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随着信息技术的不断进步与发展,工业生产与信息技术的深度融合已经成为大势所趋,以智能生产为标签的“工业4.0”悄无声息的到来了。在智能生产中最为重要的环节就是工业现场参数的采集和传输。由于我国现有的数据采集传输系统一般在工业环境中抗干扰能力较弱,常常因外界干扰问题导致采集结果不准确并且还有可能因为涌入过电流、过电压而造成模块烧毁,直接增加了系统维护的难度与成本。另外一些高性能的数据采集模块,其高昂的成本严重阻碍了数据采集系统在生产现场的普及与应用。同时对于无法布线的工业现场,现阶段的工业无线传输技术一般都存在着传输距离较短的问题,无法满足智能制造对远距离传输的更高要求。因此本文针对工业现场的特点,研究设计了一种基于LoRa调制技术的高精度数据采集系统。本文主要工作如下所示。1、高精度数据采集模块的研究、设计和实现:首先研究了影响数据采集精度的因素和相对应的抗干扰技术;其次以STM32F103微处理器作为控制核心搭配高性价比的16位模数转换器AD7792,采用PCB隔离、差分传输、电源隔离、磁耦隔离、输入保护等技术完成了数据采集模块的软硬件设计,实现了0~20mA、4~20mA电流信号以及0~5V、0~10V、±5V、±10V电压信号的多量程数据采集;最后通过实际测试结果表明,数据采集模块有效位数达到14位以上。2、基于LoRa调制技术和RS485总线技术的传输模块设计和实现:首先以STM8L151微处理器作为控制核心,搭配RS485隔离保护芯片和SX1278射频芯片完成了传输模块的软硬件设计;除此之外为增加系统二次开发能力,选择工业现场通用的Modbus RTU协议作为整个系统的通信协议,设计并实现了Modbus报文在LoRa数据帧中的封装;最后通过实际测试表明数据传输模块在无遮挡的情况下可以实现2000米以上的无线传输,在较为恶劣的条件下可以实现500米左右的无线传输。3、上位机界面设计与实现:使用SKworkshop组态软件在人机交互触摸屏上设计并实现了数据实时显示、历史趋势显示、动态报警、数据存储、密码保护等功能。