智護(hù) 輸液監(jiān)測(cè)系統(tǒng)--項(xiàng)目設(shè)計(jì)筆記（中期篇）STM32源程序,LAB上位機(jī),HMI串口屏

ID:291692 · 發(fā)表于 2019-12-8 01:25

在這里記錄一下我正在進(jìn)行中的小項(xiàng)目，也可供大家參考（能力有限，大佬勿噴）
繼續(xù)之前的雛形，這次將它進(jìn)行了完善，首先看一下設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)圖

一、硬件的選用：
主控芯片：stm32F103zet6

傳感器部分：HX711與承重傳感器

顯示部分：HMI 串口屏

語(yǔ)音輔助：M6語(yǔ)音識(shí)別播報(bào)模塊

無(wú)線(xiàn)傳輸：nRF24L01轉(zhuǎn)ttl無(wú)線(xiàn)模塊

相較于雛形篇，這次的改進(jìn)的重心在：主控芯片的修改（STM32）、整體程序邏輯的改善、系統(tǒng)整體延時(shí)和錯(cuò)誤率降低、從而使得整體設(shè)計(jì)使用起來(lái)更加順暢，更貼近實(shí)用，下面是程序流程圖介紹：

二、核心邏輯為：
1、等待皮重輸入（因?yàn)樵趯?shí)際中藥液的容器分為很多規(guī)格，尤其是PVC型和玻璃型容器皮重差距太大，所以在監(jiān)測(cè)之前先進(jìn)行皮重的輸入，本次程序預(yù)設(shè)了兩種皮重，并可以手動(dòng)輸入皮重，用來(lái)后期進(jìn)行消除）
2、開(kāi)始藥液監(jiān)測(cè)（本次使用的稱(chēng)重傳感器量程為1kg精度為1g，所以采用了每隔一秒采集一次，計(jì)算流速、進(jìn)度、倒計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)的方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)，雖采樣率不高，但是應(yīng)用于本設(shè)計(jì)，還是適用的）
3、數(shù)據(jù)的傳輸（本次采集到的流速、進(jìn)度、倒計(jì)時(shí)等數(shù)據(jù)會(huì)實(shí)時(shí)體現(xiàn)在三個(gè)方面，第一是下位機(jī)串口屏幕上、第二是上位機(jī)的PC軟件中、第三是語(yǔ)音識(shí)別后的播報(bào)中）
三、重點(diǎn)問(wèn)題與解決方案：
如何通過(guò)測(cè)量藥液重量來(lái)實(shí)現(xiàn)：流速、進(jìn)度、倒計(jì)時(shí)等信息的獲�。�
1、手動(dòng)輸入或選用預(yù)設(shè)的皮重為 Z，這一步是為了消除容器的質(zhì)量
2、測(cè)量初始藥液重量（已去皮）為A，進(jìn)入while循環(huán)，測(cè) 現(xiàn)一秒的重量為B，下一秒的重量為C，以此類(lèi)推，從而實(shí)現(xiàn)每隔一秒測(cè)一次重量
3、流速 = B – C 得到一個(gè)單位為 g/s 的流速數(shù)值
4、進(jìn)度百分比 = C*100/A 得到一個(gè)單位為 % 的進(jìn)度數(shù)值
5、C / 流速 = 倒計(jì)時(shí) 得到一個(gè)單位為 s 的倒計(jì)時(shí)數(shù)值
如何實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無(wú)線(xiàn)傳輸與PC對(duì)多個(gè)下位機(jī)的數(shù)據(jù)接收？
首先是在硬件的選擇上，選用了nRF24L01無(wú)線(xiàn)傳輸模塊，只需單片機(jī)通過(guò)串口向其發(fā)送數(shù)據(jù)，但是為了實(shí)現(xiàn)PC端對(duì)多個(gè)下位機(jī)的數(shù)據(jù)接收，我選擇每個(gè)下位機(jī)都以一個(gè)八位字符串來(lái)進(jìn)行發(fā)送數(shù)據(jù)：1、2位為設(shè)備號(hào)， 3、4位為流速信息，5、6位為進(jìn)度信息， 7、8位為倒計(jì)時(shí)信息。并且上位機(jī)軟件利用LabVIEW進(jìn)行編寫(xiě)，上位機(jī)開(kāi)啟后會(huì)依次按順序?qū)Ω鱾€(gè)下位機(jī)發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)，當(dāng)下位機(jī)接到此信號(hào)則進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送，在上位機(jī)處對(duì)這個(gè)八位字符串進(jìn)行采集，截取，分割，根據(jù)1、2位設(shè)備號(hào)的不同，送入不同的條件分支中，再進(jìn)行判斷與報(bào)警

四、程序編寫(xiě)時(shí)遇到的困難與解決方案：

如何使得一個(gè)發(fā)送來(lái)的兩位字符串轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)變量形式參與運(yùn)算？

首先，我們的Keil5編譯軟件在編寫(xiě)stm32時(shí)無(wú)法調(diào)用string等相關(guān)語(yǔ)法和函數(shù)，因?yàn)樗荂++的內(nèi)容，這就使得我們?cè)诰帉?xiě)時(shí)根本無(wú)法定義一個(gè)字符串，也就是無(wú)法很簡(jiǎn)單的一次接收多位字符串，并且這個(gè)字符串如果想?yún)⑴c運(yùn)算時(shí)，必須轉(zhuǎn)換成其他變量才可以，否則將會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)為ASCII碼，在這里我利用了switch-case很方便的解決了這個(gè)問(wèn)題，部分程序如下

void changeA(void);
void changeB(void);
while（1）
｛
a=getchar();//接收第一個(gè)字符
a=getchar();//確保接收成功
b=getchar();//接收第二個(gè)字符
changeA ();//通過(guò)子程序?qū)⑦@個(gè)字符轉(zhuǎn)換成整形數(shù)
changeB ();//通過(guò)子程序?qū)⑦@個(gè)字符轉(zhuǎn)換成整形數(shù)
z=x*10+y; //第一個(gè)整形數(shù)為十位，第二個(gè)為個(gè)位，組成這個(gè)兩位數(shù)
｝
void changeA ()
{
switch(a)
{
case '0': x=0;
break;
case '1': x=1;
break;
case '2': x=2;
break;
case '3': x=3;
break;
case '4': x=4;
break;
case '5': x=5;
break;
case '6': x=6;
break;
case '7': x=7;
break;
case '8': x=8;
break;
case '9': x=9;
break;
}
}
void changeB ()
{
switch(b)
{
case '0': y=0;
break;
case '1': y=1;
break;
case '2': y=2;
break;
case '3': y=3;
break;
case '4': y=4;
break;
case '5': y=5;
break;
case '6': y=6;
break;
case '7': y=7;
break;
case '8': y=8;
break;
case '9': y=9;
break;
}
}

復(fù)制代碼

如何使得字符串與整形變量一并發(fā)出去？
首先在編寫(xiě)STM32時(shí)，printf函數(shù)只能定向在一個(gè)串口上，在調(diào)用其他串口發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，我們又怎么才能將一個(gè)字符串與一個(gè)實(shí)時(shí)變化的變量一并發(fā)送呢，在這里選擇直接組成數(shù)組，將數(shù)組發(fā)送出去，如下：