基于LabVIEW和GSM的多参数无线远程仪器监护系统设计.pdf

基于LabVIEW和GSM的多参数无线远程仪器监护系统设计[e-mail]摘要：本文介绍一种采用LabVIEW和GSM技术实现仪器的多参数无线远程监护和报警的系统设计原理和技术方案；采用单片机采集传感器信号和运用LabVIEW设计上位机界面使系统有很强的可扩展性和可移植性并且操作简单和易于维护。关键词：LabVIEW；单片机；GSM；多参数；仪器监护1、引言：医学生物领域的许多大型仪器设备经常需要长时间的不间断运行运用状态监测可以对运行状态参数进行实时采集和处理及时发现设备的运行故障征兆为使用和维修提供依据这是保证此类大型设备安全运行节约人力成本降低实验风险防止恶性事故发生的有效手段之一随着计算机技术、通信技术与传感器测量技术的不断发展和结合使基于无线远程网络的监测得到了进一步的发展和应用并将成为监测系统的主流。本文重点研究开发利用虚拟仪器技术构建多参数无线远程仪器监护系统从而实现全自动、多方位、智能化的实时状态监测。LabVIEW是由美国国家仪器公司(NationalInstrumentsCo.)推出的、主要面向计算机测控领域的虚拟仪器软件开发平台是一种基于图形开发、调试和运行的集成化环境。它提供了丰富的数据采集、分析和存储库函数以及包括DAQ、GPIB、PXI、VXI、RS-232/485在内的各种仪器通信总线标准的所有功能函数[。利用LabVIEW开发监护系统具有开发周期短、通用性强和便于维护升级等特点。本文利用单片机采集多个不同类型传感器信号通过GSM实现报警并开发基于LabVIEW的上位机界面与单片机进行实时通讯实现对仪器的多个状态参数的采集、处理、故障报警、显示和历史记录等多个功能。2、多参数无线远程监控系统硬件设计2-1、系统整体构架本无线远程监控系统由传感器（包括温度和加速度传感器）、GSM模块、上位监控计算机和单片机组成单片机通过温度传感器和加速度传感器实时采集仪器关键部位的温度值和振动情况（包括振动幅度和振动频率）并将这些数据通过串口1（SerialPort1）传送给上位监控计算机实时显示并保存当温度值和振动情况超出正常值时单片机通过GSM模块发送短信报警系统整体构架如图1所示。图12-2、单片机硬件系统本系统采用SST89E58RD2型单片机是SST公司8位微处理器FLASH-Flex51系列成员它采用先进的Super-FLASHCMOS半导体技术设计和制造是采用8051的指令集并与标准的8051控制器管脚兼容而且具有SPI端口接口简单易于编程控制。该器件带有40KB的片内FLASHE2PROM存储器使用了SST公司专利的CMOSSuperFLASHE2PROM技术存储器被分成两块独立的程序存储器第一块(BLOCK0)占用32KB的内部程序存储器空间第二块(BLOCK0)占用8KB的内部程序存储器空间。8KB的第二块FLASH可以映射到64KB空间的低地址还可以被隐藏和当成类似E2PROM的独立的数据存储器。2-3、GSM模块GSM模块选用西门子的TC35模块主要由GSM基带处理器、GSM射频模块、供电模块(ASIC)、闪存、ZIF连接器、天线接口六部分组成。TC35可以快速安全可靠地实现系统方案中的数据、语音传输、短消息服务(ShortMessageService)和传真。模块的工作电压为3.3－5.5V可以工作在900MHz和1800MHz两个频段。模块有AT命令集接口支持文本和PDU模式的短消息。此外该模块通过独特的40引脚的ZIF连接器实现电源连接、指令、数据、语音信号、及控制信号的双向传输。本系统中单片机仅有一个UART接口用于与上位机进行实时数据传输故使用2个IO口（P2^0和P2