基于智慧農業現場控制的要求,設計了一款基于以太網接口的無紙實時記錄儀,該記錄儀可以實時在線記錄現場數據,并可以通過以太網通信方式與上位機進行通信,與上位機進行雙向信息傳送。無紙記錄儀與農業環境傳感器等組成測量系統,可完成各個被測量數據的實時采集與記錄。嘉可儀表JK型無紙記錄儀使用 STM32 作為主控制器,配合鐵電存儲器、 USB 接口電路、 AD 傳感器、以太網接口,使記錄儀具備大容量存儲,實時數據記錄、查詢,以太網通信功能,并具有多種顯示界面可切換,實現了友好的人機界面設計。
無紙記錄儀總體結構框圖如圖 1 所示,主要包括以 STM32 為核心的現場控制采集電路和上位機。現場控制采集模塊主要由電源電路、內部存儲電路、 5mA~10mA 信號采集電路、隔離輸出 4 mA~20 mA 電路、 USB 接口電路、以太網接口電路、儀表溫度控制電路、顯示觸摸電路組成。
系統上電工作時,初始化后系統首先完成中斷向量表的建立,完成堆棧設置、時鐘選擇,開始執行用戶代碼。如果沒有接收到上位機的新的控制命令和參數設置要求,則按照上次的設置或默認設置開始工作。系統上電完成后將溫度等相關變送器生成的 5mA~10mA 測量信號送入 AD 轉換器,并通過 STM32 控制器進行數據處理,保存在存儲器 FM25CL64 中。如果采集的數據量非常多超過本機存儲容量,可以通過 U 盤讀取數據進行備份,或通過以太網遠程上傳到上位機。
嘉可儀表JK型智能無紙記錄儀并進行了系統的硬件電路設計和軟件設計,系統以 STM32 為核心,擴展了 USB 、以太網接口。上位機可以通過以太網接口將控制命令及采集參數下發至記錄儀,并控制各功能模塊完成數據測量功能。