基于ESP32的无线数据采集系统设计 ①

高 培, 何栋炜

(1.福建商学院，福建 福州 350012；2.福建工程学院，福建 福州 350118)

0 引 言

无线数据采集是现代信息通信研究的重要组成部分。在很多领域，比如人员无法到达的偏僻环境、高腐蚀性及现场无法利用有线连接的环境，选择有线数据采集传输系统显然己无法满足数据采集和传输的需要。无线数据采集方式就成为了一种有效的替代方式，它与传感器网络、信息处理等作为现代数据监测控制的基本技术，在物联网、工业控制、环境监测等方面得到了越来越广泛的应用[1-2]。

ESP32是乐鑫继ESP8266后推出的一款集成Wifi功能的蓝牙系统级芯片，基于ESP32的强大的处理能力、低功耗及高速稳定的Wifi通信等特点。设计一套以ESP32主控芯片为核心的无线数据采集系统，系统通过ESP32连接芯片STM32F407进行数据采集，再使用无线Wifi模块连接指定网络，通过Socket接口与上位机进行通讯，将采集的数据传输给上位机系统。

1 系统硬件设计

无线数据采集系统硬件结构如图1所示，主要由数据源模块(本设计中使用STM32F407ZG)、ESP32模块及上位机三部分构成。其中ESP32与数据源模块通过SPI接口连接，本设计中ESP32模块作为SPI Slave(被动式SPI设备)，数据源模块作为SPI Master(SPI主动设备)；ESP32通过AP(无线访问接入点)，与上位机建立以太网络连接。系统运行时，数据源模块周期性地将数据发送给ESP32模块，ESP32系统对所采集到的数据进行缓存，在与上位机保持连接的同时将所采集到的数据通过WiFi网络发送给上位机，上位机则对数据进行存储及实时显示。

图1 无线数据采集系统硬件结构图