 在此系统中，作为主控制器的CPU选择AT89S52,选择理由是： （1）单片机一般只在数据采集和与上位机进行通信时工作， 为了省电，系统大部分时间需处于待机和掉电工作方式且RAM 内容被保存； （2）单片机需提供一个全双工串口以便与上位机通信； （3）系统需要对巡更人员、巡更路线等信息进行随时修改， 因此单片机应具有在线编程的功能。 （4）指令系统完全兼容MCS-51系列，可直接进行C51编程。 （5）三级程序存储器加密使片内程序不易被随意修改，增强 了系统的可靠性。 4.2 串行通信接口 本设计中串口主要用于巡更人员完成巡更任务后将 采集到的信息传输给 上位机进行核实和管理。 4.3 存储器模块 在本系统统中存储储器主要用于对对巡更数据、巡更员员信息 和巡更时间时间 等的存储储。 与单片机的硬件连接图如下： 4.4时钟模块 PCF8563时钟芯片在本系统中主要提供巡更的时间 ，并记录到存储器中，最后同其他信息一起传给上位机 进行系统管理。PCF8563提供的时间格式为年,月,星期, 日,时,分,秒，共7个字节。 4.5显示模块 在本系统中液晶显示器选择LM032L,主要用于时间和 巡更数据等信息的显示。 电路连接图如下： 五、系统软件设计 软件设计流程如图： 六、系统仿真 在进行硬件调试之前进行系统仿真，一方面 能够验证编写程序的正确性，另一方面能够了解 单片机及其外围电路的工作情况。 仿真电路图： 仿真效果图： 七、系统调试 系统调试分为4步进行：电路焊接、串口调 试、液晶显示调试和系统调试 系统硬件实物图： 八、总结 本设计通过对巡更棒数据采集系统进行数据存储、实时时钟、串行通 信接口、报警提示、液晶显示等模块以及软件程序的设计，达到了巡更数 据采集、实时时间显示、结束报警提示以及信息传输等功能。 1、系统中信息钮扣（iButton）与巡更棒采用1-wire总线协议进行通 信；实时时钟芯片和存储器芯片模拟I2C总线与单片机通信；数据采集结 束后，单片机与上位机通过MAX232电平转换电路进行数据传输。 2、软件部分采用C51编程，实现了I2C总线标准的EEPROM和实时时钟芯 片的读写、1-wire总线信息钮的应用、串口通信、字符LCD的显示等功能 。 3、系统仿真的实现保证了程序编写的正确性，为硬件调试做好准备。 4、整