1 硬件规划
1.1 体系全体框图
体系实质上是一个集散操控体系，更精确地说是一个长途数据并重体系，体系概念规划图如图1所示，体系全体结构图如图2所示。
1.2 体系模块规划
1.2.1 信号获取模块
体系并重大坝坝内各个方位的形变，这种形变反映出各个方位的压力值。选用NZS – 25系列差阻式应变计，它是一种大量程大应变计，适用于大坝及其他混凝土建筑物内部、钢结构等的应变量丈量。它与一般压力传感器的结构不同，是经过丈量比值而得到压力值，其根本结构如图3所示。
图3中，R1、R2为灵敏电阻，其基准电阻值为40Ω，在其没有受压时，2个电阻的阻值都不会发生改变，可是当遭到外界效果的压力时，R1的电阻值会跟着遭到压力的不同而发生改变阻值坚持不变，这样R1和R2上的压降不同，经过2次丈量别离得到R1、R2上的压降，再经过程序计算出它们的比值，就能够反映压力的改变。
1.2.2 信号扩大模块
体系选用的压力传感器输出的电压信号为mV级，电压信号过小，不能直接进行A/D转化，因而要对其进行扩大，以到达转化器的要求。选用专用外表扩大器AD620芯片。此芯片内部选用差动输入，共模抑制比高，差模输入阻抗大，增益高，精度也非常好，且外部接口简略。AD620扩大器向A/D转化器供给的模仿输入电压为-2～2V，重量A/D转化器的要求。
1.2.3 A/D转化模块
转化模块选用ICL7135芯片，其典型装备如图4所示。
ICL7135的时钟由下位单片机的ALE端供给，我们下位机在P0、P2口没有扩展外围程序存储器和数据存储器，因而端供给的时钟频率为体系时钟频率的1/12;此外，我们前级扩大部分选用AD620，它是双电源供电，所以ICL7135也是双电源供电，且他们的电源要求相同。ICL7135和下位单片机的衔接选用串行衔接，如图5所示。
1.2.4 电源模块
我们体系下位机坐落大坝现场，电源无法从现场取得，必须由上位机供给，因而电源处理方案如图6所示。
在主节点部分，经过总电源处理模块，将沟通220V转化为直流12V，上位机的电源由本身的5V稳压模块供给，经过总电源线将12V直流输送到下位机，下位机及其外围器材所需的电源都由下位机的电源模块供给，单个器材所需的特别电压，由专用模块取得。
1.2.5 通讯模块
总线选用双绞线差分传输办法，可衔接成半双工和全双工办法，最远传输间隔为112km。体系数据通讯选用半双工通讯办法，即整个网络中任一时刻只能由一个节点成为主节点，处于发送状况，并向总线发送数据，其他的节点都必须处于接纳状况，假如2个或2个以上节点一起向总线发送数据，将导致一切发送方发送数据失利，因而通讯网一般采纳主从式即主节点操控整个网络的通讯时序，使总线上的各节点分时运用总线，处理总线数据传输的抵触。
总线驱动芯片选用RS – 485接口芯片SN75LBC184，它选用单一电源，电压为3～515V时都能正常作业。与一般的芯片比较，它不但能抗雷电的冲击，并且能接受高达的静电放电冲击，片内集成4个瞬时过压维护管，可接受高达的瞬态脉冲电压，因而它能明显进步避免雷电损坏器材的可靠性。对一些环境比较恶劣的现场，可直接与传输线相接，而不需要任何外加维护元件。该芯片还有一个共同的规划，当输入端开路时，其输出为高电平，这样可确保接纳器输入端电缆有开路毛病时，不影响体系的正常作业。别的它的输入阻抗为RS – 485规范输入阻抗的2倍(≥24kΩ)，故能够在总线上衔接64个收发器。芯片内部规划了限斜率驱动，使输出信号边缘不会过陡，使传输线上不会发生过多的高频重量，然后有用扼制电磁搅扰。总线驱动芯片和单片机的衔接选用直接衔接，如图7所示。
1.2.6 数据存储模块
该模块用来存储下位机传过来的压力数据。体系对数据存储器的根本要求是存储容量要大，掉电数据不简单丢掉，能保存较长时刻，易于扩展容量。根据以上要求，选用了遵从总线串行扩展技能的24C256。单片机和24C256之间的数据交换彻底遵循I%&&&&&%总线的规则，即单片机作为主机，24C256作为从机，一切操作都是由SDA和SCL 2个脚位的状况(共有4个状况：开端、中止、数据和应对)来确认。24C256和单片机的衔接图如图8所示。
1.2.7 时钟模块
选用实时时钟芯片DS12C887为体系发生时刻基准，它和单片机的衔接如图9所示。可当作单片机的外部RAM处理，经过P0口对DS12C887进行操作，经过其中止引脚IRQ向单片机宣布中止，使单片机读出时刻。
2 软件规划
体系软件框图如图10所示。一级目录分为上位机程序、通讯程序和下位机程序;二级目录分为数据并重程序模块、模仿多路开关操控程序模块、数据处理程序模块、下位机通讯程序模块、上位机通讯程序模块、显现程序模块、存储程序模块、时钟程序模块以及键盘操控模块。每个二级程序模块又由更小的函数组成，这样的规划办法简单修正和测验。
3 结语
软件程序规划依照自顶向下的准则，按功用模块化区分选用C言语编程完成各模块功用，以子程序的方式进行封装对外部供给规则的接口，再依照体系流程要求进行模块组合最终完成整个体系。
