一种基于PSoC的无线静载仪采集系统的设计

作者：时间：2010-11-25来源：网络收藏

　　近年来，我国工程建筑事业开展迅猛，城市高层建筑也随之得到了前所未有的高速发展。桩基的成桩质量与其实际承载力关系到整个高层建筑的设计和安危，因此对于高层建筑而言，桩基承载力检测非常重要。我国建筑桩基技术规范（JCJ94－94）规定：对于一级建筑物以及缺乏可参照试桩资料的二级建筑物为确定单桩竖向极限承载力，应进行现场静载试验。

　　现有的静载检测仪虽然做到了白动化、智能化，但是都是基于有线连接方式的，并且所使用的8位MCS－51单片机功耗较大、功能较单一，数据盒与上位机交换数据采用RS－232串口通信，无法适应电子系统无线化、小型化、高效化、集成化、节能化的发展需求。并且新一代的PC机上的COM接口已逐浙消失，单独设计USB转RS－232会带来不必要的麻烦，开发带有USBUART仿真串口的传输接口是当今检测仪器的发展需要。

　　PSoC的特点在于既具有8位微控制器的处理能力，又集成了多种可编程数字用户模块。值得一提的是，PSoC史无前例地集成了多种可编程模拟用户模块功能，将全数字式的微控制器设计与纯粹的模拟设计相结合，是一种具有SoC的基本原理的、基于高度灵活且完全可编程混合信号的全新一代器件。

　　CyFi低功耗无线射频技术开发简便、协议栈结构精简、可实现多信道跳变等特点，使其成为无线技术应用领域的新生力量，能广泛应用于工业、消费电子、汽车家电、智能建筑等多种无线控制应用中。

　　CY8C24894是Cypress公司推出的带有M8C控制内核的PSoC可编程片上系统，系统资源中带有USBUART传输模块。本文围绕这款高性能、低功耗的片上系统设计了一个无线采集系统。

　　1系统组成与设计原理

　　系统分为数据采集部分与数据上传部分。数据采集部分由5个子节点和1个汇聚节点通过CyFi无线传输技术组成。其中，子节点又分为4个位移子节点和1个压力子节点。子节点的核心控制单元是PSoC可编程片上系统，负责接收传感器数据并控制CyFi无线模块发送。另外，位移传感器采用数字容栅式MS50传感器，输出量为数字信号。压力传感器采用压阻式压力传感器MPM480，输出量为模拟信号，需进行A／D转换。

　　数据上传部分由汇聚节点与上位机通过USBUART传输技术组成，汇聚节点由基于PSoC可编程片上系统的数据盒控制。数据盒通过CyFi无线模块，收集到全部子节点的传感器数据并进行存储，当得到上位机读取数据命令后，通过USB接口模拟的串口将数据上传给上位机。系统整体设计方案如图1所示。