專利名稱：振弦式傳感器電子標(biāo)簽管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種傳感器管理系統(tǒng)，尤其是涉及一種振弦式傳感器電子標(biāo)簽管理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在土木工程中，經(jīng)常要用振弦式傳感器測量各種指標(biāo)參數(shù)，包括拉力、壓力、應(yīng)力、位移等。而振弦式傳感器因制造工藝所致，其產(chǎn)品性能參數(shù)離散性很大，每個傳感器都必須單獨(dú)標(biāo)定，得出一組基本上是唯一的性能參數(shù)(重復(fù)的概率極低)。在使用時，必須分清每一個傳感器及其所對應(yīng)的測量值，然后將每個傳感器的特性參數(shù)和測量值代入其標(biāo)定公式進(jìn)行計算，才能得到所需的物理量。如果所測傳感器不是一個型號，則所用公式也不一樣。
目前，在實(shí)際應(yīng)用中，每個傳感器的編號(ID號)寫在一個套管上作為標(biāo)簽，然后將標(biāo)簽套在傳感器引出的電纜上。測量人員在現(xiàn)場完成測量后，根據(jù)標(biāo)簽上的編號可以從產(chǎn)品出廠手冊上查出該傳感器的指標(biāo)參數(shù)，即可進(jìn)行物理量的計算。然而由于人為因素以及受周圍施工環(huán)境的影響，傳感器標(biāo)簽很容易磨損或丟失，這樣就導(dǎo)致傳感器因參數(shù)不可知(身份不明)而成為廢品。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種振弦式傳感器電子標(biāo)簽管理系統(tǒng)，其用存儲器充當(dāng)電子標(biāo)簽，將傳感器編號(ID)和相關(guān)參數(shù)固化在存儲器中，然后將存儲器置入傳感器內(nèi)部，即使外套標(biāo)簽丟失或磨損，依然可以利用手持設(shè)備從電子標(biāo)簽中讀出傳感器編號和參數(shù)，從而解決了應(yīng)用中的這一難題。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種振弦式傳感器電子標(biāo)簽管理系統(tǒng)，其特殊之處在于系統(tǒng)包括主要由單片機(jī)構(gòu)成的前端數(shù)據(jù)寫入/讀出部分和由PC機(jī)構(gòu)成的后臺管理部分，采用存儲器充當(dāng)電子標(biāo)簽，系統(tǒng)將傳感器編號和相關(guān)參數(shù)固化在存儲器中，然后人工將存儲器置入傳感器內(nèi)部；單片機(jī)與后臺PC機(jī)進(jìn)行串行通信，完成標(biāo)簽數(shù)據(jù)的傳輸；同時，單片機(jī)執(zhí)行對電子標(biāo)簽的讀寫操作，完成標(biāo)簽的制作與檢驗(yàn)，具體步驟為(1)傳感器參數(shù)的錄入PC機(jī)進(jìn)入電子標(biāo)簽管理系統(tǒng)環(huán)境，接收鍵盤鍵入的傳感器參數(shù)數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫中，完成傳感器參數(shù)的錄入功能；(2)PC機(jī)與單片機(jī)串行通信通過通信電路中的MAX232電平轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)RS-232電平與TTL電平之間的轉(zhuǎn)換，通過自定通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)通信數(shù)據(jù)傳輸格式的一致，完成PC機(jī)與單片機(jī)之間的通信任務(wù)；(3)存儲器的數(shù)據(jù)讀寫單片機(jī)與存儲芯片之間采用I2C總線連接，單片機(jī)將從PC機(jī)接收到的傳感器數(shù)據(jù)通過I2C總線寫入存儲器芯片，完成電子標(biāo)簽的制作工作；還可把存到存儲器芯片中的數(shù)據(jù)讀出并回傳給PC機(jī)，完成電子標(biāo)簽的讀出與檢驗(yàn)。
上述電子標(biāo)簽管理系統(tǒng)是以傳感器參數(shù)為應(yīng)用對象，系統(tǒng)的后臺采用面向?qū)ο缶幊陶Z言Visual C++6.0開發(fā)，并掛接ACCESS數(shù)據(jù)庫，除了可以為每個傳感器制作電子標(biāo)簽外，還可以對出廠產(chǎn)品進(jìn)行信息管理，包括產(chǎn)品的查詢、品種的增加、刪除，每日或每月的產(chǎn)量統(tǒng)計等，程序主要由用戶登錄界面、文件、基本信息管理、歷史記錄、用戶管理、數(shù)據(jù)通信、幫助、退出等模塊組成，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中共包含6個表用戶信息表、傳感器型號表、傳感器參數(shù)表、已錄入傳感器參數(shù)表、型號名稱對應(yīng)表、保存文件表等，其中保存文件表作為數(shù)據(jù)文件存儲表。
上述系統(tǒng)采用ADO技術(shù)訪問數(shù)據(jù)庫，使用ADO的步驟如下(1)在頭文件中引入相應(yīng)的庫文件；(2)初始化COM環(huán)境；(3)利用Connection和Recordset工作；(4)利用其他ADO對象或功能工作。
上述PC機(jī)的通信流程為(1)開始；(2)線路狀態(tài)初始化，設(shè)置波特率；(3)發(fā)送寄存器空？是則繼續(xù)下一步，否則返回；(4)發(fā)送握手信號；(5)接收寄存器空？是則返回，否則繼續(xù)下一步；(6)接收應(yīng)答信號；(7)是Y？是則繼續(xù)下一步，否則返回(3)；(8)發(fā)傳感器參數(shù)數(shù)據(jù)；(9)接收寄存器空？是則返回，否則繼續(xù)下一步；(10)接收返回數(shù)據(jù)；(11)接收發(fā)送一致？是則繼續(xù)下一步，否則返回(3)；(12)發(fā)送寄存器空？是則繼續(xù)下一步，否則返回；
(13)發(fā)送結(jié)束E；(14)結(jié)束。
上述單片機(jī)的通信流程為(1)開始；(2)T1及串行口初始化，設(shè)置波特率；(3)接收寄存器空？是則返回，否則繼續(xù)下一步；(4)接收握手信號；(5)是S？是則繼續(xù)下一步，否則繼續(xù)步驟(7)；(6)發(fā)送寄存器空？是則繼續(xù)步驟(8)，否則返回；(7)發(fā)送寄存器空？是則發(fā)應(yīng)答N，返回步驟(3)，否則返回；(8)發(fā)應(yīng)答Y；(9)接收傳感器參數(shù)；(10)發(fā)送傳感器參數(shù)；(11)接收寄存器空？是則返回，否則繼續(xù)下一步；(12)接收校驗(yàn)信號；(13)是否為E，是則繼續(xù)下一步，否則返回步驟(3)；(14)結(jié)束。
上述PC機(jī)和單片機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信利用PC機(jī)的RS-232C串行口和單片機(jī)的URAT串行口實(shí)現(xiàn)，采用89C51型號單片機(jī)，采用電平轉(zhuǎn)換器MAX232對PC機(jī)進(jìn)行串口通信，從MAX232芯片中兩路發(fā)送、接收中任選一路作為接口，其發(fā)送、接收的引腳對應(yīng)，同時R1OUT接單片機(jī)的RXD引腳，PC機(jī)的RS-232的發(fā)送端TXD對應(yīng)接R1IN引腳，系統(tǒng)一次可以制作3片電子標(biāo)簽，三個AT24C02器件分別掛接在89C51單片機(jī)的6個不同引腳上，即P2.0-P2.5，而AT24C02器件的地址引腳A0，A1，和A2全部接地，器件的尋址由啟動單片機(jī)的引腳來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)要讀器件數(shù)據(jù)時，從機(jī)地址為0A0H，當(dāng)要往器件中寫數(shù)據(jù)時，從機(jī)地址為0A1H。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和效果如下振弦式傳感器是土木工程中必不可少的質(zhì)量監(jiān)測器件，因其制造和應(yīng)用場合的特殊性，在使用中有不少特殊問題。本文介紹的電子標(biāo)簽可以有效地解決因人為和環(huán)境因素造成的標(biāo)簽信息丟失問題，掃除了振弦式傳感器在工程應(yīng)用中的一個障礙。具有電子標(biāo)簽的傳感器其引出電纜共有5根線。除原來的信號線和地線外，多了三根線，即電源線、I2C總線的SCL和SDA線。使用時，只需將手持儀接到上述三根線上即可讀出傳感器數(shù)據(jù)。顯然，該系統(tǒng)只要稍加修改就可應(yīng)用于其它電子或非電子產(chǎn)品中，因此，系統(tǒng)具有廣泛的應(yīng)用場合和較高的應(yīng)用價值。
四

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)原理框圖；圖2為AT24CXX的引腳排列圖；圖3為89C51單片機(jī)的引腳框圖；圖4為MAX232芯片的引腳名稱及分布圖；圖5為DB-9(RS 232)引腳框圖；圖6為系統(tǒng)的硬件電路原理圖；圖7為PC機(jī)的通信流程圖；圖8為單片機(jī)的通信流程圖；
圖9為管理系統(tǒng)主程序界面運(yùn)行結(jié)果圖；圖10為新建文件界面運(yùn)行結(jié)果圖；圖11為打開文件界面運(yùn)行結(jié)果圖；圖12為型號管理運(yùn)行結(jié)果圖；圖13為參數(shù)管理界面運(yùn)行結(jié)果圖；圖14為歷史紀(jì)錄管理界面運(yùn)行結(jié)果圖；圖15為歷史紀(jì)錄查詢界面運(yùn)行結(jié)果圖；圖16為用戶管理界面運(yùn)行結(jié)果圖。
五具體實(shí)施例方式系統(tǒng)構(gòu)成與工作原理參見圖1，系統(tǒng)主要由四部分組成后臺計算機(jī)(上位機(jī))、通信電路、前臺單片機(jī)(下位機(jī))和存儲器(電子標(biāo)簽)。
其工作流程為(1)傳感器參數(shù)的錄入。PC機(jī)進(jìn)入“電子標(biāo)簽管理系統(tǒng)”環(huán)境，接收鍵盤鍵入的傳感器參數(shù)數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫中。完成傳感器參數(shù)的錄入功能。
(2)PC機(jī)與單片機(jī)串行通信。通過通信電路中的MAX232電平轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)RS-232電平與TTL電平之間的轉(zhuǎn)換，通過自定通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)通信數(shù)據(jù)傳輸格式的一致，完成PC機(jī)與單片機(jī)之間的通信任務(wù)。
(3)存儲器的數(shù)據(jù)讀寫。單片機(jī)與存儲芯片之間采用I2C總線連接。單片機(jī)可將從PC機(jī)接收到的傳感器數(shù)據(jù)通過I2C總線寫入存儲器芯片，完成電子標(biāo)簽的制作工作；還可把存到存儲器芯片中的數(shù)據(jù)讀出并回傳給PC機(jī)，完成電子標(biāo)簽的讀出與檢驗(yàn)。
后臺PC機(jī)程序設(shè)計“電子標(biāo)簽管理系統(tǒng)”是以傳感器參數(shù)為應(yīng)用對象，結(jié)合當(dāng)前和未來管理的發(fā)展需求進(jìn)行設(shè)計的。系統(tǒng)的后臺采用目前流行的面向?qū)ο缶幊陶Z言VisualC++6.0開發(fā)，并掛接ACCESS數(shù)據(jù)庫。廠家除了可以為每個傳感器制作電子標(biāo)簽外，還可以對出廠產(chǎn)品進(jìn)行信息管理，包括產(chǎn)品的查詢、品種的增加、刪除，每日或每月的產(chǎn)量統(tǒng)計等。程序主要由用戶登錄界面、文件、基本信息管理、歷史記錄、用戶管理、數(shù)據(jù)通信、幫助、退出等模塊組成。
系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中共包含6個表用戶信息表、傳感器型號表、傳感器參數(shù)表、已錄入傳感器參數(shù)表、型號名稱對應(yīng)表、保存文件表等，其中保存文件表作為數(shù)據(jù)文件存儲表，型號名稱對應(yīng)表是為了避免重復(fù)輸入而建立的一個特定數(shù)據(jù)庫表。
VC與數(shù)據(jù)庫的接口有多種方式，本系統(tǒng)采用ADO(Active Data Object，活動數(shù)據(jù)對象)技術(shù)訪問數(shù)據(jù)庫。ADO實(shí)際上是一種基于COM(組件對象模型)的自動化接口(IDispatch)技術(shù)，并以O(shè)LEDB(對象連接和嵌入的數(shù)據(jù)庫)為基礎(chǔ)，經(jīng)過OLE DB精心包裝后的數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)。利用它可以快速的創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序。
在VC中使用ADO的步驟如下(1)在頭文件中引入相應(yīng)的ADO庫文件#import“c\ProgramFiles\Commonfiles\System\ADO\MSADO15.dll”no_namespace rename(“EOF”，“adoEOF”)這行語句聲明在工程中使用ADO，但不使用ADO的名字空間，并且為了避免常數(shù)沖突，將常熟EOF改名為adoEOF。
(2)初始化OLE/COM庫環(huán)境::CoInitialize(NULL)；放在所有ADO調(diào)用的前面，一般放在函數(shù)BOOL CTheApp::InitInstance()里面。
(3)關(guān)于數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換由于COM對象是跨平臺的，它使用了一種通用的方法來處理各種類型的數(shù)據(jù)，因此CString類和COM對象是不兼容的，我們需要一組API來轉(zhuǎn)換COM對象和C++類型的數(shù)據(jù)。_variant_t和_bstr_t就是這樣兩種對象。它們提供了通用的方法轉(zhuǎn)換COM對象和C++類型的數(shù)據(jù)。
系統(tǒng)采用Win32 API函數(shù)實(shí)現(xiàn)后臺與前臺的串行數(shù)據(jù)傳送，主要代碼如下；寫串口DWORD nToWrite，nWritten；DWORDdwWrite；OVERLAPPED osWrite；… … …dwWrite＝WriteFile(hCom，m_strSend.GetBuffer(nToWrite)，nToWrite，&nWritten，&osWrite)；//寫串口函數(shù)… … …m_strSend.ReleaseBuffer()；//釋放緩沖區(qū)… … …；讀串口CString strRead；
CString strTem；OVERLAPPED osRead；DWORD nToRead，nHaveRead；DWORD dwErrorFlags，dwRead；COMSTAT ComStat；… … …if(！ClearCommError(hCom，&dwErrorFlags，&ComStat)){ //清楚緩沖區(qū)，重新分配緩沖區(qū)PurgeComm(hCom，PURGE_RXABORT|PURGE_RXCLEAR)；return；}nToRead＝ComStat.cbInQue；//取串行設(shè)備接收到的字節(jié)數(shù)if(nToRead＜＝0) //判斷輸入緩沖區(qū)是否有數(shù)據(jù){AfxMessageBox(″輸入緩存沒有數(shù)據(jù)！″)；return；}… … …char sBuffer ；memset(&sBuffer，0，1024)；//讀取數(shù)據(jù)dwRead＝ReadFile(hCom，&sBuffer，nToRead，&nHaveRead，&osRead)；
… … …前臺單片機(jī)程序設(shè)計前臺單片機(jī)(下位機(jī))主要完成兩個功能一是與后臺PC機(jī)(上位機(jī))的串行通信，二是對電子標(biāo)簽(存儲器芯片)的讀寫操作。單片機(jī)選用51系列即可。在與PC機(jī)的通信中，采用定時器T1，方式2，串行口工作于方式1，波特率設(shè)計為2400b/s。
主要通信代碼；接收子程序RECEIVE MOVA，SBUFJNBRI，RECEIVE… … …；發(fā)送子程序SENDMOVSBUF，AJNBTI，SEND… … …串行EEPROM AT24C02串行EEPROM是近幾年出現(xiàn)的一種新型的電可擦除存儲器。與大家所熟悉的并行存儲器相比，其優(yōu)點(diǎn)是體積小、占用硬件資源少、價格低；缺點(diǎn)是存取數(shù)據(jù)速度較慢。該類器件采用I2C總線進(jìn)行通信，擦寫次數(shù)達(dá)100萬次，數(shù)據(jù)保存時間100年，非常適合做電子標(biāo)簽。由于所要存儲的傳感器數(shù)據(jù)量少于256個字節(jié)，所以選用ATMEL公司的串行EEPROM存儲器AT24C02作為電子標(biāo)簽。其引腳排列如圖2所示。
系統(tǒng)采用單字節(jié)寫、隨機(jī)讀方式，對存儲器芯片AT24C02進(jìn)行讀寫操作。其主要讀寫程序代碼為；寫芯片程序WADRSCALL ISTART ；調(diào)用起始信號子程序MOV A，#0A0H ；寫芯片地址CALL WDDT ；調(diào)用寫一個字節(jié)子程序CALL IACK ；應(yīng)答信號RRDATMOV A，ADRESS ；寫字節(jié)地址CALL WDDT ；調(diào)用寫一個字節(jié)子程序CALL IACK ；應(yīng)答信號MOV A，RO ；要寫入的數(shù)據(jù)CALL WDDT ；調(diào)用寫一個字節(jié)子程序CALL IACK ；應(yīng)答信號CALL ISTOP；停止信號… … …；讀芯片程序RADRSCALL ISTART ；調(diào)用起始信號MOV A，#0A0H ；寫芯片地址CALL WDDT ；調(diào)用寫一個字節(jié)子程序CALL IACK ；應(yīng)答信號子程序MOV A，ADRESS ；寫字節(jié)地址CALL WDDT ；調(diào)用寫一個字節(jié)子程序
CALL IACK；應(yīng)答信號CALL ISTART ；重新啟動起始信號MOV A，#0A1H；讀芯片地址CALL WDDT；調(diào)用寫一個字節(jié)子程序CALL IACK；應(yīng)答信號CALL RDDT；讀一個字節(jié)字程序CALL NACK；非應(yīng)答信號CALL ISTOP ；停止信號… … …；寫一個字節(jié)數(shù)據(jù)WDDTCLR SSCLMOV COUNT，#08H ；一個字節(jié)為8位DDT1RLC A ；取最高位MOV SSDA，C ；向AT24C02傳送一位數(shù)據(jù)NOPNOPSETB SSCLCALL DELCLR SSCLCALL DELDJNZ COUNT，DDT1 ；判斷8位是否傳送完畢NOP
… … …；讀一個字節(jié)數(shù)據(jù)RDDTCLRSSCLMOVCOUNT，#08H；一個字節(jié)為8位RDDT1 NOPCALL DELSETB SSDASETB SSCLCALL DELMOVC，SSDA ；從AT24C02種讀取一位數(shù)據(jù)RLCA ；移位操作NOPCLRSSCLNOPSETB SSDADJNZ COUNT，RDDT1 ；判斷8位是否傳送完畢MOVR3，A；R3中的數(shù)據(jù)為從AT24C02中讀取出的一個字節(jié)數(shù)據(jù)89C51單片機(jī)及MAX232芯片圖3為89C51單片機(jī)的引腳框圖。MAX232芯片是包含兩路接收器和驅(qū)動器的IC芯片，適用于各種通信接口。芯片內(nèi)部有一個電源電壓變換器，可以把輸入的+5V電源電壓變換成為RS-232C輸出電平所需的+10V、-10V電壓。所以，采用此芯片接口的串行通信系統(tǒng)只需要單一的+5V電源就可以了。MAX232芯片的引腳名稱及分布如圖4所示。在實(shí)際應(yīng)用中，器件對電源噪聲很敏感。因此，Vcc必須要對地加去耦電容C5，其值為1uF。電容C1，C2，C3，C4取同樣數(shù)值的鉭電解電容1uF/16V，用以提高抗干擾能力，在連接的時必須盡量靠近器件。芯片的下半部分分為發(fā)送和接收部分。實(shí)際應(yīng)用中，T1IN，T2IN可直接接TTL/CMOS電平的單片機(jī)串行發(fā)送端TXD；R1OUT，R2OUT可直接接TTL/COMS電平的單片機(jī)串行接收端RXD；T1OUT，T2OUT可直接接PC機(jī)的RS-232串口接收端RXD；R1IN，R2IN可直接接PC機(jī)的RS-232串口發(fā)送端TXD。
傳感器參數(shù)管理系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)硬件電路設(shè)計單片機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是抗干擾能力強(qiáng)、價格低廉、功耗小等，其明顯不足是運(yùn)算功能和顯示功能較差。而PC機(jī)的特點(diǎn)正好與其相反，因而，在很多工業(yè)自動控制場合，把單片機(jī)放在環(huán)境惡劣的遠(yuǎn)程前端，作為從機(jī)(也稱為下位機(jī))，而PC機(jī)放在條件較好的環(huán)境中作為中央控制機(jī)(也稱為上位機(jī))。利用單片機(jī)的串行口與PC機(jī)的串行口進(jìn)行串行通信，PC機(jī)可對遠(yuǎn)程前端單片機(jī)進(jìn)行控制和管理。
根據(jù)系統(tǒng)的功能需求，以及所選器件的特性，系統(tǒng)的硬件電路原理圖設(shè)計如圖6所示該系統(tǒng)主要由PC計算機(jī)、89C51單片機(jī)、通信電路、存儲器芯片以及相應(yīng)的軟件組成。
PC機(jī)和單片機(jī)之間也存在一個數(shù)據(jù)通信問題，這種通信常常是利用PC機(jī)的RS-232C串行口和單片機(jī)的URAT串行口實(shí)現(xiàn)的，故它們也是一種串行數(shù)據(jù)通信。按所用RS-232C接口芯片之不同，PC機(jī)和單片機(jī)之間的連接又可分為多種形式。在該設(shè)計采用89C51型號單片機(jī)，采用電平轉(zhuǎn)換器MAX232對PC機(jī)進(jìn)行串口通信。
從MAX232芯片中兩路發(fā)送、接收中任選一路作為接口。要注意其發(fā)送、接收的引腳要對應(yīng)。如使T1IN接收單片機(jī)的發(fā)送端TXD，則PC機(jī)的RS-232接收端RXD一定要對應(yīng)接T1OUT引腳。同時，R1OUT接單片機(jī)的RXD引腳，PC機(jī)的RS-232的發(fā)送端TXD對應(yīng)接R1IN引腳。
我們設(shè)計的系統(tǒng)一次可以制作3片電子標(biāo)簽，三個AT24C02器件分別掛接在89C51單片機(jī)的6個不同引腳上(P2.0-P2.5)，而AT24C02器件的地址引腳A0，A1，和A2全部接地，器件的尋址由啟動單片機(jī)的引腳來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)要讀器件數(shù)據(jù)時，從機(jī)地址為0A0H，當(dāng)要往器件中寫數(shù)據(jù)時，從機(jī)地址為0A1H。
PC機(jī)與單片機(jī)的串口通信協(xié)議及流程圖在軟件設(shè)計時一定要注意單片機(jī)與PC機(jī)之間應(yīng)該遵守相同的通信協(xié)議，其主要包括波特率、傳輸幀格式、校驗(yàn)位等。
PC機(jī)通信協(xié)議(1)波特率2400b/s；(2)幀格式1位起始位，8位數(shù)據(jù)位，1位停止位，無奇偶校驗(yàn)位；(3)傳送方式PC機(jī)采用中斷方式接收；(4)握手方式軟件握手方式；(5)發(fā)聯(lián)絡(luò)信號字母“S”的ASCII碼53H(一個字節(jié))，通知單片機(jī)接收數(shù)據(jù)；(6)接收單片機(jī)的應(yīng)答信號字母，若不是“Y”，則繼續(xù)發(fā)送；(7)將第一個傳感器參數(shù)型號、編號、K值、A值、初頻F、系統(tǒng)當(dāng)前實(shí)時時間，順序發(fā)出；(8)接收單片機(jī)返回的傳感器參數(shù)；(9)判斷接收的數(shù)據(jù)和發(fā)送的數(shù)據(jù)是否相同，相同退出，否則重發(fā)。
單片機(jī)通信協(xié)議(1)波特率2400b/s；(2)幀格式1位起始位，8位數(shù)據(jù)位，1位停止位，無奇偶校驗(yàn)位；(3)傳送方式單片機(jī)也采用中斷方式接收；(4)握手方式軟件握手方式；(5)接收聯(lián)絡(luò)信號字母(一個字節(jié))；(6)若接收到的字母為“S”，則發(fā)送字母“Y”的ASCII碼59(一個字節(jié))應(yīng)答，通知PC已準(zhǔn)備好；(7)接收第一個傳感器參數(shù)共32個字節(jié)的數(shù)據(jù)。并放入RAM[]中；(8)將RAM[]中的32個字節(jié)的數(shù)據(jù)存入EEPROM；(9)接著從EPROM中取出傳感器的32個字節(jié)參數(shù)數(shù)據(jù)放入RAM[]中；(10)發(fā)出這20個字節(jié)的數(shù)據(jù)給PC機(jī)；(11)等待。
參見圖7，圖7為PC機(jī)的通信流程圖；參見圖8，圖8為單片機(jī)的通信流程圖。
上位機(jī)(PC機(jī))程序設(shè)計系統(tǒng)介紹“管理系統(tǒng)”的前臺采用目前流行的面向?qū)ο蟮木幊陶Z言Visual C++6.0開發(fā)，后臺采用ACCESS數(shù)據(jù)庫。
主要功能“管理系統(tǒng)”以傳感器參數(shù)為應(yīng)用對象，結(jié)合當(dāng)前和未來發(fā)展的管理需求開發(fā)設(shè)計的簡單管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由用戶登錄界面、文件、基本信息管理、歷史記錄、用戶管理、關(guān)于、退出組成。各部分功能如下用戶登錄界面驗(yàn)證用戶是否合法。
文件新建文件、打開文件。
基本信息管理型號管理、參數(shù)管理。
歷史記錄歷史記錄管理、歷史記錄查詢。
用戶管理用戶管理。
關(guān)于關(guān)于。退出退出。
主要模塊介紹主程序界面主程序也是程序控制的核心，操作權(quán)限、程序功能調(diào)用等都要通過主程序調(diào)用實(shí)現(xiàn)。本程序通過菜單方式調(diào)用系統(tǒng)。管理系統(tǒng)主程序界面運(yùn)行結(jié)果如圖9所示。
菜單項界面(1)新建文件新建文件是傳感器參數(shù)管理系統(tǒng)中的重要部分，通過該界面可以直接輸入要錄入的傳感器參數(shù)，實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與單片機(jī)之間的串口通信，傳感器參數(shù)的存儲，以及保存當(dāng)前不錄入的參數(shù)便于下次直接讀取，而不必重新輸入。新建文件界面運(yùn)行結(jié)果如圖10所示。
(2)打開文件該模塊的設(shè)計是為了方便用戶，可以直接打開先前沒有錄入的傳感器參數(shù)，因此避免再次輸入相同的參數(shù)。用戶可以按時間查詢，打開不同日期保存的文件。打開文件界面運(yùn)行結(jié)果如圖11所示。
(3)型號管理目前最多只考慮六種型號的傳感器，一旦有了新型號傳感器，就將該傳感器的型號存入數(shù)據(jù)庫，也可以對已有型號進(jìn)行修改、刪除等操作。型號管理運(yùn)行結(jié)果如圖12所示。
(4)參數(shù)管理之所以將型號和參數(shù)分開管理，是因?yàn)楫?dāng)有了某種新型號時，未必知道該型號的K、A、F等參數(shù)。通過該界面可以對傳感器參數(shù)進(jìn)行添加、修改、刪除等操作，參數(shù)管理界面運(yùn)行結(jié)果如圖13所示。
(5)歷史紀(jì)錄管理歷史紀(jì)錄管理是對已經(jīng)燒到EEPROM里面的傳感器參數(shù)進(jìn)行管理，可以對這些參數(shù)進(jìn)行修改、刪除等操作，以及對修改后的記錄進(jìn)行重新燒片。歷史紀(jì)錄管理程序運(yùn)行結(jié)果如圖14所示。
(6)歷史紀(jì)錄查詢該界面提供了兩種查詢方式按時間查詢、按型號查詢，程序運(yùn)行結(jié)果如圖15所示。
(7)用戶管理只有在該系統(tǒng)注冊的用戶才有權(quán)限對該系統(tǒng)進(jìn)行操作，可以通過該模塊添加用戶信息、修改用戶信息、刪除用戶信息等操作，實(shí)現(xiàn)了簡單的用戶信息管理。用戶管理程序運(yùn)行結(jié)果如圖16所示。
權(quán)利要求
1.一種振弦式傳感器電子標(biāo)簽管理系統(tǒng)，其特征在于系統(tǒng)包括主要由單片機(jī)構(gòu)成的前端數(shù)據(jù)寫入/讀出部分和由PC機(jī)構(gòu)成的后臺管理部分，采用存儲器充當(dāng)電子標(biāo)簽，系統(tǒng)將傳感器編號和相關(guān)參數(shù)固化在存儲器中，然后人工將存儲器置入傳感器內(nèi)部；單片機(jī)與后臺PC機(jī)進(jìn)行串行通信，完成標(biāo)簽數(shù)據(jù)的傳輸；同時，單片機(jī)執(zhí)行對電子標(biāo)簽的讀寫操作，完成標(biāo)簽的制作與檢驗(yàn)，具體步驟為(1)傳感器參數(shù)的錄入PC機(jī)進(jìn)入電子標(biāo)簽管理系統(tǒng)環(huán)境，接收鍵盤鍵入的傳感器參數(shù)數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫中，完成傳感器參數(shù)的錄入功能(2)PC機(jī)與單片機(jī)串行通信通過通信電路中的MAX232電平轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)RS-232C電平與TTL電平之間的轉(zhuǎn)換，通過自定通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)通信數(shù)據(jù)傳輸格式的一致，完成PC機(jī)與單片機(jī)之間的通信任務(wù)(3)存儲器的數(shù)據(jù)讀寫單片機(jī)與存儲芯片之間采用I2C總線連接，單片機(jī)將從PC機(jī)接收到的傳感器數(shù)據(jù)通過I2C總線寫入存儲器芯片，完成電子標(biāo)簽的制作工作；還可把存到存儲器芯片中的數(shù)據(jù)讀出并回傳給PC機(jī)，完成電子標(biāo)簽的讀出與檢驗(yàn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振弦式傳感器電子標(biāo)簽管理系統(tǒng)，其特征在于所述電子標(biāo)簽管理系統(tǒng)是以傳感器參數(shù)為應(yīng)用對象，系統(tǒng)的后臺采用面向?qū)ο缶幊陶Z言Visual C++6.0開發(fā)，并掛接ACCESS數(shù)據(jù)庫，除了可以為每個傳感器制作電子標(biāo)簽外，還可以對出廠產(chǎn)品進(jìn)行信息管理，包括產(chǎn)品的查詢、品種的增加、刪除，每日或每月的產(chǎn)量統(tǒng)計等，程序主要由用戶登錄界面、文件、基本信息管理、歷史記錄、用戶管理、數(shù)據(jù)通信、幫助、退出等模塊組成，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中共包含6個表用戶信息表、傳感器型號表、傳感器參數(shù)表、已錄入傳感器參數(shù)表、型號名稱對應(yīng)表、保存文件表等，其中保存文件表作為數(shù)據(jù)文件存儲表。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的振弦式傳感器電子標(biāo)簽管理系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)采用ADO技術(shù)訪問數(shù)據(jù)庫，使用ADO的步驟如下(1)在頭文件中引入相應(yīng)的庫文件；(2)初始化COM環(huán)境；(3)利用Connection和Recordset工作；(4)利用其他ADO對象或功能工作。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的振弦式傳感器電子標(biāo)簽管理系統(tǒng)，其特征在于所述PC機(jī)的通信流程為(1)開始；(2)線路狀態(tài)初始化，設(shè)置波特率；(3)發(fā)送寄存器空？是則繼續(xù)下一步，否則返回；(4)發(fā)送握手信號；(5)接收寄存器空？是則返回，否則繼續(xù)下一步；(6)接收應(yīng)答信號；(7)是Y？是則繼續(xù)下一步，否則返回(3)；(8)發(fā)傳感器參數(shù)數(shù)據(jù)；(9)接收寄存器空？是則返回，否則繼續(xù)下一步；(10)接收返回數(shù)據(jù)；(11)接收發(fā)送一致？是則繼續(xù)下一步，否則返回(3)；(12)發(fā)送寄存器空？是則繼續(xù)下一步，否則返回；(13)發(fā)送結(jié)束E；(14)結(jié)束。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的振弦式傳感器電子標(biāo)簽管理系統(tǒng)，其特征在于所述單片機(jī)的通信流程為(1)開始；(2)T1及串行口初始化，設(shè)置波特率；(3)接收寄存器空？是則返回，否則繼續(xù)下一步；(4)接收握手信號；(5)是S？是則繼續(xù)下一步，否則繼續(xù)步驟(7)；(6)發(fā)送寄存器空？是則繼續(xù)步驟(8)，否則返回；(7)發(fā)送寄存器空？是則發(fā)應(yīng)答N，返回步驟(3)，否則返回；(8)發(fā)應(yīng)答Y；(9)接收傳感器參數(shù)；(10)發(fā)送傳感器參數(shù)；(11)接收寄存器空？是則返回，否則繼續(xù)下一步；(12)接收校驗(yàn)信號；(13)是否為E，是則繼續(xù)下一步，否則返回步驟(3)；(14)結(jié)束。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的振弦式傳感器電子標(biāo)簽管理系統(tǒng)，其特征在于所述PC機(jī)和單片機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信利用PC機(jī)的RS-232C串行口和單片機(jī)的URAT串行口實(shí)現(xiàn)，采用51系列單片機(jī)或其它品種，采用電平轉(zhuǎn)換器MAX232對PC機(jī)進(jìn)行串口通信，從MAX232芯片中兩路發(fā)送、接收中任選一路作為接口，其發(fā)送、接收的引腳對應(yīng)，同時R1OUT接單片機(jī)的RXD引腳，PC機(jī)的RS-232的發(fā)送端TXD對應(yīng)接R1IN引腳，系統(tǒng)一次可以制作3片電子標(biāo)簽，三個AT24C02器件分別掛接在單片機(jī)的6個不同引腳上，即P2.0-P2.5，而AT24C02器件的地址引腳A0，A1，和A2全部接地，器件的尋址由啟動單片機(jī)的引腳來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)要讀器件數(shù)據(jù)時，從機(jī)地址為0A0H，當(dāng)要往器件中寫數(shù)據(jù)時，從機(jī)地址為0A1H。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種振弦式傳感器電子標(biāo)簽管理系統(tǒng)，其用存儲器充當(dāng)電子標(biāo)簽，將傳感器編號(ID)和相關(guān)參數(shù)固化在存儲器中，然后將存儲器置入傳感器內(nèi)部，即使外套標(biāo)簽丟失或磨損，依然可以利用手持設(shè)備從電子標(biāo)簽中讀出傳感器編號和參數(shù)，從而解決了應(yīng)用中的技術(shù)難題。本發(fā)明采用存儲器充當(dāng)電子標(biāo)簽，將傳感器編號和相關(guān)參數(shù)固化在存儲器中，然后將存儲器置入傳感器內(nèi)部，包括單片機(jī)，單片機(jī)與后臺PC機(jī)進(jìn)行串行通信，并對電子標(biāo)簽進(jìn)行讀寫操作。
文檔編號G06F13/42GK1912856SQ200610105009
公開日2007年2月14日 申請日期2006年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月15日
發(fā)明者張衛(wèi)鋼, 張殿成, 吳意琴, 信衛(wèi)軍, 靳瑾 申請人:張衛(wèi)鋼