计算机近距离无线数据采集系统设计

表1 实验数据表

　　在接收端，单片机和射频模块之间也是双向通信，单片机首先关闭SPI 模式，将MISO定义为输入模式，通过模拟的SPI 操作，对射频模块进行配置；当有控制命令要发送时，仍将MISO端口定义为输出模式，将射频模块配置为发送模式，将控制命令发送到数据采集终端；当要接收采集终端传来的数据时，首先将射频模块配置为接收模式，然后打开SPI 功能，利用单片机的SPI接口，将数据读到单片机内部。

　　这样，就完成了射频模块的半双工通信接口与单片机全双工通信接口的转换。

　　单片机与MAX5591之间的SPI接口通信

　　C8051单片机的SPI 操作时序不能满足MAX5591的时序要求。要使单片机和MAX5591之间进行数据传输，必须根据MAX5591的时序要求将单片机的SPI时序进行转换。

　　实验结果及分析总结

　　实验结果

　　现场模拟电压信号通过12位ADC转换为数字量，通过无线方式传送到远端监控室，一方面通过DAC转换为模拟量，供示波器观看；另一方面，通过RS-232传送到PC进行显示、存储和打印。表1是实验数据。

　　分析总结

　　从试验数据可以看到，系统实现了现场模拟电压信号的采集、无线传输以及模拟信号还原，误差不大于0.2%，满足了设计要求。同时系统还存在着不足之处：在数据量加大，传输速率为1MHz时，偶尔会出现数据丢失现象；当被测信号频率大于500Hz的时候，信号复现时会出现波形失真。

　　系统实现了远端现场采集8路人体生理信号，无线传送到监控中心并复现现场信号的功能。实验证明，系统在250Kbps速率下无线传输距离可达50米，采集信号误差低于0.5% 。数据传输中采用了16位CRC校验，降低了误码率。该系统已经在某医疗器械上得到应用。经改造，系统可以采集现场的数字量和一些开关量，实现设备状态监测和开关量控制等。
　　
　　结语

　　本文采用软件切换的方式实现了半双工器件与全双工器件的通讯转换，采用软件模拟SPI操作，解决了多SPI器件之间的通信协议匹配问题。