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【摘 要】随着传感器数据传输的形式发生改变，出现了一种新兴传感器技术，即无线传感器，这种技术提供了更为快捷和方便的连接方式，其功耗也较低，具有广阔的应用前景，文章就无线网络数据采集与传输系统的设计与开发进行分析和研究，对其进行简要地介绍。
【关键词】无线网络 数据采集 运输系统 设计
一、网络处理器的选型
文章所选用的这种处理器主要为STM32处理器，该处理器是32位Cortex-M3 RISC的CPU，根据片上外设资源的数量、资源以及片内RAM容量与Flash的不同，该处理器主要分为两种系列，即STM32F103xx与STM32F101xx。STM32处理器的内部有CPU高速总线AHB与两条APB总线连接，而这也使得处理器系统与片上外设相联，其内部系统总线为AHB结构。此外，在处理器内部还连接了存储器、时钟以及CPU等。
选用STM32处理器的优点在于：第一，先进的内核结构。STM32采用了ARM公司最新研发的Cortex—M3内核构架。第二，可控制其功耗。在Flash中，代码全速运行为72MHz，在此时所消耗的电流计仅为27mA，而在待机的状态下，其耗电值仅为2uA。同时该芯片还具有三种以上的低功耗模式，其外设时钟控制模式也非常的灵活，使用者可按照其具体节能需求优化配置耗电/性能。第三，片上外设性能强大。APB高速灵活，其运行速度可和CPU运行频率相一致，连接至总线上的这些外设自身运行速度和功能较强，满足不同接口的运行速率。第四，整合集成。STM32处理器实现了系统的集成，在一定程度上减少了对于外设器件的一些速度要求。
二、USART接口和配置
串口作为软件开发的一种重要调试手段，其作用是非常大的，在调试时，可用于查看与输入有关的信息。STM32串口的功能非常的丰富，可提供5路串口，具备DMA功能。下面文章就和串口基本配置有关的寄存器进行简要的介绍：第一，串口时钟主要是由外设时钟使能寄存器来控制的。第二，当外设发生异常时，可通过复位寄存器内所对应的位置，实现该外设的复位，接着再重新进行该外设的配置，以此使其能够重新工作。第三，每一个串口均有属于自己且独立的一个波特率寄存器，通过该寄存器的设置可实现不同波特率的配置。第四，在STM32每一个串口均有三个不同的控制寄存器，串口的很多配置均是由这三个寄存器来进行设置的。在本文设计中，只需用其中一个就可实现其所需功能。第五，数据的发送和接收。STM32的接收以及发送均是通过数据寄存器来实现的，该寄存器包含了RDR与TDR。当对该寄存器写数据时，其串口就会自动进行发送，在接收到数据后，存储与该寄存器中。
三、处理器SPI接口和设置
SPI是一种速度快、同步且全雙工的通信接口总线，所提供的连接机制也较为方便，自身的功能较为强大，适用于不同软件系统。该系统分为主设备与从设备两种，为了便于和不同时序要求外设交换信息，SPI总线制定了四种工作模式。在本文中，所采用的是STM32的SPI主模式。其配置步骤主要如下：第一，进行相关引脚复用功能的配置；第二，SPI工作模式的设置，并将其启动，在启动以后，就可进行SPI通讯。
四、无线传感器网关设计
（一）系统方案的设计
本文所设计的这种无线数据采集系统的结构主要包括两个方面的内容，即无线传感器网关与无线传感器节点。无线接受模块主要负责传感器节点所传数据的接收，接着再由STM32微处理器来进行处理，再利用以太网卡ENC28J60将处理后的数据传输到网络上位机，最后由上位机中的监测软件来完成其接收工作以及显示工作。在本文设计中，其网关设计在应用层上协议转换器中。
（二）上位机监测软件的设计
为了实现无线网络数据的采集和传输，本文所设计的这一系统采用了VC++6.0，在TCP的基础上，利用WinSock技术进行流套接字接口的连接，并和无线传感器网关连接，将多点无线传感器所产生的信号转换成为波形显示，最后将其存储，以此为下一步数据的显示、采集以及反馈等提供相应的技术平台。
在设计上位机时，由于嵌入式以太网这一服务器所发送至网络的数据包括了采集的数据以及无线传感器地址信息。因此，在上位机程序中，应区别数据与地址，把不同地址传感器所产生的数据放于不同缓冲队列进行保存，该程序可实现三个功能：第一，构建和传感器网关之间的网络连接；第二，数据的显示；第三数据的存储。
连接原理为：应该将程序初始化，并对其函数进行进行相应地调整，其次进行套接字的创建，将连接打开，并接受数据，最后再构建一个文本文件，将无线采集到的数据存储到制定的目录中去，利用相关的绘图插件把数据用波形图的方式显示出来，在完成通信后，可调用Close函数将这次连接关闭。
五、结束语
综上所述，该数据采集和传输系统分别在射频导纳液位计测量与温度测量中进行了应用，从其监测结果来看，其数据融合和远程传输的效果均为良好。目前关于这方面内容的研究还处于一种初级阶段，望通过本文内容的阐述，为其以后的发展和研究提供相应的依据。
参考文献：
[1] 骆东松，李琼.基于GPRS的环保数据采集传输系统的研究与设计[J].工业仪表与自动化装置，2011，（2）：22-25.
[2] 付金勇，郭爱文.基于ZigBee网络与GPRS的数据采集传输系统设计[J].电子设计工程，2011，19（14）：163-165.
[3] 高美珍.FC-201在无线数据传输系统中的应用设计[J].单片机与嵌入式系统应用，2011，11（9）：77-78，81.
[4] 侯亮，揣小龙.基于ARM的嵌入式远程田间生产数据采集系统的设计[J].管理学家，2011，（2）：309-310.
【关键词】无线网络 数据采集 运输系统 设计
一、网络处理器的选型
文章所选用的这种处理器主要为STM32处理器，该处理器是32位Cortex-M3 RISC的CPU，根据片上外设资源的数量、资源以及片内RAM容量与Flash的不同，该处理器主要分为两种系列，即STM32F103xx与STM32F101xx。STM32处理器的内部有CPU高速总线AHB与两条APB总线连接，而这也使得处理器系统与片上外设相联，其内部系统总线为AHB结构。此外，在处理器内部还连接了存储器、时钟以及CPU等。
选用STM32处理器的优点在于：第一，先进的内核结构。STM32采用了ARM公司最新研发的Cortex—M3内核构架。第二，可控制其功耗。在Flash中，代码全速运行为72MHz，在此时所消耗的电流计仅为27mA，而在待机的状态下，其耗电值仅为2uA。同时该芯片还具有三种以上的低功耗模式，其外设时钟控制模式也非常的灵活，使用者可按照其具体节能需求优化配置耗电/性能。第三，片上外设性能强大。APB高速灵活，其运行速度可和CPU运行频率相一致，连接至总线上的这些外设自身运行速度和功能较强，满足不同接口的运行速率。第四，整合集成。STM32处理器实现了系统的集成，在一定程度上减少了对于外设器件的一些速度要求。
二、USART接口和配置
串口作为软件开发的一种重要调试手段，其作用是非常大的，在调试时，可用于查看与输入有关的信息。STM32串口的功能非常的丰富，可提供5路串口，具备DMA功能。下面文章就和串口基本配置有关的寄存器进行简要的介绍：第一，串口时钟主要是由外设时钟使能寄存器来控制的。第二，当外设发生异常时，可通过复位寄存器内所对应的位置，实现该外设的复位，接着再重新进行该外设的配置，以此使其能够重新工作。第三，每一个串口均有属于自己且独立的一个波特率寄存器，通过该寄存器的设置可实现不同波特率的配置。第四，在STM32每一个串口均有三个不同的控制寄存器，串口的很多配置均是由这三个寄存器来进行设置的。在本文设计中，只需用其中一个就可实现其所需功能。第五，数据的发送和接收。STM32的接收以及发送均是通过数据寄存器来实现的，该寄存器包含了RDR与TDR。当对该寄存器写数据时，其串口就会自动进行发送，在接收到数据后，存储与该寄存器中。
三、处理器SPI接口和设置
SPI是一种速度快、同步且全雙工的通信接口总线，所提供的连接机制也较为方便，自身的功能较为强大，适用于不同软件系统。该系统分为主设备与从设备两种，为了便于和不同时序要求外设交换信息，SPI总线制定了四种工作模式。在本文中，所采用的是STM32的SPI主模式。其配置步骤主要如下：第一，进行相关引脚复用功能的配置；第二，SPI工作模式的设置，并将其启动，在启动以后，就可进行SPI通讯。
四、无线传感器网关设计
（一）系统方案的设计
本文所设计的这种无线数据采集系统的结构主要包括两个方面的内容，即无线传感器网关与无线传感器节点。无线接受模块主要负责传感器节点所传数据的接收，接着再由STM32微处理器来进行处理，再利用以太网卡ENC28J60将处理后的数据传输到网络上位机，最后由上位机中的监测软件来完成其接收工作以及显示工作。在本文设计中，其网关设计在应用层上协议转换器中。
（二）上位机监测软件的设计
为了实现无线网络数据的采集和传输，本文所设计的这一系统采用了VC++6.0，在TCP的基础上，利用WinSock技术进行流套接字接口的连接，并和无线传感器网关连接，将多点无线传感器所产生的信号转换成为波形显示，最后将其存储，以此为下一步数据的显示、采集以及反馈等提供相应的技术平台。
在设计上位机时，由于嵌入式以太网这一服务器所发送至网络的数据包括了采集的数据以及无线传感器地址信息。因此，在上位机程序中，应区别数据与地址，把不同地址传感器所产生的数据放于不同缓冲队列进行保存，该程序可实现三个功能：第一，构建和传感器网关之间的网络连接；第二，数据的显示；第三数据的存储。
连接原理为：应该将程序初始化，并对其函数进行进行相应地调整，其次进行套接字的创建，将连接打开，并接受数据，最后再构建一个文本文件，将无线采集到的数据存储到制定的目录中去，利用相关的绘图插件把数据用波形图的方式显示出来，在完成通信后，可调用Close函数将这次连接关闭。
五、结束语
综上所述，该数据采集和传输系统分别在射频导纳液位计测量与温度测量中进行了应用，从其监测结果来看，其数据融合和远程传输的效果均为良好。目前关于这方面内容的研究还处于一种初级阶段，望通过本文内容的阐述，为其以后的发展和研究提供相应的依据。
参考文献：
[1] 骆东松，李琼.基于GPRS的环保数据采集传输系统的研究与设计[J].工业仪表与自动化装置，2011，（2）：22-25.
[2] 付金勇，郭爱文.基于ZigBee网络与GPRS的数据采集传输系统设计[J].电子设计工程，2011，19（14）：163-165.
[3] 高美珍.FC-201在无线数据传输系统中的应用设计[J].单片机与嵌入式系统应用，2011，11（9）：77-78，81.
[4] 侯亮，揣小龙.基于ARM的嵌入式远程田间生产数据采集系统的设计[J].管理学家，2011，（2）：309-310.