BIT监测系统的设计与实现摘要随着电子信息与自动化的蓬勃发展，由于电子设备的复杂程度是与日俱增，所以随之而来的是对于电子信息自动化设备的监测系统的出现。
BIT测试技术就是系统性的针对设备可靠性安全性所诞生的测试技术。
本课题主要说明了使用STM32芯片制造的简易BIT监测系统。
该BIT监测系统主要实现了对于设备的电流电压，温度湿度，上电次数的收集与记录。
并实现断电后对于数据的存储功能。
用于对设备的故障监测，状态监控，数据采集以及辅助维修。
首先对于BIT监测系统进行硬件构建，对于拟实现的功能进行硬件选择，进而实现PCB电路的设计，并进行PCB电路焊接实现硬件平台搭建。
其次对于BIT检测系统硬件所对应的软件进行开发。
由于本课题采用STM32平台，所以主要是使用C语言在开发。
再次对BIT检测系统所搭建的硬件平台进行软件写入并测试，对于功能实现进行调整测试。
对于出现问题的调整改正。
以及对于本课题的分析总结关键词：BIT监测系统；STM32芯片；PCB设计AbstractWith the vigorous development of electronic information and automation, the complexity of electronic equipment is increasing day by day.So the emergence of monitoring system for electronic information automation equipment follows. BIT testing technology is a systematic testing technology for reliability and safety of equipment.This topic mainly explains the simple BIT monitoring system made of STM32 chip.The BIT monitoring system mainly realizes the collection and recording of current, voltage, temperature, humidity and power-on times of equipment. The storage function of data after power failure is realized. Used for fault monitoring, condition monitoring, data acquisition and auxiliary maintenance of equipmentFirstly, the hardware of BIT monitoring system is constructed. Select the hardware of the function to be realized, and then realize the design of PCB circuit. The hardware platform of PCB circuit welding is built.Secondly, the software corresponding to the hardware of BIT detection system is developed. Because this topic uses STM32 platform, it is mainly developed with C language.The hardware platform of BIT detection system is written and tested again. Adjust and test the function implementation .djustment and correction of problems. And the analysis and summary of this topicKey words:BIT Monitoring System；STM32 chip；PCB design目录第1章绪论 (1)1.1课题研究背景及意义 (1)1.2国内外研究现状分析 (1)1.2.1国外研究现状分析 (1)1.2.2国内研究现状分析 (2)1.3文章结构安排及其内容 (3)第2章硬件设计 (4)2.1BIT监测系统实现功能总述 (4)2.2硬件构成及其功能 (4)2.2.1温度采集 (4)2.2.2湿度采集 (5)2.2.3电压电流采集 (5)2.2.4断电存储以及上电次数采集 (5)2.3硬件电路设计 (5)2.3.1设计软件 (5)2.3.2STM32f103RCT6外围硬件设计 (6)2.3.3DS1820数字温度传感器电路设计 (7)2.3.4DHT11数字湿度传感器电路设计 (8)2.3.5ADC数据采集电路设计 (8)2.3.6断电存储及上电次数电路设计 (8)2.3.7复位按键的电路设计 (9)2.3.8与PC通信端口的电路设计 (10)2.3.9总体封装 (10)2.4章节小结 (12)第3章软件设计 (13)3.1开发设备及其环境 (13)3.2功能开发设计 (13)3.2.1温度检测功能设计 (13)3.2.2湿度检测功能设计 (15)3.2.3电压电流功能设计 (16)3.2.4上电次数功能设计 (18)3.2.5按键功能设计 (20)3.2.6串口通信功能设计 (20)3.2.7复位清零功能设计 (21)3.2.8GPIO设计 (21)3.3章节小结 (23)第4章实物测试与分析总结 (24)4.1实物测试 (24)4.1.1程序下载调试 (24)4.1.2串口通信软件安装调试 (25)4.1.3功能验证 (26)4.2分析总结 (29)结语 (30)参考文献 (31)致谢......................................................第1章绪论1.1课题研究背景及意义伴随着我国迈入信息化社会，对于电子信息与自动化设备的需求已经是人们日常生产生活所不可缺少的了。
然而无论大型或者小型设备的复杂程度集成化程度都是在与日俱增的，因此对于电子信息与自动化设备来说状态监测已经维修检测都是非常复杂的工程，尤其是对于要求更为苛刻的航天航空以及军事化设备来说。
所以BIT监测系统就成了很多设备所急需的痛点需求。
BIT是Build In Test的简称是指系统或者设备内部提供的自动化测试能力，以自身硬件电路为基础辅以与之对应的软件实现装备或者系统的异常检测、测试、维护技术。
可行性测试是装备系统的指标之一，定义为在某种环境约束条件之下，装备系统能够测定其自身的工作状态的能力，有一组物理量来表征，是能够及时分割内部区域故障的一种设计特征；一提高系统可测试性为目的额外添加的设计内容被称为测试性设计[1]。
在系统运行期间周期运行BIT用于检测系统上电、电压电流、温度湿度等参考数据以提供系统故障、宕机、异常的基础参数研究。
大大减少后期维护人员的工作难度和工作时间，方便管理。
1.2国内外研究现状分析1.2.1国外研究现状分析从上世纪1950年以来，以西方国家特别是美国为主导的BIT研究至今已经有69年的历史。
所以在国外BIT技术是非常成熟和系统化的技术。
对于大型设备比如航空航天、大型民用设备、汽车特别是军事化设备来说BIT技术已经是不可替代的技术。
从BIT技术的出现到现如今的规模化应用，也就短短69年。
这69年大致上可以分成3个阶段。
初级应用阶段、发展阶段、普及阶段。
初级应用阶段主要是飞机系统和部分雷达设备加装了初级简易版的BIT监测系统。
能实现的功能也很简单不能预测故障概率，只能检测出特定的几种故障而且还不能直接检测出是那一部分出现问题。
哪怕仅仅是初级简易版的BIT系统也给飞机和雷达的维修带来了巨大的时间成本节约以及维修难度的大大降低。
所以BIT技术很快速的进入了发展阶段，这时候出现了故障隔离功能。
故障检测的准确性也越来越高，甚至能检测到是某一个部件出现故障，维修效率达到了最大化，模块化应用也使得成本大大降低。
与此同时BIT技术开始从军用领域延伸到了民用。
由于军队的大规模应用所以BIT技术的成本在不断降低，也由于全世界社会机械化、自动化程度逐年上升，所以BIT技术顺利从军事化转型成为全民化的技术。
在民用方面得益于全世界的自动化机械化程度上升民用市场经济效益甚至比军用市场更高，这也为BIT技术的普及奠定了经济基础。
以美国空军为例，1970年起美国空军首次将BIT技术引入航天航空电子领域。
在随后两年用也门冲突的实战检测BIT技术的实际效益。
1980年以后，美国空军开始将BIT技术用于民用市场，BIT技术得到迅速发展，完成了军事化到民用化的转换。
至今2019年过去的69年间BIT技术已经不仅仅是军事、大型民用、汽车等设备的监测设备。
已经发展成各行各业每一种设备所必须的监测手段。
为设备维护，故障检测领域提供了一种高效手段。
现如今，军用装备方面，无论是大型设备还是单兵作战装备都应用了BIT监测系统，比如美国最先进的F-22和F-35战斗机、B-2轰炸机、C-17运输机。
应用于美国导弹防御系统的各式雷达，爱国者-2、爱国者-3以及萨德反导系统。
美军的各大航母战斗群的各大舰船。
以及NASA的各种航天器、卫星。
可以说BIT 监测系统以及成了美军不可缺少的组成部分。
在民用方面无论是特斯拉的电动汽车还是各大传统车企，无论是Apple的iPhone、iMac、iPad，还是微软的软件。
BIT技术可以说已经成了保障我们生产生活的很重要的部分。
1.2.2国内研究现状分析国内的BIT技术相对于国外系统化成熟化来说，还是有一定的差距的。
虽然近10年我国各行各业在世界上都做出了非常优秀的设备，无论是军事装备还是民用设备都在世界舞台大放异彩。
可是在更为底层的监测检测维修领域我们还是有很大差距，往往都是某些特定设备特别定制的BIT监测系统没有通用性也没有普遍性。
BIT技术相对于美国来说还远远达不到与之比肩，甚至于在某些领域里的BIT技术还有20年左右的差距。
当然现在已经开始加大对BIT系统的理论性研究，系统性的BIT监测系统也开始研发，主要是解决BIT监测系统的通用性、简易性、可靠性、准确性。
在BIT 理论研究方面徐永成教授提出的ART能够在故障模式未知的情况下,根据系统状态的变化程度对系统状态进行自适应判别,因此它一方面可以直接用于BIT系统故障诊断,另一方面也可以将其用于BIT系统故障样本的自动获取。