116温湿度数据采集系统文档格式.doc

1、2.2 ADO.NET技术132.2.1 ADO.NET概念132.2.2 数据库的连接142.2.3 数据库操作152.2.4 访问数据库162.2.5 其他组件介绍172.3 XML技术182.3.1 XML简介182.3.2 XML的特点182.3.3 应用XML182.3.4 访问XML技术192.4 技术路线比较20第三章 系统软件设计233.1 需求分析233.2 系统结构设计233.3 程序结构设计243.3.1 主界面设计253.3.2 参数设置界面263.3.3 数据输入界面273.3.4 数据查询界面283.3.5 帮助界面293.4. 数据库设计303.5 XML设计32

2、3.6 串口通信协议32第四章 软件系统实现344.1 数据部分实现344.2 数据库实现384.3 XML技术实现42第五章 系统测试及误差分析465.1系统调试465.2误差分析475.3 .NET的开发调试方法475.3.1断点调试475.3.2 跟踪和调试47结 论49总结与体会50谢 辞51参考文献52附录一:翻译英文部分53附录二:翻译中文部分64 摘 要随着计算机技术的飞速发展和普及，数据采集系统也迅速地得到应用。温湿度数据采集系统的主要功能是把模拟信号变成数字信号，并进行分析、处理、存储和显示。本设计要求在Windows环境下实现PC机与单片机之间的串口通信，以PC机作为上位机

3、，单片机作为下位机。考虑到C#编程语言具有面向对象的设计方法，友好的用户界面等优点，通过串口RS232进行串口通信把温度、湿度、露点数据传送给PC机，显示在用C#语言开发的一个可以显示温湿度数据的界面上,再进行相关的数据处理。本设计在此基础上还设计了系统的总体方案，最后通过硬件和软件实现了各个功能模块。相关部分附有程序流程图,程序代码。 经实验证明本系统的稳定性良好，测量误差在允许的范围之内，能够满足实验对数据采集和记录的要求和相应的精度要求。 关键词:单片机;串行通信;数据交换; ABSTRACTWith the rapidly development of computer technol

4、ogy and penetration, the data acquisition system are also rapidly applied. Temperature and humidity data acquisition systems main function is translate analog signals into digital signals,and then to analysis, processing,storage and display.The designs requirements beyond the Windows environment is

5、to achieve communication between PC and the serialport. Consider PC as a microcontroller, SCM as the next machine.Taking into account the C # programming language has object-oriented design and friendly user interface, and other advantages .Through a serial RS232 implement serial communication and t

6、ransmit the temperature, humidity, dew point to the PC and show the temperature and humidity data on the interface which is develop with the C # language, and then begain the data processing . The design not only design the overall program, but also has the ability to achieve the various functional

7、modules between the hardware and software that are basis on function of the system. There are some revelant charts and procedures code to show.The experiment has proved that the stability of the system is well, and measurement accuracy is also in the allowable scope, able to meet the experimental da

8、ta acquisition and recording of the request and the corresponding accuracy.Key Words:Singlechip;Serial Communication;Data Exchange; 前 言本次毕业设计的主要任务是温湿度数据采集系统上位机驱动程序的开发。通过串口RS232实现单片机与PC机之间的通信,数据的传送。PC机与单片机构成的上位机、下位机分布式控制系统是一种常见的工业控制系统，单片机作为下位机可进行现场数据采集和就地控制，并可将采集到的数据或者状态信息传送到上位PC机，以做进一步的分析处理。本文论述了了在C

9、#.NET环境下如何实现单片机与PC机之间串行通信所需条件，以及运用C#语言开发数据传送的界面,通过对控件的编程实现数据库的连接和XML技术的操作等问题。随着科学技术的飞速发展,数据采集系统的应用越来越广泛。在生产过程中，应用这一系统可对生产现场的工艺参数进行采集，监视和记录，提高产品质量，降低成本。在科学研究中，应用数据采集系统可获得大量的动态信息，是研究瞬间物理过程的有力工具，也是获取科学奥秘的重要手段之一。本论文总共分为五章来论述整个设计的内容。其中,第一章主要从三个方面展开论述选题的背景、意义,以及整个设计所采用的技术路线和应用。第二章论述了设计中用到的技术背景,分别从C#.NET技术

10、、ADO.NET技术、XML技术等三个部分详细阐述技术路线的比较,重点介绍串口通信协议,以及单片机与PC机之间如何通信。第三章首先着重介绍整个系统框架的设计,以及程序结构框架的设计。然后主要从数据接收问题,访问数据库,XML操作等三个方面一一作详细说明。接下来,第四章讲述系统的功能实现,也分为四个方面:串口通信实现,数据传送实现,访问数据库实现,访问XML实现等。最后,第五章中简单涉及在整个设计的完成过程中,软件调试出现的问题及解决方案。本文主要围绕单片机与上位机之间的串口通信问题进行展开的,其中涉及到数据库的知识和XML技术，在今后的学习中,有待进一步深入讨论和交流。张 帆2008年6月4日

11、第一章 绪 论1.1 研究背景随着信息领域各种技术的发展，在数据采集方面的技术也取得了很大的进步，采集数据的信息化是目前社会的主流发展方向。各种领域都用到了数据采集，在石油勘探、地震数据采集领域已经得到应用。随着测控技术的迅猛发展，以嵌入式计算机为核心的数据采集系统己经在测控领域中占到了统治地位。数据采集系统是将现场采集到的数据进行处理、传输显示、存储等操作。数据采集系统的主要功能是把模拟信号变成数字信号，并进行分析、处理、存储和显示。温湿度数据采集系统广泛的应用于人们的日常生活中,而驱动程序的开发让实时操作与监控更方便。基于Windows环境下利用VS.NET Framework平台开发的驱

12、动程序也具备这些特点。其中温湿度数据采集系统就是基于这个原理来采集外界的温度、湿度及露点,利用上位机对数据进行处理。总之，不论在哪个应用领域中，数据采集与处理越及时，工作效率就越高，取得的经济效益也越高。1.2 设计内容该设计硬件部分核心器件为AT89C51单片机。通过编写大量汇编程序来支撑单片机实现温湿度接收、转换、存储和显示等，最终温湿度用数码管显示出来。软件方面通过串口RS232进行串口通信把温湿度数据传送给PC机。鉴于PC机具有强大的监控和管理功能，单片机具有快速以及容易控制的特点，在数据量不大、传输要求不高的情况下，采用给PC机配置的RS-232标准串行接口COM1、COM2等相连接

13、来实现单片机系统与PC机之间的数据交换。该设计软件方面是在Windows XP环境下，对Visual Studio C#.NET中的串口组件进行编程实现单片机与PC之间的串行通信，其通信线路通过RS232连接,通过串口RS232进行串口通信把温度数据传送给PC机，显示在用C#.NET编辑的一个温湿度数据显示的界面上,再对数据进行处理存储在数据库中,并且以XML文档的格式存储。PC机与单片机的通信接口电路框图如图1.1所示: TxDRS RxD232 GND 单片机PCRxD（2）TxD（3）GND（5）图1.1 PC机与单片机通信接口电路 其中: 2脚：RxD，串行数据接收引脚，输入。3脚：T

14、XI），串行数据发送引脚，输出。5脚：GND。1.3 技术路线根据本系统设计的要求及功能,采用的技术路线有以下几种:一.C#.NET语言本系统是在C#.NET环境下设计Windows Form,该窗体是在设计程序时,用来制作用户数据输入输出界面的基本对象窗体,是整个用户界面的框架。所以系统设计之前,必须熟悉C#.NET的开发环境,以及掌握C#语言的编程规则。在熟悉了工具箱提供的控件及其功能后,依照本系统需要的实现功能,对所需的控件,进行编程实现。二. ADO.NET技术 C#.NET中对数据库的访问是通过ADO.NET来实现的,使用ADO.NET作为数据库存取的接口。ADO.NET是ADO的升级版本,专为Microsoft.NET平台量身打造,采用离线存储模式,可供多人同时存储,特别适合在Internet环境中使用。基于温湿度数据采集系统驱动程序开发的目的,系统要求:当通过串口通信将采集到的温湿度显示在Windows Form界面上,对数据进行处理,然后自动存储在数据库中,提供用户输入、查询记录等功能。因此,在对数据库操作之前,需了解各种数据库的连接方式,以及进行插入、修改、查询等操作相关的SQL语句。另外,在引用数据库之前需在库文件中添加数据库的命名空间。三. XML技术 .NET是基于XML的,XML具有跨平台性和简洁性,在.NET框架结构