应变式测量系统是常用的测量系统,其优点是精度高、测量范围广、结构简单、频响特性好,能在恶劣的条件下工作。随着传感器技术、通信技术和计算机技术的发展,具有存储传感器信息和连接网络等功能的智能应变式测量系统成为了发展趋势。本文基于该趋势,并参考IEEE1451相关标准,设计了基于STM32F103的智能应变式测量系统,其中包括智能变送器模块(STIM)、网络适配器模块(NCAP)、上位机软件、一套指令体系和电子数据表格(TEDS)。智能变送器模块使用IIC与网络适配器模块通信;网络适配器模块使用WIFI与上位机软件通信,并作为智能变送器模块和上位机软件之间通信的桥梁。电子数据表格主要存储智能变送器模块和传感器的相关信息。本文首先介绍了IEEE1451相关标准,然后参考标准设计了测量系统的整体框架。接着,对关键技术进行了研究,并设计了各个模块的硬件和软件,最终完成整体方案的设计。本文的主要研究工作具体如下:(1)对测量系统总体进行设计。总体设计采用客户端/服务器模式,上位机软件作为客户端,网络适配器模块作为服务器,智能变送器模块执行具体的操作。重点设计了网络适配器模块和智能变送器模块之间的接口工作流程;还设计了一套简洁的指令体系,使系统易于维护和扩展。(2)对智能变送器模块进行设计。智能变送器模块主要由应变式传感器模块和STM32F103构成,主要实现指令处理、数据测量和信息传输以及电子数据表格存储等功能。在该模块中,还设计了更加利于传输和存储的电子数据表格格式。(3)对网络适配器模块进行设计。网络适配器模块主要由STM32F103和ESP8266网络模块构成,主要用来与上位机软件进行WIFI通信,解析上位机指令并向智能变送器模块发送指令;能够对智能变送器模块进行智能识别,接收其发来的数据,并将数据发送给上位机软件。(4)对上位机软件进行设计。上位机软件是在Visual Studio中使用C#语言编写的窗体程序,主要实现指令的产生、标记和发送,并对接收结果进行计算、显示、存储和查询等功能。上位机软件具有登录界面,使软件的使用更加安全。实验结果表明:智能变送器模块能够存储该模块与传感器的相关信息,并实现了应变式传感器模块的即插即用;网络适配器模块能够实现智能变送器模块的即插即用;上位机软件能够实现指令发送和结果接收与管理,并实时监测其与网络适配器模块的连接状态。