[发明专利]基于双单片机的水质数据采集存储系统及方法

说明书

一种基于双单片机的水质数据采集存储系统及方法，该方法基于水质数据采集存储系统实现，所述的水质数据采集存储系统主要包括共同控制整个系统的STC12C5A60S2双单片机，G5V继电器，MAX3232双收发器，RS232接口，RS232/RS485转换器，CH376S文件管理控制芯片，TF卡等。本发明采用“主机‑从机”的设计方案，在配置MAX3232收发器的基础上，使用带多串口的STC12C5A60S2双单片机进行水质传感器数据采集，且通过使用RS232/RS485转换器增强系统工作稳定性，同时利用CH376S文件管理控制芯片进行水质数据信息存储。此外，通过采用“采样前供电‑采样后断电”的设计方案，在保证正常向传感器供电的基础上有效地节省了电力。本发明可实现水源地水质数据的连续采集、自动存储，提高数据采集的稳定性，并保证了数据的准确性。

技术领域

本发明属于水质数据采集及存储技术领域，涉及到基于双单片机的水质数据采集存储系统及方法。

背景技术

现有的水质数据采集方法主要还停留在现场人工取样，后期将水样带回实验室进行分析的方法，这种方式不仅工作量大、费时费力，而且检测的结果具有一定的滞后性。水质数据采集领域中普遍采用一块单片机作为控制中心，而大多数单片机中只有一个串口，不能满足多单片机多串口应用的需求，也不能充分利用单片机的通信资源，容易出现工作效率低等问题。此外，虽然水质数据采集技术随着科学技术的提高在不断发展，但是仍存在着一些技术问题待解决，如稳定性差、功耗大、数据存储不及时等问题比较突出。

针对上述现有技术的不足，目前迫切需要基于双单片机的水质数据采集存储系统及方法，实现水源地水质数据的连续采集、自动存储，提高数据采集的准确性，并保证水质监测的时效性，节省人力物力资源。

(一)工作效率

例如邱春松等的《燃气快速热水器双单片机控制系统》(CN101598938)，公开了一种燃气快速热水器双单片机控制系统，使用双单片机共同完成整个系统的控制，其串口通信方法为单片机1(MCU1)的串口数据发送端(TXD1)连接到单片机2(MCU2)的串口数据接收端(RXD2)，单片机2(MCU2)的串口数据发送端(TXD2)连接到单片机1(MCU1)的串口数据接收端(RXD1)，相当于每块单片机只使用了一个串口，共使用两个串口，串口通信资源利用不充分。而本发明中STC12C5A60S2单片机主机的一个串口采集传感器数据，另一串口将接收到的传感器数据传输给STC12C5A60S2单片机从机，同时，STC12C5A60S2单片机从机的一个串口将接收到的传感器数据存储到TF卡，共使用三个串口。串口通信资源被充分利用，提高了整个系统的工作效率。较明显地，本发明在工作效率上表现更佳，更具实用性。

例如陈永胜等的《一种基于无线通信的水质监测系统》(CN109212147A)，该系统中的水质采集模块采集水质监测传感器测试到的水质信息，水质分析模块用以对水质采集模块采集到的信息进行分析，并将分析后的数据传输至单片机中。但该系统仅使用一块单片机，所述的单片机承担的工作量较大，工作效率较低，且无法提供足够的串口通信资源，不便进行系统功能扩充和升级。而本发明采用“主机-从机”的设计方案，使用STC12C5A60S2双单片机进行数据通信。双单片机在系统中分别承担了相应的工作任务，通过多串口通信共同控制数据的传输过程。较明显地，本发明极大地提高了系统的工作效率和串口通信的传输速率，更具创造性和实用性。

(二)稳定性

例如朱涛等的《双串口同时通信的方法》(CN103024088B)，该方法两个串口可以同时进行数据通信，相互独立，并且两个串口的通信协议一致，都支持RS232，但接口的信号电平值较高，接口电路的芯片易损坏。而本发明中配置了所述RS232/RS485转换器，用于RS232和RS485之间的串口通信信号转换，抗共模干扰能力提高，有利于增强系统工作稳定性。较佳地，本发明在系统稳定性方面更具优势，更具实用性。

(三)功耗