【文章內(nèi)容簡介】 SP/Servlets、JavaBean 以及 EJB (Enterprise JavaBeans)的應(yīng)用。 Eclipse: 中文的翻譯為 “帕斯菲達(dá)，是一種可擴(kuò)展的開放 源代碼 IDE。集成開發(fā)環(huán)境 (IDE)經(jīng)常將其應(yīng)用范圍限定在“開發(fā)、 構(gòu)建 和 調(diào)試 ”的周期之中。 Eclipse允許在同一 IDE 中集成來自不同供應(yīng)商的工具，并實(shí)現(xiàn)了工具之間的 互操作性 ，從而顯著改變了項(xiàng)目工作 流程 ，使開發(fā)者可以專注在實(shí)際的嵌入式目標(biāo)上。 JCreator: Jcreator 是一個(gè)用于 Java 程序設(shè)計(jì)的集成開發(fā)環(huán)境，具有編輯、調(diào)試、運(yùn)行 Java 程序的功能，是 Java 語言編程開發(fā)人員的 IDE 工具。它為使用者提供了大量強(qiáng)勁的功能，例如 : 項(xiàng)目管理、工程模板、代碼完成、調(diào)試接口、高亮語法編輯、使用向?qū)б约巴耆勺远x的用戶界面。第一次啟動時(shí)提示設(shè)置 JavaJDK主目錄及 JDKJavaDoc 目錄，軟件自動設(shè)置好類路徑、編譯器及解釋器路徑，還可以在幫助菜單中使用 JDKHelp?？蔁o限撤銷、 代碼 縮進(jìn)、自動類庫方法提示、按所選智能定位查閱 JavaAPI 文檔等功能。采用仿 VS2020 界面設(shè)計(jì)，體驗(yàn)感覺更快更好更易用。支持 JSP、 Ant、 CVS。小巧、易用、美觀，是 Java 初級程序員的理想 IDE。 InterlliJ IDEA: IDEA 全稱 IntelliJ IDEA，是 Java 語言開發(fā)的集成環(huán)境， IntelliJ在業(yè)界被公認(rèn)為最好的 java 開發(fā)工具之一，尤其在智能代碼助手、代碼自動提示、重構(gòu)、 J2EE 支持、 Ant、 JUnit、 CVS 整合、代碼審查、 創(chuàng)新的 GUI 設(shè)計(jì)等方面的功能可以說是超常的。 數(shù)字溫度傳感器 DSl8B20 數(shù)字溫度傳感器 ： 電子科技大學(xué)成都學(xué)院課程設(shè)計(jì) 4 DSl8B20 是 DALLAS 公司生產(chǎn)的單線數(shù)字溫度傳感器，他具有獨(dú)特的單線總線接口方式。文章詳細(xì)的介紹了單線數(shù)字溫度傳感器 DSl8B20 的測量原理、特性以及在溫度測量中的硬件和軟件設(shè)計(jì)，具有接口簡單、精度高、抗干擾能力強(qiáng)、工作穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)。 圖 11 DSl8B20 方框圖 采用數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 測量溫度，輸出信號全數(shù)字化。便于單片機(jī)處理及控 制，省去傳統(tǒng)的測溫方法的很多外圍電路。且該芯片的物理化學(xué)性很穩(wěn)定，它能用做工業(yè)測溫元件，此元件線性度較好。在 0~100 攝氏度時(shí)，最大線形偏差小于 1 攝氏度。 DS18B20 的最大特點(diǎn)之一采用了單總線的數(shù)據(jù)傳輸，由數(shù)字溫度計(jì) DS1820 和微控制器 AT89S52 構(gòu)成的溫度測量裝置，它直接輸出溫度的數(shù)字信號，可直接與計(jì)算機(jī)連接。這樣，測溫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)就比較簡單，體積也不大，且由于 AT89S52 可以帶多個(gè) DSB1820，因此可以非常容易實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測量。輕松的組建傳感器網(wǎng)絡(luò)。 采用溫度芯片 DS18B20 測量溫度，可以體現(xiàn)系統(tǒng) 芯片化這個(gè)趨勢。部分功能電路的集成，使總體電路更簡潔，搭建電路和焊接電路時(shí)更快。而且，集成塊的使用，有效地避免外界的干擾，提高測量電路的精確度。所以集成芯片的使用將成為電路發(fā)展的一種趨勢。本方案應(yīng)用這一溫度芯片，也是順應(yīng)這一趨勢 。 單片機(jī) AT89S52 單片機(jī) ： AT89S52 單片機(jī)片內(nèi)的 Flash 可允許在線重新編程，也可用通用非易失性存儲編程器編程；片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器內(nèi)含 128 字節(jié)的 RAM；有 40 個(gè)引腳， 32 個(gè)外部雙第 1 章 引言 5 向輸入 /輸出（ I/O）端口 。具有兩個(gè) 16 位可編程定時(shí)器；中斷系統(tǒng)是具有 6 個(gè)中斷源、 5 個(gè)中斷矢量、 2 級中斷優(yōu)先級的中斷結(jié)構(gòu)；震蕩器頻率 0 到 33MHZ，因此我們在此選用 12MHZ 的晶振是比較合理的；具有片內(nèi)看門狗定時(shí)器；具有斷電標(biāo)志 POF 等等。 AT89S51 具有 PDIP、 TQFP 和 PLCC 三種封裝 形式。 圖 12 AT89S51 引腳圖 本章小結(jié) 本章主要介紹了 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 的開發(fā)背景和開發(fā)工具。 通過本章知識的學(xué)習(xí)，使大家對 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 有了初步的了解。電子科技大學(xué)成都學(xué)院課程設(shè)計(jì) 6 第 2 章 可行性 研究 可行性 分析 原理： 讀 串口數(shù)據(jù)的原理是 ,只要當(dāng)有數(shù)據(jù)向串口發(fā)數(shù)據(jù)來時(shí) ， 計(jì)算機(jī)就會自動將其數(shù)據(jù)寫到一個(gè)特定的緩沖 區(qū) ,我們只要寫程序去讀那個(gè)特定的緩沖區(qū)就可以了 。 有數(shù)據(jù)向串口發(fā)過來時(shí) ,程序可以將數(shù)據(jù)接收到 ,接收的數(shù)據(jù)是字符型的 ,那么將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字型的 ,再將這個(gè)數(shù)據(jù)的大小作為畫圖的某一個(gè)點(diǎn)的縱坐標(biāo) ,橫坐標(biāo)為數(shù)據(jù)的序號 .將這些點(diǎn)用線連起來就是一個(gè)曲線圖了 ,這個(gè)就是圖形顯示基本原理 。 查看原來的數(shù)據(jù)的原理也是這樣的 ,不同的地方就是 ,數(shù)據(jù)是從文件中來 ,同樣的也是將多個(gè)數(shù)據(jù)分成一個(gè)一個(gè)的 ,然后這一個(gè)數(shù)據(jù)的大小就是畫圖的某一個(gè)點(diǎn)的縱坐標(biāo) ,橫坐標(biāo)同樣為數(shù)據(jù)的序號 ,再將這些點(diǎn)用線連起來就是曲線圖 。 圖形能移動的原理 ,是我們首先改 變的只是數(shù)據(jù) ,圖形并沒有變 ,但圖形的形式是由這些數(shù)據(jù)來確定的 ,當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)生變化后 ,我們通過刷新顯示區(qū)來變化的 。 可行性分析： 現(xiàn)在，計(jì)算機(jī)已經(jīng)十分普及價(jià)格低廉性能很好，本系統(tǒng)的開發(fā)可以為代替人工進(jìn)行許多繁雜的工作，節(jié)約資源提高數(shù)據(jù)管理的工作效率，同時(shí)具有較高的安全性。本系統(tǒng)所耗資源小，企業(yè)的電腦能夠滿足，所以本系統(tǒng)在運(yùn)行上是可行的。在技術(shù)上，運(yùn)用 Java 技術(shù)，在后臺數(shù)據(jù)庫方面采用本地記事本作為數(shù)據(jù)庫的方式，本系統(tǒng)依靠當(dāng)前技術(shù)完全能夠?qū)崿F(xiàn)。 可行性研究的結(jié)果 技術(shù)可行性：在硬件方面，則選擇空間較大，只要是 Pentium IV 系列及以上的計(jì)算機(jī)都可以，內(nèi)存在 1G以上，硬盤在 80G 以上能，都可以滿足系統(tǒng)的開發(fā)需要！當(dāng)然，硬件的配置越高，系統(tǒng)的開發(fā)與運(yùn)行會更流暢?？紤]到如今的家用或第 2 章 可行性研究 7 商用電腦硬件的整體配置水平，系統(tǒng)在硬件方面是可行的。 運(yùn)行可行性：該系統(tǒng)需要搭建 JVM即 JAVA 虛擬機(jī)，在此環(huán)境下，并且在正確連接數(shù)據(jù)庫后可以正常運(yùn)行。 法律可行性：該平臺是作為畢業(yè)設(shè)計(jì)與商業(yè)無關(guān)，又因?yàn)槭亲灾鏖_發(fā)設(shè)計(jì)，因此不會構(gòu)成侵權(quán)，在法律上可行的。 通過以上的可行性分析 ,本系統(tǒng)采用 java 技術(shù) . 本章小結(jié) 本章主要介紹了 可行 性研究 果 ,并從 技術(shù)可行性、 運(yùn)行可 行性、法律可行性上對可行性研究結(jié)果進(jìn)行了具體分析 。電子科技大學(xué)成都學(xué)院課程設(shè)計(jì) 8 第 3 章 需求分析 需求分析 概述 為 了實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)，必須對整個(gè)系統(tǒng)的全面功能做出詳細(xì)的分析。 系統(tǒng)需求分析是軟件系統(tǒng)開發(fā)中最重要的一個(gè)階段，直接決定著系統(tǒng)的開發(fā)質(zhì)量和成敗 。 本章對 基于 數(shù)據(jù)采集 系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)以及實(shí)現(xiàn) 做出具體的分析。 需求分析是指開發(fā)人員要準(zhǔn)確理解用戶的要求，進(jìn)行細(xì)致的調(diào)查分析，將用戶非形式的 需求轉(zhuǎn)化為完整的需求定義，再由需求定義轉(zhuǎn)換到相應(yīng)的需求規(guī)格說明 的過程。需求分析雖處于軟件開發(fā)過程的開始階段，但它對于整個(gè)軟件 開發(fā)過程及軟件產(chǎn)品質(zhì)量是至關(guān)重要的。需求分析是基本任務(wù)是要準(zhǔn)確地定義新系統(tǒng)的目標(biāo)，回答系統(tǒng)必須 “ 做什么 ” 的問題。 系統(tǒng)要達(dá)到的目的： 界面友好、易于操作； 完成數(shù)據(jù)的采集和分析，并提交數(shù)據(jù)庫保存。包括：串口數(shù)據(jù)的采集，數(shù)據(jù)的分析等； 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的安全性，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分開管理，數(shù)據(jù)滿足條件就儲存； 實(shí)現(xiàn)信息發(fā)布與查詢。 具體功能 數(shù)據(jù)信息 管理系統(tǒng)由 數(shù)據(jù) 管理、 數(shù)據(jù)分析 、 數(shù)據(jù)儲存 等模塊組成。 數(shù)據(jù) 管理模塊：本模塊包括 串口設(shè)置 、 數(shù)據(jù)分析等組成 。 數(shù)據(jù)儲存 模塊：主要實(shí)現(xiàn) 數(shù)據(jù)的本地儲存 。 系統(tǒng) 流程圖 根據(jù)需求 分析得 程序流程圖如圖 3圖 32 所示， 系統(tǒng) 流程圖，如圖 33 所第 3 章 需求分析 9 示： 圖 31發(fā)射 流程圖 電子科技大學(xué)成都學(xué)院課程設(shè)計(jì) 10 圖 32 接收流程圖 第 3 章 需求分析 11 圖 32 系統(tǒng)流程圖 系統(tǒng) 功能 圖 功能 圖對整個(gè)系統(tǒng)各個(gè)模塊作出言簡意賅的說明，使得整個(gè)系統(tǒng)模塊間的關(guān)系一目了然 ， 如圖 32所示： 電子科技大學(xué)成都學(xué)院課程設(shè)計(jì) 12 圖 32 系統(tǒng)功能圖 本章小結(jié) 本 章主要介紹 系統(tǒng)需求分析以及具體功能介紹。第 4 章 總體設(shè)計(jì) 13 第 4 章 總體設(shè)計(jì) 總體設(shè)計(jì)的任務(wù) 傳感器： 采用單片模擬量的溫度傳感器，比如 AD590,LM35 等。但這些芯片輸出的都是模擬信號，必須經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)換后才能送 給計(jì)算機(jī)，這樣就使得測溫裝置的結(jié)構(gòu) 較復(fù)雜。另外，這種測溫裝置的一根線上只能掛一個(gè)傳感器，不能進(jìn)行多點(diǎn)測量。即使能實(shí)現(xiàn)，也要用到復(fù)雜的算法，一定程度上也增加了軟件實(shí)現(xiàn)的難度。 主控部分： 采用 AT89S52 八位單片機(jī)實(shí)現(xiàn)。單片機(jī)軟件編程的自由度大，可通過編程實(shí)現(xiàn)各種各樣的算術(shù)算法和邏輯控制。而且體積小，硬件實(shí)現(xiàn)簡單，安裝方便。既可以單獨(dú)對多 DS18B20 控制工作，還可以與 PC 機(jī)通信 .運(yùn)用主從分布式思想，由一臺上位機(jī)（ PC 微型計(jì)算機(jī)），下位機(jī)（單片機(jī)）多點(diǎn)溫度數(shù)據(jù)采集，組成兩級分布式多點(diǎn)溫度測量的巡回檢測系統(tǒng) ,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。另外 AT89C51 在工業(yè)控制上也有著廣泛的應(yīng)用，編程技術(shù)及外圍功能電路的配合使用都很成熟。 系統(tǒng)框圖如下： 圖 41 發(fā)射電路系統(tǒng)框圖 電子科技大學(xué)成都學(xué)院課程設(shè)計(jì) 14 圖 42 接收電路系統(tǒng)框圖 硬件設(shè)計(jì) 該溫度測量系統(tǒng)是由上位機(jī)和溫度測量單元組成。上位機(jī)即計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)對溫度測量單元控制，通過串口程序發(fā)送命令、接收測量數(shù)據(jù)，對測量數(shù)據(jù)處理顯示。溫度測量單元，接收上位機(jī)命令，按照命令進(jìn)行溫度測量和數(shù)據(jù)傳輸?shù)炔僮鳌? 本課題所設(shè)計(jì)的外圍電路包括：電源電路、溫度采集、時(shí)鐘電路、存儲電路、報(bào)警電路、模擬控制電路、按鍵 電路、顯示電路以及串口等電路。下面將依次對各個(gè)模塊進(jìn)行說明 。 電源電路 電源變壓器是將交流電網(wǎng) 220V 的電壓變?yōu)樗枰碾妷褐?。交流電?jīng)過二極管整流之后，方向單一了，但是電流強(qiáng)度大小還是處在不斷地變化之中。這種脈動直流一般是不能直接用來給集成電路供電的，而要通過整流電路將交流電變成脈動的直流電壓。由于此脈動的直流電壓還含有較大的紋波，必須通過濾波電路加以濾除，從而得到平滑 的直流電壓。濾波的任務(wù)，就是把整流器輸出電壓中的波動成分盡可能地減小，改造成接近穩(wěn)恒的直流電。但這樣的電壓還隨電網(wǎng)電壓波動，一般 有177。 10%左右的波動，負(fù)載和溫度的變化而變化，因而在整流、濾波電路之后，還需要接穩(wěn)壓電路 。 第 4 章 總體設(shè)計(jì) 15 圖 43 電源原理圖 溫度采集電路 DS18B20 有 4 個(gè)主要的數(shù)據(jù)部件： A、 64 位激光 ROM。 64 位激光 ROM 從高位到低位依次為 8 位 CRC、 48 位序列號和 8 位家族代碼 (28H)組成。 B、溫度靈敏元件。 C、非易失性溫度報(bào)警觸發(fā)器 TH 和 TL?？赏ㄟ^軟件寫入用戶報(bào)警上下限值。 D、配置寄存器。配置寄存器為高速暫存存儲器中的第五個(gè)字節(jié)。其中 R0、 R1：溫度計(jì)分辨率設(shè)置位，其對應(yīng)四種分辨 率如下表所列，出廠時(shí) R0、 R1 置為缺省值：R0=1， R1=1（即 12 位分辨率），用戶可根據(jù)需要改寫配置寄存器以獲得合適的 分辨率。 圖 43 分辨率關(guān)系 高速暫存存儲器由 9 個(gè)字節(jié)組成，其分配如 圖 44 所示。當(dāng)溫度轉(zhuǎn)換命令發(fā)布后，經(jīng)轉(zhuǎn)換所得的溫度值以二字節(jié)補(bǔ)碼形式存放在高速暫存存儲器的第 0 和第 1個(gè)字節(jié)。單片機(jī)可通過單線接口讀到該數(shù)據(jù)，讀取時(shí)低位在前，高位在后，數(shù)據(jù)格式如 圖 44 所示。對應(yīng)的溫度計(jì)算：當(dāng)符號位 S=0 時(shí)，直接將二進(jìn)制位轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制；當(dāng) S=1 時(shí)，先將補(bǔ)碼變?yōu)樵a，再計(jì)算十進(jìn)制值 。 電子科技大學(xué)成都學(xué)院課程設(shè)計(jì) 16 圖 44 DS18B20 存儲器 電路設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)為多點(diǎn)溫度測試。 DS18B20 采用外部供電方式，理論上可以在一根數(shù)據(jù)總線上掛 256 個(gè) DS18B20，但時(shí)間應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，如果掛接 25 個(gè)以上的 DS18B20仍舊有可能產(chǎn)生功耗問題。另外單總線長度也不宜超過 80M，否則也會影響到數(shù)據(jù)的傳輸。在這種情況下我們可以采用分組的方式，用單片機(jī)的多個(gè) I/O 來驅(qū)動多路 DS18B20。在實(shí)際應(yīng)用中還可以使用一個(gè) MOSFET 將 I/O 口線直接和電源相連，起到上拉的作用。電路如圖 45 圖 45 單總線原理圖 系統(tǒng)組成 實(shí)現(xiàn) 單點(diǎn)溫度測量，采用如圖 1 所示結(jié)構(gòu)。上位機(jī)和溫度測量單元采用 RS232串行通信標(biāo)準(zhǔn)。圖中上位機(jī)發(fā)送的信息可以被溫度測量單元所接收，溫度測量單元發(fā)送的信息也可以被上位機(jī)接收。溫度測量單元中主控單片機(jī)串行口采用方式 。 圖 41 單點(diǎn)測溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 第 4 章 總體設(shè)計(jì) 17 圖 42 單片機(jī)部分電路 溫度測量部分，溫度傳感器采用單總線方式的集成數(shù)寧溫度傳感器