摘要:本文通过多个基于W7100A的高速物联网采集器实现了一个采集系统,并给出了该系统的外围电路设计,对温湿度采集和显示模块进行了详细的阐述,编写了相关的显示和采集程序,实现了以太网远程高速数据采集。由于W7100A是硬核TCP/IP技术来进行数据采集,所以可以作为物联网采集器的一种实现方式,且可以通过拨码开关区分IP地址,实现模块化。
物联网用途广泛,遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、环境监测、路灯照明管控、景观照明管控、楼宇照明管控、广场照明管控、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域,其中采集器是物联网实现环节中的重要一环。
1 采集系统框架
该系统包含多个W7100A采集控制器,每个采集器通过交换机与控制服务器相连接组成控制系统。通过设定每个板子上拨码开关的值来调整相应的IP地址,可以实现多个采集控制器的动态加入。其中每个控制器又包含KEY输入、LCD显示、温湿度传感器、PWM、 UART串行口、继电器和以太网模块。按键通过595芯片做串行移位,仅用一个10端口就可以实现8个按键的输入。显示部分采用LCD12232液晶作为显示模块,与移位按键配合做设定报警信息和实时显示。温度传感器采用数字温度器件DS18B20采集温度;UART用于连接其他采集控制模块;继电器用于控制其他机械设备的启动和停止;PWM用于精确控制机械传动中的电磁阀。
该系统通过交换机把多个模块采集的数据发送到服务器,由服务器实时处理后保存到本地数据库并发送到Internet。向下通过每块W7100A控制器的10口采集当前环境的信息数据,利用W7100A自带的以太网模块把采集到的数据和服务器实现数据的交换。系统结构如图1所示。
2.1硬件电路设计
2.2显示电路设计
LCD选用带中文字库的LCM12864R,由于W7100A是可以直接驱动LCD12864R,两个器件相互连接的时候无需进行电平转换,采用串行输入方式。其接口和电路如图2和图3所示。
2.2可扩展电路设计
可扩展部分采用拨码开关设计,利用W7100A的10口读取拨码开关的状态来判断自身的IP地址。使用的时候,只需设置拨码开关的拨齿到不同的位置,极大地方便了现场的使用。其电路如图4所示。