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智护 输液监测系统--项目设计笔记（中期篇）STM32源程序,LAB上位机,HMI串口屏

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楼主
ID:291692 发表于 2019-12-8 01:25 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
   在这里记录一下我正在进行中的小项目，也可供大家参考（能力有限，大佬勿喷）
   继续之前的雏形，这次将它进行了完善，首先看一下设计的结构图

一、硬件的选用：
    主控芯片：stm32F103zet6
                                        

    传感器部分：HX711与承重传感器

  

    显示部分：HMI 串口屏

   

    语音辅助：M6语音识别播报模块
        


    无线传输：nRF24L01转ttl无线模块


   相较于雏形篇，这次的改进的重心在：主控芯片的修改（STM32）、整体程序逻辑的改善、系统整体延时和错误率降低、从而使得整体设计使用起来更加顺畅，更贴近实用，下面是程序流程图介绍：
      

二、核心逻辑为：
    1、等待皮重输入（因为在实际中药液的容器分为很多规格，尤其是PVC型和玻璃型容器皮重差距太大，所以在监测之前先进行皮重的输入，本次程序预设了两种皮重，并可以手动输入皮重，用来后期进行消除）
    2、开始药液监测（本次使用的称重传感器量程为1kg精度为1g，所以采用了每隔一秒采集一次，计算流速、进度、倒计时数据的方法进行监测，虽采样率不高，但是应用于本设计，还是适用的）
    3、数据的传输（本次采集到的流速、进度、倒计时等数据会实时体现在三个方面，第一是下位机串口屏幕上、第二是上位机的PC软件中、第三是语音识别后的播报中）
三、重点问题与解决方案：
    如何通过测量药液重量来实现：流速、进度、倒计时等信息的获取？
1、手动输入或选用预设的皮重为 Z，这一步是为了消除容器的质量
2、测量初始药液重量（已去皮）为A，进入while循环，测 现一秒的重量为B，下一秒的重量为C，以此类推，从而实现每隔一秒测一次重量
3、流速 = B – C 得到一个单位为 g/s 的 流速数值
4、进度百分比 = C*100/A 得到一个单位为 % 的 进度数值
5、C / 流速 = 倒计时 得到一个单位为 s 的 倒计时数值
    如何实现数据的无线传输与PC对多个下位机的数据接收？
    首先是在硬件的选择上，选用了nRF24L01无线传输模块，只需单片机通过串口向其发送数据，但是为了实现PC端对多个下位机的数据接收，我选择每个下位机都以一个八位字符串来进行发送数据：1、2位为设备号， 3、4位为流速信息，5、6位为进度信息， 7、8位为倒计时信息。并且上位机软件利用LabVIEW进行编写，上位机开启后会依次按顺序对各个下位机发送启动信号，当下位机接到此信号则进行数据发送，在上位机处对这个八位字符串进行采集，截取，分割，根据1、2位设备号的不同，送入不同的条件分支中，再进行判断与报警


四、程序编写时遇到的困难与解决方案：
    如何使得一个发送来的两位字符串转换成数据变量形式参与运算？
    首先，我们的Keil5编译软件在编写stm32时无法调用string等相关语法和函数，因为它是C++的内容，这就使得我们在编写时根本无法定义一个字符串，也就是无法很简单的一次接收多位字符串，并且这个字符串如果想参与运算时，必须转换成其他变量才可以，否则将会自动转为ASCII码，在这里我利用了switch-case很方便的解决了这个问题，部分程序如下
  1. void changeA(void);
  2. void changeB(void);
  3. while（1）
  4. ｛               
  5.         a=getchar();//接收第一个字符
  6.                 a=getchar();//确保接收成功
  7.                 b=getchar();//接收第二个字符
  8.         changeA ();//通过子程序将这个字符转换成整形数
  9.                 changeB ();//通过子程序将这个字符转换成整形数
  10.                 z=x*10+y; //第一个整形数为十位，第二个为个位，组成这个两位数
  11. ｝

  13. void changeA ()
  14. {
  15.                 switch(a)
  16.         {
  17.                  case '0': x=0;
  18.      break;
  19.      case '1': x=1;
  20.      break;
  21.      case '2': x=2;
  22.      break;
  23.      case '3': x=3;
  24.      break;
  25.      case '4': x=4;
  26.      break;
  27.      case '5': x=5;
  28.      break;
  29.      case '6': x=6;
  30.      break;
  31.      case '7': x=7;
  32.      break;
  33.         case '8': x=8;
  34.      break;
  35.         case '9': x=9;
  36.      break;        
  37.          }
  38.         }

  40. void changeB ()
  41.         {
  42.            switch(b)
  43.         {
  44.                  case '0': y=0;
  45.      break;
  46.      case '1': y=1;
  47.      break;
  48.      case '2': y=2;
  49.      break;
  50.      case '3': y=3;
  51.      break;
  52.      case '4': y=4;
  53.      break;
  54.      case '5': y=5;
  55.      break;
  56.      case '6': y=6;
  57.      break;
  58.      case '7': y=7;
  59.      break;
  60.         case '8': y=8;
  61.      break;
  62.         case '9': y=9;
  63.      break;        
  64.         }
  65. }
复制代码
如何使得字符串与整形变量一并发出去？
    首先在编写STM32时，printf函数只能定向在一个串口上，在调用其他串口发送数据时，我们又怎么才能将一个字符串与一个实时变化的变量一并发送呢，在这里选择直接组成数组，将数组发送出去，如下：
  1. void Sends(char *buf1);
  2. char A[10] = "";  //定义一个容量为10的数组
  3. while（1）
  4. ｛
  5.   sprintf(A,"n1.val=%d",liusu);        //发送格式化输出到 str 所指向的字符串
  6.   Sends(A);                     //发送数组
  7. ｝
  8.                
  9. void Sends(char *buf1)                  //发送函数
  10. {
  11.         u8 i=0;
  12.         while(1)
  13.         {
  14.          if(buf1[i]!=0)
  15.                  {
  16.                         USART_SendData(USART3,buf1[i]);  //发送一个字节
  17.                         while(USART_GetFlagStatus(USART3,USART_FLAG_TXE)==RESET){};//等待发送结束
  18.                          i++;
  19.                 }
  20.          else
  21.          return ;

  23.                 }
  24. }
复制代码
五、成果部分
    实物主体部分
                            
    PC上位机界面
    下位机串口屏界面

全部资料51hei下载地址：
输液监测装置.zip (13.05 MB, 下载次数: 146)

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沙发
ID:775899 发表于 2020-6-11 10:07 | 只看该作者
这个好！这个好！
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板凳
ID:777315 发表于 2020-6-12 14:59 | 只看该作者
这个不错，，当时还做过一个这种传感器。
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地板
ID:795368 发表于 2020-11-23 15:39 | 只看该作者
能学以致用真好
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5#
ID:1019158 发表于 2022-4-17 16:19 | 只看该作者
可以用51来代替32吗？用51代替后期的传输会不会出问题
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6#
ID:997874 发表于 2024-5-6 20:28 | 只看该作者
msp432能满足要求吗
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