便攜式多點溫度同步采集系統(tǒng)設(shè)計

摘要：以嵌入式ARM處理器STM32F103VC為核心，結(jié)合無線通信和溫度檢測技術(shù)，設(shè)計了一套多點溫度同步采集系統(tǒng)。系統(tǒng)可根據(jù)設(shè)定的采集模式對多點溫度進行同步采集，并將時間信息及溫度數(shù)據(jù)存入SD卡，用戶可將SD卡內(nèi)數(shù)據(jù)本機回放，也可讀入上位機進行分析、存儲等。系統(tǒng)功耗極低，采用電池供電，采集過程無需人工干預(yù)，也可適用于野外溫度數(shù)據(jù)的采集與存儲。給出了硬件組成與軟件編制方法。實驗表明，系統(tǒng)溫度檢測精確，同步精度高，稍作修改即可實現(xiàn)對其它信號的同步采集。
關(guān)鍵詞：ARM；M32F103 VC；同步采集；SD卡；FATFS

0 引言
目前在工業(yè)控制及野外勘測等領(lǐng)域經(jīng)常需要同步測量不同地點的溫度參數(shù)，并進行長時間記錄，完成后將時間同步的溫度數(shù)據(jù)載入計算機進行分析。但實現(xiàn)精度較高的時間同步一般采用有線同步技術(shù)，這樣就非常不便于應(yīng)用。因此設(shè)計一種便攜式的、基于無線同步技術(shù)的多點溫度同步采集與存儲系統(tǒng)就顯得尤為重要。本文給出了基于STM32F103VC微控制器和無線同步技術(shù)相結(jié)合的溫度采集系統(tǒng)，能夠根據(jù)事先設(shè)定好的模式對溫度參數(shù)進行采集，并將同步時間及溫度數(shù)據(jù)存入SD卡進行長期存儲。系統(tǒng)采用電池供電，特別適合不便于取市電的應(yīng)用場合。

1 硬件組成及原理
置于不同位置的溫度采集系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)上完全相同，只是不同系統(tǒng)有唯一的ID號，ID號可人為設(shè)置。同步采集溫度時有以下幾種啟動模式：溫度低越限、溫度高越限、溫度變化率越限、定時采集。任一滿足啟動條件的系統(tǒng)都會發(fā)出無線指令，通知其它系統(tǒng)同步啟動溫度采集。系統(tǒng)由微控制器模塊、電源模塊、人機接口、無線通信模塊、SD卡組成，總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。下面就重要部分進行分別介紹。

1．1 微控制器模塊
本系統(tǒng)的主控制器采用STM32F103VC處理器，與電源電路、時鐘電路、存儲器系統(tǒng)及復(fù)位電路共同組成微控制系統(tǒng)。復(fù)位電路選用了系統(tǒng)監(jiān)視復(fù)位芯片IMP811S，可提供高效的電源監(jiān)視功能，確保系統(tǒng)工作正常。
STM32F103VC采用ARM公司的高性能“Cortex—M3”內(nèi)核。運行的頻率高達72 MHz，指令速度達1．25 DMipa／MHz。在此基礎(chǔ)上還擴展了一系列完整的通用外圍接口單元，能夠提供高性價比的嵌入式解決方案。STM32F103VC系統(tǒng)外圍接口單元主要包括支持60個中斷源的中斷控制器，2個DMA控制器，80個通用I／O口，1個SD卡接口，3個可編程波特率的UART，16路12位A／D轉(zhuǎn)換器，SD卡接口，2個多主機I2C總線控制器，3個SPI接口等。