基于蓝牙的数据采集技术-毕业设计.docx

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1、天津工业大学毕业论文基于蓝牙的无线数据采集系统姓名苏广明学院电气工程及其自动化专业自动化指导教师陈云军职称讲师2023年6月2日摘要本文旨在将无线蓝牙技术和数据采集技术相结合，集成在一起组成数据采集与无线数据传输模块，设计出一种体积小、低功耗、安装维护方便的便携式产品，实现了蓝牙无线数据采集和传输。基于蓝牙的无线数据采集系统由下位机和上位机两局部组成。其中下位机主要由温度传感器、蓝牙主模块和STC89C52RC处理器组成，主要完成数据的采集和处理等功能，并将处理后的数据发送给上位机；上位机由LCDI602显示器、蓝牙从模块和STC89C52RC处理器组成，主要完成数据的接收、显示和存储等功能，

2、并向下位机发送命令。该系统主要实现现场数据高精度、高速度实时采集，利用蓝牙的无线传输特性实现数据的无线传输。本系统中STC89C52RC处理器是系统的核心局部，通过动作指令控制前端温度传感器模块进行数据采集，同时将采集到的数据经STC89C52RC处理，由蓝牙模块将数据传输给上位机，由上位机完成后续的相应处理工作。本设计最终结果经验证，可以到达设计根本要求:能够采集温度信息，将其发送到上位机，并将温度显示出来。关键词：无线数据采集；蓝牙模块；STC89C52RC；温度传感器ABSTRACTThispaperaimsatthewirelessBluetthtechnologyanddataacq

3、uisitiontechnology,integratedtogethertoformadataacquisitionandwirelessdatatransmissionmodule.Anddesignakindofsmallvolume,lowpowerconsumption,easyinstallationandmaintenanceofportableproducts,realizethewirelessdataacquisitionandtransmissionofBluetooth-WirelessdataacquisitionsystembasedonBluetoothiscon

4、sistsoftwopartsthatarelowerplacemachineandpositionmachine.Lowerplacemachineismainlymadeupofseveralparts,forexample,temperaturetransmitter,BluetoothmoduleandSTC89C52RCprocessingmodule.Themainlyfunctionarecompletingdatacollection,processingandtransferthedatatopositionmachine.Positionmachineismainlymad

5、eupofLCD1602display,BluetoothmoduleandSTC89C52RCprocessingmodulecompletingdatareceiving,display,storageandotherfunctions.Positionmachinesendscommendstolowerplacemachine.Thissystemmainlyrealizeshighprecision,highvelocityfielddatareal-timedataacquisition,usesBluetoothwirelesstransmissioncharacteristic

6、softhewirelesstransmissionofdatarealization.STC89C52RCisthecenterofthissystemandthroughsendingcommendstocontrolfront-endtemperaturetransmittercollectingdata.AtthesametimethecollecteddatabySTC89C52RCprocessingwillbetransferredtopositionmachinebyBluetoothmodule.Thepositionmachinewillcompletethecorresp

7、ondingwork.Thefinaldesignresultsafterverificationcanachievethedesignrequirement:cancollecttemperatureinformation,sendittothehostcomputer,andthetemperatureisdisplayed.Keywords:wirelessdataacquisition;Bluetoothmodule;STC89C52RC;temperaturetransmitter目录第一章总述11 -1前言11. 2课题的背景及意义11. 3蓝牙技术的开展状况21.4本设计简介*，

8、3第二章无线数据采集系统的硬件设计42. 1系统的整体设计方案42 .2系统的整体结构43 .3系统的整体功能设计图5第三章温度传感器模块73. 1温度传感器的分类及其型号73. 1.1接触式温度传感器74. L2非接触式温度传感器85. 1.3常见的温度传感器及其型号93.2温度传感器的选型9第四章STC89C52RC处理器124.STC89C52RC单片机介绍124.2STC89C52RC工作模式126. 3STC89C52RC引脚功能说明137. 4特殊功能存放器16第五章LCD1602液晶显TK器188. 1液晶概述185.2通用1602液晶的操作方法18第六章蓝牙模块239. 1蓝牙

9、技术简介236.2蓝牙芯片23第七章无线数据采集系统的软件设计2810. 1数据采集软件设与实现287.2系统的软件调试,30第八章结论32参考文献33附录I34附录II38谢辞48第一章总述1. 1前言随着科技的不断进步和相关技术的不断创新，蓝牙技术越来越多的被应用到各行各业中，蓝牙是一种短距离的无线通讯技术标准，具有使用方便、可靠性高、低功耗与低本钱的特性，它的目的在于替代数字设备与计算机外设之间的线缆连接以及实现数字式设备间的无线组网。本文所研究的内容就是设计并实现借助蓝牙技术进行数据传输的数据采集系统。数据采集系统是计算机、智能仪器与外界世界联系的桥梁，是获取信息的重要途径。数据采集技

10、术是信息科技的重要分支，它不仅应用在智能仪器中，而且在现代工业生产、国防军事及科学研究等方面都得到广泛应用，无论是过程控制、状态检测，还是故障诊断、质量检测，都离不开数据采集系统。数据采集的任务，具体的说，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字信号,然后送入计算机或相应的信号处理系统，根据不同需要进行相应的计算和处理，得出所需要的数据。与此同时，将计算机得到的数据进行显示或打印，以便实现对某种物理量的监视，其中的一局部数据还将被控制生产过程中的计算机控制系统用来控制某些物理量。本文致力于对基于蓝牙的无线数据采集系统进行研究、设计与实现。内容主要包括系统硬件的设计与软件的开发，重

11、点分析了硬件的搭建过程以及主要模块的软硬件设计。本设计前端数据采集模块采用DS18B20温度传感器进行温度数据的采集、转化，并将数据传送给STC89C52处理器，然后处理器将处理过的数据通过蓝牙模块发送给上位机，由上位机将数据显示在LCD1602上。通过本次设计，实现了数据采集和无线数据传送根本的功能,使我受益良多:首先，自己从对蓝牙技术一无所知，到亲自动手完成无线数据采集系统，使我了解了蓝牙技术及其根本的使用方法。其次，进一步提高了自己的动手能力，增加了硬件设计、焊接的经验，认识到元器件布局合理的重要性；通过软件编程，进一步提高了自己的编程方法与技巧。最后，从自己所犯的错误上来讲，进一步端正

12、自己做科研的态度：科研过程中，不容一点错误，必须要有谨慎、一丝不苟的精神。同时也体会到科研成果来之不易，我们应当尊重每一个汗水的结晶。1.2 课题的背景和意义随着微电子技术和集成电路的开展，微处理器、存储器和I/O接口技术的不断提高、体积越来越小、价格越来越低，使数据的采集器不断像智能化、集成化、小型化开展，信息采集技术是获得信息的主要手段，它广泛用于信号监测、信号处理、仪器仪表等领域。而传统的信息采集端和控制端是以有线的形式连接的，目前工业现场数据采集过程中，复杂的线缆给工作带来不便，甚至是事故发生的隐患，同时存在着线缆无法完成的任务，因此，采用无线的数据采集方式，利用更好的软件开发数据采集

13、及分析系统显得尤为必要。现阶段存在的无线通信技术方式主要有一下几种：IrDA（InfraredDataAssociation红外无线数据传输技术）、IEEE802.11（一种无线以太网标准）、HOmeRF（一种无线局域网技术）和Bluetooth（蓝牙技术）。前三种技术都早于蓝牙技术，经过多年的开展，己经日渐成熟，但蓝牙技术在低功耗和体积小方面有着其他技术无法比较的优势，并且可以实现点对点、点对多点的连接，特别是用于便携式设备。本文正是将无线蓝牙技术和数据采集技术相结合，集成在一起组成数据采集与无线数据传输模块，设计出一种体积小、低功耗、安装维护方便的便携式产品,实现了蓝牙无线数据采集和传输，

14、使之在工矿企业或在实验室都能得到广泛的应用。用无线产品代替有线产品将是科技开展的趋势，基于蓝牙技术的嵌入式监测与诊断系统的开发是自动化和智能化测控系统研究的热点领域。因此，这方面的研究具有较为重大的现实意义和广阔的应用前景。13蓝牙技术的开展状况蓝牙作为一种短距离的无线通信协议标准，其实质内容是要建立通用的低功耗、低本钱无线电空中接口及其公开的软件控制标准，使信息传送和计算机进一步结合,使相关的便携式设备在没有电缆相互连接的情况下，能在近距离范围内，相互通信、相互操作。从目前的应用来看，因蓝牙低功耗、体积小方面的优势，使其被集成到大局部的数字设备中。蓝牙使便携式各种移动设备、计算机外设的数字设

15、备之间进行无线通信成为可能，它不仅取代了这些设备之间的连接，而且还使得许多数字设备的功能得到扩充，让原来许多独立的数字设备可以和其他设备进行联网传递信息，现在蓝牙技术已被广泛应用到一下领域：蓝牙技术在计算机外设的方面己被应用到键盘和鼠标与电脑的无线连接、多台计算机共用一台打印机等设备资源，数码相机、PDA和移动等与计算机进行无线数据通信，多台计算机组成无线局域网等。蓝牙无线语音通信的应用：如无线耳机和车内的免提系统等。无线网络的实现：包括拨号上网和网络接入两种互联网桥的实现方法。拨号上网可以使笔记本电脑等移动设备通过移动接入Internet,蓝牙无线网络接入点不仅可以让数字设备访问Intern

16、et和接入局域网，还可以作为PSTN的接入点使用。基于OBEX替代红外技术的蓝牙技术应用：包括PDA和笔记本电脑等设备之间交换电子名片，不同设备之间传递文件等。家用电器的无线蓝牙组网和遥控设备：让家用电器上网，可以在回家之前就翻开空调和热水器，使各种智能家电和信息网络相连。实现三合一的功能：将移动、无绳和对讲机功能集中在一部中。目前，蓝牙技术在汽车远程控制系统应用中得到突破，2003年08月30日两大汽车制造商克莱斯勒和宝马公司同时发布了基于蓝牙的车载远程通讯平台，这标志着无线技术在汽车界赢得了更加广泛的关注,车载系统正在向智能化、信息化和网络化开展，汽车市场己经成为电子工业的另一个重要增长点。通过具