《基于RS232接口的数据采集分析系统研究 于硕讲解》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于RS232接口的数据采集分析系统研究 于硕讲解（69页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、3班级050811学号08081068题目：基于RS232接口的数据采集分析系统研究学院：技术物理学院专业：电子科学与技术学生姓名：于硕摘要RS232接口作为计算机通讯的一个标准接口在设备的通信传输，控制和状态监测等领域具有广泛的应用。本文首先介绍了在windows下对串口的控制，并使用API设计软件控制串口实现收发数据、指令。最后，根据需求，利用Visual Studio 2010设计上位机软件对基于RS232接口的激光功率计实现控制，数据采集以及实时分析。关键字：串口 RS232 上位机ABSTRACTRS232 interface as standard computer communi
2、cation interface is widely used in the devices data transmission, control and status monitoring.This paper first introduced how to control of the serial port under Windows, then use API to design software to control serial port sending, receiving data and instructions. Finally, according to the dema
3、nd, we designed PC software by Visual Studio 2010 to control a laser power meter based on RS232 interface, realized data acquisition and real-time analysis.Keywords: SerialPort RS232 PC Software目录目录绪论10.1关于数据采集10.2数据采集分析系统概述2第一章 RS232接口51.1 关于串行传输51.2 RS232接口简介61.3 串口通信原理71.4 RS-232串口通信基本方法8第二章 Wind
4、ows下串口通信的实现112.1 概述112.2 MSComm控件介绍112.3 Windows API 串口编程13第三章 3-激光功率计的操作方法153.1 指令、数据的基本格式要求153.2 功率计的基本命令及使用153.3 功率计常用命令一览16第四章 数据采集上位机软件的设计194.1 程序通信核心：TSigma类194.2 程序主要功能的设计24第五章 程序功能的测试31第六章 结束语35参考文献37附录 程序部分代码39TSigma 类39程序的视类（View类）48程序的文档类（Document类）60附录 程序部分代码63绪论0.1 关于数据采集自从人类开始对自然界开始认识以
5、来，就有了测量、记录。从古时的结绳计数，到近代的各种指针式仪器，再到现在的各种数字式仪表、仪器，以及虚拟仪器，每一次测量技术的革新，都直接推动了科技的进步。科技的发展不仅仅受制于理论的发展，也受制于测量、记录、工程加工的方式。例如伽利略式望远镜的发明直接催动了一系列天文界的重大发现，扭秤的使用为万有引力系数的测量奠定了基础。直到现在，我们也不能说我们的测量技术达到了成熟，仍然有各种各样的物理量要通过很复杂的方式才能测量。这些不可避免的催生了数据采集技术。数据采集(DAQ)，是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采非电量或者电量信号,送到上位机中进行分析,处理。数据采集系统是结合基
6、于计算机或者其他专用测试平台的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。数据采集的目的是为了测量电压、电流、温度、压力或声音等物理现象。基于PC的数据采集，通过模块化硬件、应用软件和计算机的结合，进行测量。尽管数据采集系统根据不同的应用需求有不同的定义，但各个系统采集、分析和显示信息的目的却都相同。数据采集系统整合了信号、传感器、激励器、信号调理、数据采集设备和应用软件。在计算机广泛应用的今天，数据采集的重要性是十分显著的。它是计算机与外部物理世界连接的桥梁。各数据采集种类型信号采集的难易程度差别很大。实际采集时，噪声也可能带来一些麻烦。数据采集时，有一些基本原理要注意，还有更多的实际
7、的问题要解决。0.2数据采集分析系统概述在科研工作和学习中，我们经常用到一些仪器仪表。随着科技的发展，以前的指针式仪器仪表逐渐被现代化的电子仪器代替，并且很多都带有功能齐全的数据采集、显示功能。在新的工具给我们带来便利的同时，我们也会产生这样的疑问，以前我们采集了数据记录在纸上，现在是否可以直接将仪器与电脑连接，将数据直接传输到我们的电脑中？答案是肯定的，我们通过智能仪器提供的数据接口与PC机连接，不但实现的数据采集，并且还可以对数据进行实时分析、并永久的保存下来。这样一个系统就是我们所需要的数据采集分析系统。一般说来，数据采集系统由传感器、信号调理电路、数据采集电路三部分组成，如图0-1所示
8、。 图 0-1 数据采集系统的基本组成数据采集分析系统的任务就是采集传感器输出的模拟信号并转换成计算机能识别的数据信号，然后送入计算机进行相应的计算和处理，得出所需的数据。并计算得到的数据经行显示或打印，以便实现对某些物理量的实时控制。在生产生活的各个领域，数据采集分析系统几乎无处不在，凡是有自动检测及控制的地方都会有数据集采机系统的身影出现；从简单到复杂，从空中，地面到地下，凡是能想象到的地方都有使用数据采集分析系统的需求。因此，对本课题的研究有极其广阔的发展前景和巨大的经济价值。数据采集分析系统的发展起始于20世纪50年代，1956年美国首先研究了用在军事上的数字采集系统。20世纪70年代
9、中后期，随着微型机的发展，诞生了采集器，仪表同计算机溶为一体的数据采集分析系统。由于这种数据采集分析系统的性能优良，超过了传统的自动检测仪表和专用数据采集分析系统，因此获得了惊人的发展。到了80年代随着计算机的普及应用，数据采集分析系统的到了极大的发展，开始出现了通用的数据采集与自动测试系统。该阶段的数据采集分析系统主要有两类，一类以仪器仪表和采集器，通用接口总线和计算机等构成。第二类以数据采集卡，标准总线和计算机构成。及至90年代至今，在国际上技术先进的国家，数据采集技术已经在军事，航空电子设备及宇航技术，工业等领域被广泛应用。随着计算机技术的飞速发展和普及，数据采集分析系统在多个领域有着广
10、泛的应用。数据采集是工、农业控制系统中至关重要的一环，在医药、化工、食品、等领域的生产过程中，往往需要随时检测各生产环节的温度、湿度、流量及压力等参数。同时，还要对某一检测点任意参数能够进行随机查寻，将其在某一时间段内检测得到的数据经过转换提取出来，以便进行比较，做出决策，调整控制方案，提高产品的合格率，产生良好的经济效益。随着工、农业的发展，多路数据采集势必将得到越来越多的应用，为适应这一趋势，作这方面的研究就显得十分重要。在科学研究中，运用数据采集分析系统可获得大量的动态信息，也是获取科学数据和生成知识的重要手段之一。总之，不论在哪个应用领域中，数据采集与处理将直接影响工作效率和所取得的经
11、济效益。此外，计算机的发展对通信起了巨大的推动作用.计算机和通信紧密结合构成了灵活多样的通信控制系统，也可以构成强有力的信息处理系统,这样对社会的发展产生了深远的影响。数据通信是计算机广泛应用的必然产物。数据采集分析系统，从严格的意义上来说，应该是用计算机控制的多路数据自动检测或巡回检测，并且能够对数据实行存储、处理、分析计算以及从检测的数据中提取可用的信息，供显示、记录、打印或描绘的系统。数据采集分析系统一般由数据输入通道，数据存储与管理，数据处理，数据输出及显示这五个部分组成。输入通道要实现对被测对象的检测，采样和信号转换等工作。数据存储与管理要用存储器把采集到的数据存储起来，建立相应的数
12、据库，并进行管理和调用。数据处理就是从采集到的原始数据中，删除有关干扰噪声，无关信息和必要的信息，提取出反映被测对象特征的重要信息。另外，就是对数据进行统计分析，以便于检索；或者把数据恢复成原来物理量的形式，以可输出的形态在输出设备上输出，例如打印，显示，绘图等。数据输出及显示就是把数据以适当的形式进行输出和显示。由于RS-232在微机通信接口中广泛采用，技术已相当成熟。在近端与远端通信过程中，采用串行RS-232标准，实现PC机与单片机间的数据传输。第一章 RS232接口1.1 关于串行传输计算机与外界进行通信的方式有串行通信和并行通信两种，并行通信是一条信息的各个数据位同时被传输的通信方式
13、，相对应的，串行通信就是一条信息的各个数据位按顺序进行传输。通常认为，并行通信的传输速率要优于并行通信，但实际上，这一优势只能在传输距离近、传输频率相同的时候体现出来，随着传输频率的提高，并行传输中信号线之间的干扰愈发明显，而串行传输的信号线只有一根，不存在干扰的问题。现在，在我们的计算机中，即使硬盘与主板、CPU之间的数据传输都是使用SATA进行传输的（SATASerial Advanced Technology Attachment，串行高级技术附件）。我们最常用的U盘，计算机各种外设使用的我们再也熟悉不过的USB接口也是串行接口。但是仅仅是一个串行接口，也有着各种各样不同的标准，比如：R
14、S-232C、RS-422/RS485（这是我们一提到串口就会立刻想到的），上文中提到的SATA、USB，还有IEEE1394等等。串行通信接口的基本任务是：1、 实现数据的格式化2、 进行串并转换3、 控制数据传输速率4、 进行错误检测5、 进行TTL与EIA电平转换6、 提供接口标准所要求的信号线1.2 RS232接口简介图 1.1 DB9串口外观RS-232串行接口属于个人计算机(PC)及电信应用领域中最为成功的串行数据标准；而RS-422和RS-485串行接口则是工业应用领域中最为成功的串行数据标准，上述这些数据标准并不直接相互兼容，但在电信、自动控制及仪器仪表应用中，往往需要在其之间
15、进行数据通信。RS-232也称标准串口，是目前最常用的一种串行通讯接口。它是在1970年由美国电子工业协会（EIA）联合贝尔系统、 调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。它的全名是“数据终端设备（DTE）和数据通讯设备（DCE）之间串行二进制数据交换接口技术标准”。传统的RS-232-C接口标准有22根线，采用标准25芯D型插头座。自IBM PC/AT开始使用简化了的9芯D型插座。至今25芯插头座现代应用中已经很少采用。电脑一般有两个串行口：COM1和COM2，你到计算机后面能看到9针D形接口就是了。 RS-422由RS-232发展而来，它是为弥补RS-232之不足而提出的。为改进RS-232通信距离短、速率低的缺点，RS-422定义了一种平衡通信接口，将传输速率提高到10Mb/s，传输距离延长到4000英尺（速率低于100kb/s时），并允许在一条平衡总线上连接最多10个接收器。RS-422是一种单机发送、多机接收的单向、平衡传输规范，被命名为TIA/EIA-422-A标准。为扩展应用范围，EIA又于1983年在RS-422基础上制定了RS-485标准，增加了多点、双向通信能力，即允许多个发送器连接到同一条总线上，同时增加了发送器的驱动能力和冲突保护特性，扩展了总线共模范围，后命名为TIA/E
