摘 要

目前国内的高铁等高速发展，对焊接要求越来越高。针对企业焊接车间由于设备众多而带来的生产管理和生产调度困难以及产品质量难以追溯等问题,大量的科研工作者开展了焊接过程参数釆集与传输、焊接数据库开发等方面的工作,但目前国内的集群化焊接过程实时监测技术还很不成熟:系统兼容性差、通用性差、价格昂贵,严重制约了企业的发展,为此,立题进行焊接过程参数采集与数据传输系统的研究。

通过查阅各种相关文献, 结合国内外研究的技术现状, 为了降低企业成本，提高企业的自动化管理水平,研制出适合我国焊接参数实时监测系统已经成为国内焊接行业的一个新方向新目标，而此类设备一般都包含两方面的内容的开发,第一是焊接参数的实时采集系统，第二是测量到的数据进行无线数据传送。因此要对数据采集与无线传输进行研究。

本文第一部分以STC89C52单片机为核心,设计了单片机小系统、信号调理电路及隔离电路。第二部分主要是实现中央机房管理与数据采集系统的远程数据传送: 基于单片射频收发器nRF905芯片的无线传输系统，该无线传输系统可通RS232接口与主机相连,数据釆集模块通过无线传输方式进行传输,可通过RS232与PC相连，进行数据的传输，实现中央管理机房设一对多的发送与接收模块,接受来至各焊机的焊接过程的参数变化，从而实现主机与采集部分的一对一或一对多的通信,实现焊接过程参数的采集与集中管理。

关键字：数据采集系统；无线数据传输；实时监测

Abstract

At present, the rapid development of high-speed rail, the increasingly high demand for welding.Welding shop for business because of the large equipment brought production management and production scheduling difficulties as well as issues such as product quality difficult to trace, a large number of researchers to carry out the welding process parameters preclude the collection and transmission, welding and other aspects of database development work, but domestic clustering welding process real-time monitoring technology is still immature:System compatibility is poor, poor versatility, expensive, severely restricted the development of enterprises,For this reason, research welding process parameters acquisition and data transmission system be established title.

After a review of all relevant documents, combined with state of the art research at home and abroad, in order to reduce costs, improve automation management level, the development of welding parameters suitable for real-time monitoring system has become a new direction the new target domestic welding industry,And such devices generally include two aspects of developing content, the first real-time acquisition system welding parameters and the second is the measured data wireless data transfer. Therefore, to wireless transmission of data collection and research.

The first part to STC89C52 microcontroller core, microcontroller design small systems, signal conditioning circuitry, and isolation circuit.The second part is the central office for remote data transfer management and data acquisition system: Based on single-chip RF transceiver chip nRF905 wireless transmission system,The wireless transmission system can be connected to the host via RS232 interface, data collection module preclude the transmission by wireless transmission, can be connected via RS232 and PC, for transmission of data to achieve central management room provided many sending and receiving module to receive to change to the parameters of each welder welding process, enabling one to communicate with the host portion of the acquisition or many realize collection and centralized management of the welding process parameters.

Key Word:Data collection system;Wireless data transmission;Real-time monitoring

目录

第1章 绪论 1

1.1数据采集技术概述 1

1.1.1数据采集技术现状 2

1.1.2数据采集系统组成 2

1.2无线通信技术概述 4

1.2.1无线通信系统的组成 4

1.2.2无线通信的工作方式 5

1.2.3信号传输方式 6

第2章 系统整体设计方案 8

2.1系统整体设计方案 8

2.1.1焊接技术的数据采集以及管理的现状 8

2.1.2系统设计要求 8

2.1.3系统总体方案 8

2.2主要部件的选型 9

2.2.1 AT89C52芯片 9

2.2.2 AD7891芯片 10

2.2.3单片射频收发器nRF905芯片 12

2.3软件开发平台简介 15

第3章 系统硬件设计 17

3.1系统总体结构 17

3.2数据采集系统硬件设计 17

3.2.1单片机最小系统设计 17

3.2.2直流稳压电源 19

3.2.3信号采样电路 20

3.2.4 A/D转换电路 21

3.2.5数据显示电路 21

3.2.6 串口输出电路 22

第4章 系统软件设计 24

4.1系统软件开发语言 24

4.2数据采集系统总体设计方案 24

4.2.1 AD7891数据采集程序设计 25

4.2.2数据显示程序设计 25

4.3无线数据传输程序设计 26

4.3.1 无线数据发送程序设计 26

4.3.2无线数据接收程序设计 27

4.4 RS232串口通信程序设计 28

第5章 系统测试优化与展望 30

5.1数据采集测试 30

5.2进一步的优化与展望 30

总 结 32

致 谢 33

参考文献 34

第1章 绪论

社会生活中，离不开生产活动以及科学研究等，这些活动与研究都离不开信息采集和信息处理。信息采集即数据采集，是对实际工作中物理、化学等方面的参数信息进行采取的过程。通过一定的方法和手段对信息进行一定的处理，将其转化为可知的信息，然后可进行传输、显示以及存储等。

数据采集就是对各种被测对象中的各种参数包括物理，化学、生物等参量，通过相应的传感元件进行适当的转换后得到相应的参数，对参数进行采集，再经过一定的处理，如：放大，采样/保持、传输等步骤后，送到控制器中进行相应的处理、然后存储的过程。数据采集系统涉及到很多方面的技术，例如：D/A转换，A/D转换，传感技术，数据存储等^[1-2]。在数据采集系统中，对整个系统的控制、数据采集和数据处理的核心是控制器，由此可见，控制器在数据采集系统中的重要性，一般是计算机或者是微处理器作为数据采集系统的控制器，而对数据采集和数据传输的控制是通过利用接口和总线来完成。目前科学技术飞速发展，电子产品更新速度越来越快，尤其是计算机技术的发展，数据采集技术将会越来越成熟^[3]。

随着先进技术的不断发展，生活的品量以及要求更加的高，随着生活的发展，外出完成学业、打工和游客越来越多等原因，铁路目前也面临极打的挑战,对客货车辆的质量提出了更高的要求。然而焊接质量和整个车辆的质量密切相关，保证焊接的质量，等同于保证了车辆的质量^[4]。但是，在生产过程中，我们不可能保证每一个焊接点都是完全一样，焊接的质量都同时达到要求，还存在个别盲目追求生产效率等，所以生产质量难以保证。这时，对焊接过程中的行实时的监测就起到了很大的作用，时刻观察到焊接质量是否达标。参数采集在实时监测中尤为重要。