本文档主要介绍了基于ARM的无线数据采集系统的设计和性能参数。该系统由整机部分、上位机部分和下位机部分组成,每个部分都具有特定的技术规格。
**整机部分**:
- **工作电源**: 系统采用24VDC±10%稳定电压供电,确保了系统的可靠运行。
- **环境适应性**: 环境温度变化对输出的影响控制在每摄氏度≤200ppm,保证了在宽温范围内的稳定性。
- **绝缘性能**: 具有高绝缘强度,无击穿和飞弧现象,保障了电气安全性。
- **误码率**: 无线通信的误码率控制在10E-4以下,确保了数据传输的准确性。
- **数据刷新周期**: 最小数据刷新周期为1秒,提供实时的数据更新能力。
- **通信频段**: 使用的通信频段至少为315MHz,满足远距离无线通信需求。
- **无线传输速率**: 实现了至少9600bps的高速传输,支持MODBUS协议,并允许ASCII编码、波特率调整和奇偶校验设置。
- **有效传输距离**: 在空旷环境中能超过100米,在室内也能达到20米以上的传输范围。
- **被测控制数**: 系统可以同时处理至少8个被控对象,扩展性强。
- **通信接口**: 支持RS-485或RS-232接口,方便与其他设备连接。
**上位机部分**:
- **功耗**: 上位机平均功耗控制在1000mW以内,有利于节能。
- **发射功率**: 发射信号的功率达到至少5dBm,确保信号覆盖范围。
- **控制信号频率**: 控制信号发送频率至少为2次/秒,响应迅速。
- **接收数据频率**: 可以接收至少16次/秒的数据,数据处理能力强。
- **与PC通信速率**: 与PC的通信速率最低为9600bps,保持高效数据交互。
**下位机部分**:
- **功耗**: 下位机平均功耗较低,为800mW,有利于低能耗设计。
- **接受灵敏度**: 接收信号的最小接收值为-100dBm,适应各种信号条件。
- **采样频率**: 采样速度至少1次/秒,确保快速响应。
- **采集分辨率**: 数据采集的最小精度可达16位,提供高精度测量。
- **通道数**: 提供至少2个采集通道,支持多路数据采集。
- **输入信号范围**: 能够处理0-5V的输入信号,适应广泛的应用场景。
- **精度**: 数据测量误差控制在0.2%FS±1字,保证测量准确性。
**控制器选择**:
- **单片机**: 以其简单开发、低成本和短周期的优势适用于小型系统,但处理能力和扩展性有限。
- **ARM处理器**: 资源丰富,处理能力强,便于扩展,但开发成本和周期较高。
- **无线模块**: 考虑到距离和信道数,使用ARM处理器集成的A/D转换器简化电路,但可能面临可靠性问题和较低的采样频率。
- **专用A/D芯片**: 提供更高精度,但可能需要外部电路,增加了复杂性。
**通信接口选项**:
- RS-232: 低成本和快速开发的选择,但传输距离短且速率相对较慢。
- RS-485: 抗干扰性能好,适合远距离通信,但电路设计较为复杂。
- USB1.1: 与PC兼容性好,速度快,但传输距离受限且开发周期较长。
通过对比不同类型的控制器和接口,设计者可以根据实际应用需求灵活选择最适合的配置方案。总体来说,基于ARM的无线数据采集系统具有较高的性能和灵活性,但需权衡成本、开发时间和系统复杂度。