基于红外的无线采集手持设备研究

摘要

近年来随着工业生产效率和生产质量的不断提高，工业现场中有大量的指标需要监测和记录，如压力、流量、温度和湿度等。根据更新更快的市场的需求和信息领域的迅猛发展及行业信息化的普及，在对设备的记录等内容中采用人为的记录已经远远的不能够适应工业企业的发展需求，所以出现了对于移动的电子类数据方面采集信息这类的系统的急切需求。基于红外的无线数据采集手持设备就是作为其中的一种设备以其快速而高效率的移动式数据采集信息有非常广泛的应用前景。
　　 无线的采集设备多种多样，而其中将红外线接收的数据作为通讯的载体，使用红外线光线在空中的传播来传输数据的手持类设备以其低成本的优势变得越来越受业界的欢迎，红外线通讯是由红外线发射器件和红外接收器件来完成。在发射红外线的一端，发送数字信号采用适当的调制及编码技术后，送入到电光变换相关的电路中，之后经过红外线发射管转变成为红外光线脉冲信号发射到空气中去；在接收器一端，红外线接收器件对传输过来的红外线光脉冲信息进行光电相关的变换，解调并且译码之后还原成原始的信号。红外线通讯方式作为一种数据的传输手段，能够在很多的场合中得以应用，比如说家电类产品、娱乐类设施中的红外线遥控，水、电、煤气等耗能类的计量类自动手持设备等。
　　 基于红外的无线采集手持设备由数据采集单元、智能存储单元及智能显示单元三个部分构成。其中，数据采集单元用于实现现场信号的数据采集、数据分析和数据的准确性验证，承担了数据采集手持设备与红外发送设备之间的数据采集的工作；智能存储单元用于将采集过来的正确的数据进行整理，以固定的算法将数据存放到存储器单元中，并在系统需要的时候可以调出上传给上位机管理软件，或者可以在手持设备上随时将存储器的内容调出；智能显示单元是系统与用户之间的窗口，采用的是128*64液晶进行设计的，用户可以通过液晶显示器了解当前的操作或者操作的结果等内容。同时，做为手持设备，智能显示单元还具有提示音操作等来提示用户数据采集的完成等相应的功能。
　　 另外，该设备的存储器中的内容还需要提供给用户作为今后的数据分析，而在手持端的观看毕竟不方便，由于为了系统的完整性，还设计了相应的上位机管理软件，管理软件包括用户信息功能、设置参数、读取数据和数据浏览四个功能类模块。用户信息类功能主要实现了对用户的基本信息如：用户名和密码等进行管理；设置参数模块主要实现可以对现场采集的仪表等相关信息进行设置，并具有对手持设备时间进行设置的相关功能；读取数据实现了将手持设备中存储器中存储的记录读取出来的功能；数据浏览实现了对数据的查询、删除和修改等功能，并且考虑到很多的场合需要将数据以报表的形式输出，所以也完成了这个功能。
　　 本论文设计出了系统的总体设计相关的方案，实现了系统中硬件和软件的相关模块的设计，并对现场的干扰源进行了分析及设计了相关的抗干扰措施，并通过实验室环境和现场的环境测试，测试结果满足基本的工业需求，具有较好的效果。