1.2 采集模块
　　试验时针对数控机床主轴以及三个进给轴电机电流进行采集，需要同时测量4路电流，由于电流变化缓慢，每路电流的采样频率定为10～100 Hz。STM32自带16个外部信号源12位逐次比较型ADC通道，可将电压信号转换为数字信号。系统暂用4个普通引脚和1个GND引脚作为接收端连接传感器的输出端，获取传感器的输出，如图3所示。注意传感器的输出电压大于ADC的转换范围，接线时需采用电阻分流。由于电流传感器较为精密，输出电压相对稳定，可在一定程度上对采集模块进行保护。
　　1.3 传输模块
　　传感器输出的电压信号经由ADC转换为数字信号，通过蓝牙传输至上位机。蓝牙模块的供电由单片机完成，二者采用串口连接，接收端为上位计算机（自带蓝牙或蓝牙适配器）。工作时首先需为上位机配置蓝牙虚拟串口，继而与单片机建立连接，最终进行数据的透明传输，过程示意如图4所示。
　　STM32中的MAX 3232为电平转换芯片，作用是将TTL电平转换为RS 232电平，使得PC串口识别传入信号，进行透明传输。蓝牙通信速度可达2 Mb/s，但需注意，由于蓝牙模块与单片机采用串口通信，所以实际的传输速度受该串口波特率限制，为计算机编程方便，设为115 200 b/s，按4通道、5位精度计算采样速度，最高可达720 S/s，该速度可完全满足机床电流信号的测量。
　　2 系统软件设计
　　系统的编程任务主要是电流值的计算以及数字信号的传输。电流信号经传感器转换以及电阻分流后成为0～3.3 V的电压信号，再经过ADC成为ADC数字量，电流值的计算公式可按下式处理（50 A量程）：
　　[电流（A）=ADC数字量×503.3]
　　数据传输需要以下步骤：首先进行系统初始化，包括STM32串口及蓝牙模块，继而判断系统是否已开始采集，由于系统为实时采集，所以采集和传输任务是同时进行的。数据传输开始的标识是两端建立串口连接，链路确定后便可进行实际的数据收发，断开连接相当于停止采集。以上步骤如图5所示。
　　注意，传感器采集电流时是多路同时进行的，单片机的ADC过程与之相同，由于无法改变传感器的采样频率，所以ADC的频率实际代表了系统采样频率。ADC的转换时间与时钟和采样周期相关，试验中的转换时间可以用下式表示：
　　[Tconv（μs）=采样周期+12.5时钟频率（MHz）]
　　编程时让单片机始终按预设较高频率进行ADC，系统暂定的转换时间为7.56 μs，运行时始终保持不变。若采集过程中需要改变采样速度，可以通过改变数据传输速度的方式来实现。
　　另一个问题是虽然STM32同时获得了4通道数字信号，但实际上单片机中与MAX 3232电平转换芯片连接的串口只有一个，也就是说只有一个通道可以进行数据传输任务。为保证采集的正确性，在一个循环内首先按顺序将同次ADC获取的数字信号存为一个字符串，将该字符串发送给上位机，接收端则根据每路数字信号的预设长度对字符串进行解码，从而实现发送、接收的配对，该方法也在一定程度上实现了数据加密。
　　3 运行测试
　　设计完成后，对整套系统进行测试。首先检测硬件，用万用表测量标准电流下传感器的输出电压，利用RS 232在PC上对单片机的ADC功能进行验证。经测试，传感器和STM32 ADC均可正常使用。第二步检测传输模块是否工作正常，由于手机的蓝牙功能大都稳定可靠，所以使用手机测试系统的传输模块。硬件连接后，下载软件使系统发送数字字符串，手机连接至单片机接收数据，结果表明蓝牙模块通信正常。最后进行电流采集试验，上位机选用带蓝牙的笔记本电脑，4通道采集，接收界面如图6所示。经多次试验，电流测量值幅值稳定，表明系统软硬件工作正常，可顺利完成预设任务。
　　4 结 语
　　本课题基于蓝牙技术对数控机床电流信号进行无线采集，是近距离无线通信技术在数采领域中的典型应用。目前系统已能够实现多路电流信号的实时采集传输，但尚未在车间环境中进行试验，对于蓝牙模块在强电环境的抗干扰能力有待研究。本设计可以方便的通过PC监测机床运行过程中的电流信号，进一步可以考虑建立车间采集局域网，实现多机床联合数据监测分析等功能，这将在极大程度上节约成本、简化操作。采集系统经过多次试验验证，设计较为可靠、软硬件工作正常，具有一定的实用价值。