基于低功耗设计的多通道数据采集与传输系统

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基于MSP430和MATLAB的低功耗多通道数据采集仪的研制

基于MSP430和MATLAB的低功耗多通道数据采集仪的研制
Ke y wo r d s : d a t a a c q u i s i t i o n c a r d s ; l o w p o we r c o n s u mp t i o n; mu h i c h a n n e l ; s o t f wa r e o f d a t a a c q u i s i t i o n
0 引 言
中数据采集 电路板采用插件方式 与核 心控制 电路 总线相连 , 可
2 0 1 3焦
仪 表 技 术 与 传 感 器
I n s t r u me n t T e c h n i q u e a n d S e n s o r
2 01 3 No . 8
第 8期
基 于 MS P 4 3 0和 MA T L A B的低 功耗 多通 道数 据 采 集仪 的研 制
吕 杰 , 韩 书娜 , 陆 畅
( 1 . 平顶 山供 电公 司 , 河南 平顶 山 4 6 7 0 0 1 ; 2 . 平顶 山工业职业技术 学院 , 河南平顶 山 4 6 7 0 0 1 )
摘要: 针 对多路数 据采集的 需求 , 设 计 了一套低 功耗 多通道数据采集仪 。仪 器由数据采集卡和上位机采 集软件组 成。 采 集卡以单片机 MS P 4 3 0 F 2 2 7 4为核心进行 多路数据 的 同步 采集 , 功耗 小、 成本低 ; 并能 与计 算机软件 进行 双向互 动。上
l o w p o we r . T h e i n s t r u me n t c o n s i s t e d o f d a t a a c q u i s i t i o n c a r d a n d s o f t wa re . Da t a a c q u i s i t i o n c a r d t o o k MS P 4 3 0 F 2 2 7 4 a s t h e c o r e f o r

基于可穿戴设备的低能耗数据采集终端设计与实现

基于可穿戴设备的低能耗数据采集终端设计与实现

基于可穿戴设备的低能耗数据采集终端设计与实现随着科技的发展,可穿戴设备已经成为人们日常生活中的一部分。

这些设备不仅可以追踪我们的健康状况和运动数据,还可以为我们提供便利和实用的功能。

而其中一个重要的功能就是数据采集。

基于可穿戴设备的低能耗数据采集终端设计与实现是一个对于可穿戴设备进行功能扩展和性能优化的重要任务。

在本文中,我们将探讨如何设计和实现一个低能耗的数据采集终端,并介绍相关技术和方法。

首先,为了实现低能耗的数据采集终端,我们需要选择合适的硬件平台和传感器。

可穿戴设备通常具有较小的体积和功耗限制,因此选择高效的芯片和传感器至关重要。

一些常用的传感器包括心率传感器、加速度计、陀螺仪、气压传感器等。

这些传感器可以监测用户的生理参数、运动状态以及环境信息。

其次,对于低能耗的数据采集终端设计来说,优化算法和数据传输是非常重要的。

我们可以通过优化数据采集算法来减少传感器的使用功耗,如降低采样率或使用压缩算法来减少数据量。

此外,有效地管理传感器的工作状态,比如根据用户的需求动态地开启和关闭传感器,也可以明显地降低能耗。

另外,数据传输是低能耗数据采集终端设计中一个关键的环节。

为了减少能耗,我们可以采用灵活的传输方式,例如利用蓝牙低功耗技术进行数据传输。

蓝牙低功耗技术具有低能耗和高稳定性的特点,非常适合于可穿戴设备的数据传输。

同时,我们还可以采用数据压缩和加密等技术来减少传输数据的量,并增加数据的安全性。

此外,为了更好地实现低能耗数据采集终端的设计和实现,软件的优化和系统的调试也是非常重要的方面。

我们可以通过对软件的精简和优化,减少不必要的后台运行和功耗消耗。

同时,进行系统调试和优化,及时发现和解决可能导致能耗增加的问题,以保证低能耗的目标得以实现。

最后,为了保证低能耗数据采集终端的设计和实现的可行性和稳定性,我们需要进行充分的测试和验证。

从功能测试、性能测试到安全测试,我们需要对设计的终端进行全面而详细的测试。

《2024年基于ZigBee技术的无线数据采集系统研究与设计》范文

《2024年基于ZigBee技术的无线数据采集系统研究与设计》范文

《基于ZigBee技术的无线数据采集系统研究与设计》篇一一、引言随着物联网技术的快速发展,无线数据采集系统在各个领域的应用越来越广泛。

ZigBee技术作为一种低功耗、低成本、低复杂度的无线通信技术,在无线数据采集系统中得到了广泛应用。

本文旨在研究并设计一个基于ZigBee技术的无线数据采集系统,以实现对各类数据的快速、准确、可靠采集和传输。

二、系统概述基于ZigBee技术的无线数据采集系统主要由传感器节点、协调器以及上位机三部分组成。

传感器节点负责数据的采集和初步处理,通过ZigBee无线通信技术与协调器进行数据传输。

协调器负责接收传感器节点的数据,并将其通过有线或无线网络传输至上位机进行进一步处理和分析。

三、传感器节点设计传感器节点是无线数据采集系统的核心部分,其设计直接影响到系统的性能和稳定性。

传感器节点主要包括传感器模块、微控制器模块、ZigBee无线通信模块以及电源模块。

传感器模块负责数据的采集,可根据实际需求选择不同类型的传感器。

微控制器模块负责协调传感器模块和ZigBee无线通信模块的工作,并对数据进行初步处理。

ZigBee无线通信模块负责与协调器进行数据传输。

电源模块为整个节点提供稳定的电源。

四、协调器设计协调器是连接传感器节点和上位机的桥梁,其设计同样重要。

协调器主要包括ZigBee无线通信模块、数据处理模块以及与上位机的接口模块。

ZigBee无线通信模块负责接收传感器节点的数据。

数据处理模块对接收到的数据进行进一步处理,如滤波、去噪等。

与上位机的接口模块负责将处理后的数据传输至上位机进行进一步的分析和处理。

五、系统实现系统实现主要包括硬件设计和软件设计两部分。

硬件设计主要包括传感器节点和协调器的电路设计、元器件选型等。

软件设计主要包括传感器节点的数据采集和处理程序、ZigBee无线通信程序以及协调器的数据处理程序和与上位机的通信程序。

在硬件设计方面,需根据实际需求选择合适的元器件,并设计合理的电路以保证系统的稳定性和可靠性。

基于单片机的数据采集与传输系统设计文献综述

基于单片机的数据采集与传输系统设计文献综述

文献综述基于单片机的数据采集与传输系统设计学生:学号:专业:电子信息工程班级:指导教师:二O一三年四月1 研究目的及意义数据采集与数据传输是指将温度、压力、流量、湿度等物理量从传感器采集,经过ADC转换成数字量后,通过传输系统送入计算机(微处理器)进行存储、处理、显示或者打印的过程。

数据采集系统是结合基于计算机(或微处理器)的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统,根据不同需要可以把ADC采集的电压信号进行相应的计算和处理,获得所需的数据,同时交予数码管实现电压显示功能,便于对某些物理量的监视和统计。

虽然在不同的应用领域中,对数据采集与处理系统的功耗、便携性、成本等方面有着不同的要求,但总体而言,要在确保精度的条件下,尽可能提高采集速度,以满足实时采集、实时处理、实时控制的要求。

实时性越高,工作效率越高,取得的经济效益也就越大。

随着电子技术、计算机技术的高速发展,数据采集与处理技术也在飞速提升[1]。

在计算机广泛应用的今天,数据采集的在多个领域有着十分重要的应用。

它是计算机与外部物理世界连接的桥梁。

在工业、工程、生产车间等部门,尤其是在对信息实时性能要求较高或者恶劣的数据采集环境中更突出其应用的必要性。

例如:在环境勘查中,应用数据采集系统可以获取多种物理量,并对勘察对象进行存储、统计和分析,是获取科学奥秘的重要手段之一,从而提高了人们对自然的认知能力;在科学实验中,应用数据采集系统可以获得大量的动态信息,是研究瞬间物理过程的有力工具;在企业生产过程中,应用数据采集系统可以对生产现场的工艺参数进行采集、见识和记录,为提高产量、降低成本提供相应信息和手段。

本文设计的8路数据采集与数据传输系统主要应用在工业现场。

2 数据采集与数据传输系统的概述数据采集与传输技术是信息科学的一个重要分支,也是现代科学技术发展的一个重要标志。

近年来,数据采集及其应用受到了人们越来越广泛的关注,数据采集系统也有了迅速的发展,它可以广泛的应用于各种领域。

基于Zigbee的低功耗数据采集系统设计

基于Zigbee的低功耗数据采集系统设计

密级一般分类号TP393硕士学位论文作者:杨朋伟指导教师:侯宏录教授申请学位学科:2009年4月20日XI’ANTECHNOLOGICAL UNIVERSITY基于Zigbee的低功耗数据采集系统设计测试计量技术及仪器题目:基于Zigbee的低功耗数据采集系统设计学科:测试计量技术及仪器研究生签字:指导教师签字:摘要Zigbee无线传感器网络技术是一种全新的短距离无线通信技术,广泛应用于智能控制、无线监控及环境监测等领域。

目前,对于Zigbee无线传感器网络技术的应用还存在诸多问题,本文重点对无线传感器网络时间同步算法、低功耗系统设计开展深入研究。

1.对Zigbee无线传感器网络时间同步算法进行了全面分析研究,从降低同步开销和关键路径长度的角度出发,提出了两种应用于不同环境下的时间同步算法。

1)当网络规模较小时,采用二层拓扑结构的Zigbee时间同步算法,该算法通过构造二层拓扑结构和时延估计的方法实现了ms级的时间同步精度.降低了时间同步开销;2)当网络规模较大时,采用多跳传感器网络时间同步算法,该算法通过构造较优拓扑结构和累计时延估计的办法降低了时间同步开销及关键路径长度。

2.通过对Zigbee协议栈的研究及分析,从低功耗设计的角度出发,完成了Zigbee低功耗无线数据采集及传输系统设计。

主要内容包括如下几个方面:1)完成了Zigbee无线网络节点的电路设计及相关应用电路设计,在此基础上,应用IAR7.20H开发平台完成了Zigbee无线网络节点的功能软件设计。

2)使用TI公司的CC2430芯片完成了Zigbee节点点对点无线通信的设计及Zigbee 简单网络节点通信设计。

3)完成了多路传感器数据采集接口的设计及Zigbee无线网络监控管理软件设计。

4)研究了无线网络节点功能软件的低功耗设计方法。

5)搭建了Zigbee低功耗无线数据采集及传输系统,对其进行了调试和实验,结果表明该系统在70m范围内工作稳定,误码率较低,时间同步精度较高,能够满足工业环境下的参数远程监控。

基于PowerPC的数据采集及光纤传输系统

基于PowerPC的数据采集及光纤传输系统
000 ) 50 3 ( 军械 工程 学 院导 弹 工 程 系 , 北 石 家 庄 河
摘 要 : 出 了一 种 基 于 P w r C的 数 据 采 集及 光 纤 传 输 系统 , 系统 以 P w r C微 处 理 器 为核 心 , 过 其 集 成 的 P I 提 o eP 该 o eP 通 C
2 0伍 01
仪 表 技 术 与 传 感 器
I tu n Te h i ue a d S n o nsr me t c nq n e sr
201 0 No 2 .1
第 l 2期
基 于 P w r C 的 数 据 采 集 及 光 纤 传 输 系 统 o eP
楼 杨 , 广龙 , 王 李 乐
( ea t n f s l E gn eig Orn n eE gneigC H g ,hj zu n 5 03 C ia D pr me t se n iern , d a c n er o e eS iah a g00 0 , hn ) o Mi i i n i
Ab ta t T i p p r ito u e i d o a a a q ii o n p ia b r t n mi s s m a e n P w r C. h h p o sr c : h s a e n rd c d a kn fd t c u s in a d o t lf e r s t y t b s d o o e P T e c i f t c i a e
高速 光纤传输 , 具有低 功耗 、 高带宽和 高集成度等优点。测试结果表 明 : 系统处于全效 率运 行状 态, 以太 网接 口传输速 率
可 以 达到 1G / 左右 , 足 了 系统 设 计 的要 求 , 有 广 阅的 应 用前 景 。 bs 满 具

基于zigbee技术的数据采集传输系统设计

基于zigbee技术的数据采集传输系统设计

J o u r n a l of W u h a n P o l y t e c h n i c 电子与计算机技术基于zigbee 技术的数据采集传输系统设计王卫华(河南警察学院,河南郑州450000)摘要:ZigBee 技术作为一种短距离、低功耗、低成本的无线通信技术,有效地弥补了短距离无线通 信的一些不足和缺点。

通过利用Z 1gbee 通讯协议提出了一个无线数据采集传输系统方案, 设计并实现了数据采集传输系统的网络结构、硬件组成和软件程序流程设计,该系统具有 覆盖范围广、适应性强、性能安全稳定、操作简单等特点,实现了数据无线采集和传输的功 能。

关键词zigbee 技术;无线网络;传感器;数据采集中图分类号:TN 92文献标识码:A 文章编号:1671-931X (2017) 01-0076-03随着无线网络通信技术的迅猛发展,利用无线 网络和传感器进行数据采集和传输被越来越多的领 域应用,有效克服了有线网络费用高、布线困难、灵 活性差的缺点,具有良好的性价比和可扩展性。

近年 来,各个应用领域对无线数据传输的实时性、安全性 和灵活性的要求不断提高,建立一个安全可靠的无 线数据采集传输网络成为广大用户的急切需求。

一 种基于zigbee 技术的无线数据采集通信网络系统以 其低功耗、低成本、安全可靠的优良特性受到了用户 的青睐,成为一种便捷好用的无线数据传输方法。

一、Zigbee 技术概述Z igbee 网络技术是基于IEEE 802.15.4标准协议 的,具有低功耗、低传输率、短距离、延时短、安全可靠 等优良特性,并且拥有很好的路径选择、自动连网、广 泛适用性等功能,非常适用于数据传输量较小的网络 系统中。

一个完整的Zigbee 协议栈包括应用层、汇聚 层、网络层、数据链路层、物理层五个部分[1]。

Zigbee 协 议应用功耗低,2节5号电池能够使用6个月以上,简 化了频繁更换电池的麻烦。

一个使用范围内最多可以 同时容纳100个zigbee 网络。

基于NBIoT技术的低能耗数据采集终端设计与实现

基于NBIoT技术的低能耗数据采集终端设计与实现

基于NBIoT技术的低能耗数据采集终端设计与实现随着物联网技术的不断发展,人们对于数据采集终端的需求也越来越高。

为了满足多样化的数据采集需求以及降低能耗,基于NBIoT(Narrowband Internet of Things)技术的低能耗数据采集终端成为了研究的热点。

本文将围绕该主题介绍基于NBIoT技术的低能耗数据采集终端的设计与实现。

首先,我们需要了解NBIoT技术。

NBIoT是一种低功耗广域网技术,专门用于物联网设备的连接。

相比于传统的GSM、3G或4G网络,NBIoT在功耗、连接密度和覆盖范围方面具有更好的性能。

因此,选择NBIoT作为数据采集终端的通信方式是合理的。

设计一个低能耗的数据采集终端,需要考虑以下几个关键方面:硬件设计、软件设计和能耗优化。

在硬件设计方面,我们可以选择适合低功耗应用的微控制器单元(MCU),如STMicroelectronics的STM32系列。

这些MCU具有低功耗模式和丰富的外设接口,可以满足各种数据采集需求。

另外,为了减小能耗,还可以选择低功耗传感器和模块,例如低功耗的温度传感器和无线通信模块。

在软件设计方面,需要进行嵌入式软件的开发。

首先,需要实现与NBIoT网络的通信协议栈,以便与云平台进行数据交互。

其次,要编写采集数据的驱动程序,使终端能够读取传感器数据。

此外,还需要设计一套有效的数据处理算法,以便对采集到的数据进行筛选、压缩和存储,从而减小数据传输量和能耗。

为了进一步降低能耗,还可以采取一些能耗优化措施。

例如,可以使用睡眠模式和唤醒定时器来控制终端的工作周期,避免长时间的待机过程。

此外,还可以通过优化数据传输的方式来减小能耗,例如,采用数据压缩和差异化传输的方法。

在实际实现过程中,需要进行严格的测试和验证。

可以模拟不同场景下的数据采集和传输,以评估终端在实际使用中的性能和能耗。

此外,还需要进行电力管理的测试,以确保终端在不同能量供应条件下的稳定性和可靠性。

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支 持 电路 ( 电平 转 换 电路 、 / C转 换 器 ) 并 须 如 DC D , 仔 细考 虑诸 如信 噪 比等细 节 问题 。
se p sae t eee ti u r n sls h n 5 le t t ,h lc rcc re ti e st a A.
电 流 小 于 5“ A。
1 C MOS集 成 电路 功 耗 分 析 与 计 算
C MOS集成 电路 的功 耗 由 3部 分 组 成 : 漏 电 泄 流 ; 路 电 流 ; 载 的 充 、 电 电 流 。 一 般 认 为 短 负 放 C MO S电路 的功 耗主 要 来 自电容 负 载 的 充 、 电 电 放
率 、 电方式 配置 以及 优化 软件设 计 等方 面 出发 , 供 讨 论 了降低 功耗 的方 法 。
频率 、 电方式 配置 以及优 化软 件设 计等 方 面 出发 , 供
讨 论 了低 功耗 系统设计 时应 考虑 的一 些 降低 功耗 的 问题 、 方法 。 实际测试 结果表 明 : 系统设计 双通 道 本 三磁 头 系统正 常 工 作 功 率 4 mW , 机 状 态 下 工作 待
cn u o s mpto sgn i n De i
MA ~y a ,UN Ch n Xi u n S a g—g o uz ( . c o l fElcr ia gn e ig, u a iest , u a 3 0 2, hia 2 Na a iest fE gn e ig 1 S h o e tac l o En ie rn W h n Unv riy W h n 4 0 7 C n ; . v l Un v riyo n ie rn .
业 上采取 的措 施 主要包 括 以下几 个 方面 [ : 1 ]
a 通过 改 进 工 艺 , 少 电 容 , . 减 比如 采 用 先 进 的 SI 0 技术 和 MC 互 连技 术 。 M
b 有 效降 低 电源 电压 。这 要 求 必 须 有 新 的 I . C 制造 工艺 作为支 持 , 要 有适 合 于 低 电 压下 工 作 的 还
关键词 : 功耗 ; 据采 集 ;MS 4 0单 片机 低 数 P3 中图分 类号 : P 7 T 24
文献标 识码 : B
文 章 编 号 :0 1 2 7 2 O ) 7 0 6 2 1 0 —2 5 ( O 8 O —0 1 一O
Ab t a t De i uhi e e a a o l c i sr c : sgn a m c nt r d t c le ton a d t a s is o s s e n r n m s i n y t m b s d n o — a e o l w —po r— we — c s mpton on u i .So e i s s n me hod t de s m s ue a d t s o ba e p we o umpton o e i i p ia i n s s o rc ns i f a d sgn ng a plc to y — t r r i c s d fom s c s o ho c p o— e a e d s us e r n a pe t f c ie ofa pr pra e M PU n i t a d ASI r a o a e coc r qu nc C, e s n bl l k f e e y, mod we u pl nd o i ia i n o ofwa e e ofpo rs p y a ptm z to fs t r d sgn e i .Te tr s ls s w ha h we on ump. s e u t ho t tt e po rc s to ft e i e ic t i nl i n o he d sgn d cr ui s o y 4 mW , whe n on
流 。设 C 是节点 电容 ; ls 是节 点信 号 摆 幅 ; E ( )
是 时钟频 率 。这部 分功 耗 ( 为 动态 功耗 ) 称 可写 成 :

1 Biblioteka P一 : E ( ) 寺C 删

上式表明, 电源 电压 与功 耗成平 方 关 系 , 以通 可
过 降低 电 源电压 大 幅度降低 功 耗 。选 择 的集 成 电路 尽 量减 小 电路节 点 的电容 和开 关活 性达 到 降低 功 耗 的 目的 。但 是 电源 电压 也 不 能 无 限制 地 降低 , 须 必 保持 阈值 电压 ( ) 2 倍 。为 了实现 低功 耗 , 的 ~3 工
维普资讯
基于低功耗设计的多通 道数据采集与传输 系统
马溪 原 , 长 国 孙
( . 汉 大学 电气工程 学院 , 北 武汉 4 0 7 ;. 1武 湖 3 0 2 2 海军 工程 大学 , 湖北 武 汉 4 O 3 ) 3 O 3
M u t e t rDa aColcin a d Tr n m iso y tm s d o w —p we — li n e t l t n a s s in S s e Ba e n Lo — o r— c e o
W u a 0 3 , ia h n 43 0 3 Ch n )
摘要 : 以降低应 用 系统 的功耗 为主要 技 术指标 , 设计 了一 款水 下磁 场数 据采 集与传 输 系统 。从 选择 低功耗 的微 处理 器、 围集成 芯 片电路 、 外 合理 的时钟
适 的微 处理 器 、 围集 成 芯 片 电 路 、 理 的时 钟 频 外 合
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