一种基于嵌入式和无线通信的智慧实验数据采集装置

本技术属于电子信息，涉及数据采集，具体涉及一种基于嵌入式和无线通信的智慧实验数据采集装置。

背景技术：

1、在电子、通信等专业的教学过程中，通常会安排实验课程，由学生在硬件实验平台上搭载各种不同的电路，通过测量端口输出数据，验证电路功能，并最终撰写实验报告。这种方式的缺点是，学生对相关知识的掌握程度只能从实验报告中体现出来，在实验过程中，教师无法及时了解学生的实验进程。

2、一些数据采集系统提出了对电路数据进行实时采集，并传输到上位机进行显示。但是通常采用短距离组网传输的方式来进行信号传输，这会导致信号更新速度较慢，且数据接发不稳定，容易出现由于接收端与发送端位置变化而导致数据无法正常接收的问题，并且也不具有远程功能。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本实用新型提出了一种基于嵌入式和无线通信的智慧实验数据采集装置，通过嵌入式系统采集实验平台上不同端口的数据，实时传输到上位机软件，使教师可以及时掌握实验进度与结果。

2、一种基于嵌入式和无线通信的智慧实验数据采集装置，包括多个实验端和一个数据显示端。

3、每个实验端包括数据采集模块和无线通信模块。所述数据采集模块包括采样电路和嵌入式处理器。其中采样电路用于采集实验平台上不同端口的电压，并输入嵌入式处理器。所述无线通信模块通过总线接收嵌入式处理器的输出数据，并以无线传输的方式发送到数据显示模块。

4、所述数据显示端接收无线通信模块发送的数据，显示数据采集模块采集的电路数据与对应的实验端编号。

5、作为优选，采用分压电路采集实验平台上的端口电压。

6、作为优选，所述分压电路包括两个串联的电阻，一端与实验平台上的端口相连，另一端接地，串联连接点与嵌入式处理器的输入i/o口相连。

7、作为优选，所述无线通信模块使用cc1101无线模块实现。

8、作为优选，所述cc1101无线模块通过4线spi接口与嵌入式处理器相连。

9、本实用新型具有以下有益效果：

10、1、所述数据采集装置为小型化模块，不影响现有实验平台的正常使用，也不用改变现有实验平台的电路结构。

11、2、通过无线通信模块实现远距离实时通信，将实验平台的数据直接展示向教师展示，增强实验教学中的师生互动，提高教学效率，同时避免了实验报告中的数据造假问题。

技术特征：

1.一种基于嵌入式和无线通信的智慧实验数据采集装置，其特征在于：包括多个实验端和一个数据显示端；

2.如权利要求1所述一种基于嵌入式和无线通信的智慧实验数据采集装置，其特征在于：采用分压电路采集实验平台上的端口电压。

3.如权利要求2所述一种基于嵌入式和无线通信的智慧实验数据采集装置，其特征在于：所述分压电路包括两个串联的电阻，一端与实验平台上的端口相连，另一端接地，串联连接点与嵌入式处理器的输入i/o口相连。

4.如权利要求2或3所述一种基于嵌入式和无线通信的智慧实验数据采集装置，其特征在于：设计分压电路将实验平台上的端口电压降低至原先的1/4，再输入嵌入式处理器。

5.如权利要求1所述一种基于嵌入式和无线通信的智慧实验数据采集装置，其特征在于：所述无线通信模块使用cc1101无线模块实现。

6.如权利要求5所述一种基于嵌入式和无线通信的智慧实验数据采集装置，其特征在于：所述cc1101无线模块通过4线spi接口与嵌入式处理器相连。

7.如权利要求5或6所述一种基于嵌入式和无线通信的智慧实验数据采集装置，其特征在于：cc1101芯片的1、2、7、20脚与嵌入式处理器的输出i/o口连接，通过spi总线的方式进行数据传输；4、9、11、14、15、18脚接vcc，16、19脚接地，17脚通过第三十二电阻r32接地，5脚通过第七电容c10接地，21脚置空，8脚、10脚与外部晶振电路相连；第二电感l2、第十三电容c13的一端与cc1101芯片的13脚相连，第十四电容c14、第一电感l1的一端与cc1101芯片的12脚相连，第十三电容c13的另一端接地，第一电感l1的另一端与第十四电容c14的另一端相连，第一电感l1的另一端通过第十四电感c14接地，组成了一个平衡转换器，一方面将cc1101芯片的微分rf端口转换成单端rf信号，另一方面将无线通信模块的输出阻抗与50欧的发射天线l5相匹配；第三电感l3、第四电感l4与第十八电容c18串联，其中第三电感l3与第四电感l4的连接点通过第十六电容c16接地，第四电感l4与第八电容c8连接点通过第十七电容c17接地，构成一个lc滤波电路，该lc滤波电路的输入端与平衡转换器的输出端相连，输出端与发射天线l5相连；cc1101芯片的其他脚作为预留通信口。

技术总结本技术公开了一种基于嵌入式和无线通信的智慧实验数据采集装置。所述装置包括多个实验端和一个数据显示端。每个实验端包括数据采集模块和无线通信模块。所述数据采集模块包括采样电路和嵌入式处理器。其中采样电路采集实验平台上不同端口的电压，并输入嵌入式处理器。所述无线通信模块通过总线接收嵌入式处理器的输出数据，并以无线传输的方式发送到数据显示模块。所述数据显示端接收无线通信模块发送的数据，显示数据采集模块采集的电路数据与对应的实验端编号。该装置通过嵌入式系统实时采集实验平台数据，利用无线通信系统传输，最后用上位机软件接收并实时显示。便于教师及时掌握学生实验数据情况，进一步提高实验课程指导效率。技术研发人员：罗强,邓婷,肖琪,吴乐乐受保护的技术使用者：江西科技师范大学技术研发日：20231114技术公布日：2024/5/29