由於(yu) 人們(men) 對數字形式信息的需求量越來越大，數據采集及其應用技術受到了越來越廣泛的關(guan) 注和應用。隨著技術的發展，數據采集係統正向著高精度、高速度、穩定可靠和集成化的方向發展。目前，大多數的數據采集監控係統都是獨立的係統，隻能進行數據的現場采集或存儲(chu) ，已不能滿足應用的需要，迫切要求接入網絡實現遠程監控。現代數據采集技術的發展是建立在新型采集係統軟硬件平台性能提高的基礎之上的。具有強大功能的32位微控製器在一些高端儀(yi) 器儀(yi) 表中得到了廣泛的應用，而將GPRS無線傳(chuan) 輸模塊嵌入其中，將采集到的數據以無線的方式接入Internet，實現遠程監控，非常適合工作人員在比較惡劣的環境下或者需要對多種參量進行采集時使用。而高性能微處理器的應用也極大提高了數據采集的精度和速度。

　　1　係統整體(ti) 方案

 　　整個(ge) 遠程多路數據采集係統如圖1所示。當無線終端成功連接到互聯網後，采集終端將傳(chuan) 感器采集到的數據經放大濾波後發送到ARM微控製器，經過A/D轉換以及相關(guan) 處理後，通過RS232口將數據發送到GPRS無線終端，GPRS無線終端又將這些數據打成一個(ge) 個(ge) 的IP包，經GPRS空中接口接入無線網絡，並由移動通信服務商轉接到Internet，最終通過各種網關(guan) 和路由到達統一的遠程數據處理中心，數據中心接收數據並對數據做後續處理。

　　遠程數據中心也可以發送數據信息（各種命令及診斷信息）到無線數據采集模塊，通過GPRS終端上的RS232接口輸出到ARM微控製器上，采集終端在接收到遠程數據中心的信息後，進行解碼並執行相應的操作，以實現對采集現場的控製。

　　GPRS無線終端嵌入了TCP/IP協議和UDP協議（用戶可選），本係統采用TCP/IP協議，實際上GPRSDTU上實現的協議棧是TCP/IPOverPPP。

　　圖1　GRPS無線數據采集終端#p#分頁標題#e#

　　2　硬件組成

 　　2.1　傳(chuan) 感器及放大器

　　理論上，該係統可以同時進行16路數據的采集，但在實際的調試中，隻選用了2路來做模擬。

　　一路選用溫度傳(chuan) 感器，表麵/液體(ti) 熱電偶NR281530，獲取實時現場的溫度，另一路采用壓力傳(chuan) 感器，PPM241BY油井專(zhuan) 用型壓力傳(chuan) 感器，此係統在油田油井中具有較好應用。

　　在前端信號處理單元，由於(yu) 各種傳(chuan) 感器的輸出參數不同，輸出信號不僅(jin) 電平低、內(nei) 阻高，而且有共模電壓以及現場惡劣環境的影響，因此，在選用放大芯片時要綜合考慮以上因素。選取常用的MCP6S2X可編程增益放大器對原始信號進行放大，OP07CP做後續濾波芯片。

　　2.2　微處理器

　　微處理器是係統工作的核心，其性能的好壞直接決(jue) 定了數據采集係統性能的優(you) 劣。基於(yu) 本采集係統對數據實時性和精度的要求，以及易操作性方麵的考慮，選擇32位的ARM7係列處理器，它具有以下特點：

　　·體(ti) 積小、低功耗、低成本、高性能；

　　·支持Thumb（16位）/ARM（32位）雙指令，能很好兼容8位/16位器件；

　　·大量使用寄存器，指令執行速度快；

　　·指令長度固定；#p#分頁標題#e#

　　·尋址方式靈活簡單，執行效率高

　　本係統采用PHILIPS公司的單片32位微控製器LPC2134，它是基於(yu) 一個(ge) 支持實時仿真和跟蹤的16/32位ARM7TDMI2STMCPU，含有128KB的FLASH，該存儲(chu) 器用作代碼和數據的存儲(chu) 。

　　LPC2134擁有兩(liang) 個(ge) 異步串行口UART0和UART1，本係統中將UART0與(yu) GPRS終端相連，實現數據傳(chuan) 輸。它采用16字節收發FIFO，內(nei) 置波特率發生器，包含使能實現軟件控製的機製。

　　硬件SPI接口是一個(ge) 同步、全雙工串行接口，最大數據位速率為(wei) 時鍾速率的1/8，可配置為(wei) 主機或從(cong) 機。本係統中SPI接口作為(wei) 主機，根據不同的中斷，控製多個(ge) 從(cong) 機，包括可編程增益放大器MCP6S2X，使用SPI總線訪問SD卡，以及控製開發板上的數碼管顯示。

　　A/D轉換器是2個(ge) 8路10位逼近式模/數轉換器，測量範圍是0～313V，10位轉換時間大於(yu) 或等於(yu) 2144μS，一個(ge) 或多個(ge) Burst轉換模式。

　　2.3　GPRS終端

　　GPRS終端選用的是南京傲屹電子有限公司的AYG285C，它是采用GPRS模塊專(zhuan) 為(wei) 工業(ye) 集成設計的，在溫度範圍、震動、電磁兼容性和接口多樣性等方麵均采用特殊設計，保證了惡劣環境下的工作穩定性，基於(yu) GPRS公網的數據傳(chuan) 輸具有通信範圍廣，傳(chuan) 輸穩定可靠等特點。通過按鍵可以進行模塊參數設置或者進行網絡數據通信，串口波特率在300～115200bps可調，校驗位可選：無校驗，奇校驗，偶校驗。支持協議PPP、IP、TCP、UDP、DNS、PING的客戶端功能。另外，電源、工作狀態有LED指示，方便現場查看MODEM運行情況。