基于CAN总线的浮标数据采集系统设计
技术创新
中文核心期刊《微计算机信息》（嵌入式与ＳＯＣ）２００８年第２４卷第５－２期嵌入式网络技术应用
基于ＣＡＮ总线的浮标数据采集系统设计
ＤｅｓｉｇｎｏｆＤａｔａＡｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍｏｆＯｃｅａｎＢｕｏｙＢａｓｅｄＯｎＣａｎＢｕｓ
（山东省科学院海洋仪器仪表研究所）王晓燕裴亮付晓
ＷＡＮＧＸｉａｏ－ｙａｎＰＥＩＬｉａｎｇＦＵＸｉａｏ
摘要：根据海洋浮标的特点，运用现场总线技术，设计了基于ＣＡＮ总线的浮标数据采集系统。实验表明，ＣＡＮ总线的应用为传统的海洋浮标采集系统提供了一种新的采集方式，具有高速度、组合灵活等优点，解决了系统扩展性差的缺点。
关键词：ＣＡＮ总线；海洋浮标；数据采集
中图分类号：ＴＮ９１９．５文献标识码：Ｂ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｏｆｏｃｅａｎｂｕｏｙｂａｓｅｄｏｎＣＡＮｂｕｓｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｉｔｗａｓｕｓｅｄｆｉｅｌｄｂｕｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｏｃｅａｎｂｕｏｙ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｈｏｗｓｔｈａｔａｎｅｗａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｉｓｏｆｆｅｒｅｄｔｏｔｈｅｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｏｆｔｒａ－ｄｉｔｉｏｎａｌｏｃｅａｎｂｕｏｙｄｕｒｉｎｇｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＣＡＮｂｕｓ．Ｉｔｉｓｏｆｈｉｇｈｖｅｌｏｃｉｔｙ，ｖａｒｉａｂｉｌｉｔｙ，ａｎｄｓｏｌｖｅｓｔｈｅｂａｄｌｙｅｘｐａｎｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｔｒａｄｉ－ｔｉｏｎａｌｓｙｓｔｅｍ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＣＡＮＢｕｓ；ｏｃｅａｎｂｕｏｙ；ｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ；
文章编号：１００８－０５７０（２００８）０５－２－００２０－０２
引言
海洋浮标是一种无人职守的、高度自动化、先进的海洋水文
气象遥测设备，可长期、连续、定点、自动监测海洋水文气象参
数，为灾害性海洋环境预报、海洋开发、海洋工程提供实时资料，
是海洋灾害预警预报系统中资料的主要来源和重要组成部分。
但是，我国目前的海洋资料浮标采集系统仍存有许多不足
之处：１）数据采集处理系统种类繁多，互不兼容，给维护和使用
带来了极大的不便；２）由于各分部系统没有统一的设计标准和
安装要求，使得系统的调试、安装和检测过于复杂，缺乏有效的
故障定位技术和检测手段；３）一些功耗大、要求高速处理的海洋
科学实验仪器在大浮标的应用以及扩展较多的传感器较难适
用，因此为克服传统浮标采集系统的不足，本文将ＣＡＮ总线应
用于海洋浮标采集系统，各传感器通过ＣＡＮ网络与主采集系
统相连，由于ＣＡＮ总线数据通信具有突出的性能、可靠性、实
时性及灵活性，解决了大型海洋浮标数据采集系统灵活性及扩
展性差的缺点。
１ＣＡＮ总线原理
ＣＡＮ（ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）即控制器局域网，最早由德国
ＢＯＳＣＨ公司提出，用于汽车内部测量与执行部件之间的数据
通信。由于具有高性能、高可靠性以及独特的设计，ＣＡＮ总线的
应用范围目前不再局限性于汽车工业，而向过程工业、机械工
业、纺织工业、农用机械、机器人、数控机床、医疗器械及传感器
等领域发展。ＣＡＮ已经形成国际标准，并被公认为几种最有前
途的现场总线之一。
ＣＡＮ属于总线式串行通信网络，其数据通信具有突出的性
能、可靠性、实时性和灵活性。其特点概括如下：
＊通信方式灵活。ＣＡＮ为多主方式工作，网络上任一节点均
可在任意时刻主动的向网络上其他节点发送信息，而不分主从。
＊ＣＡＮ网络上的节点分不同的优先级，可满足不同的实时要求。
＊ＣＡＮ采用非破坏性总线仲裁技术，当多个节点同时向总
线发送信息时，优先级较低的节点会主动的退出发送，而最高
优先级的节点可不受影响的继续传输数据，从而大大节省了总
线冲突仲裁时间，不会出现网络瘫痪情况。
＊ＣＡＮ只需通过报文滤波即可实现点对点、一点对多点及
全局广播等几种方式传送接收数据，无需专门的调度。
＊ＣＡＮ的直接通信距离最远可达１０ＫＭ（传输速率５Ｋｂ／ｓ以
下）；通信速率最高可达１Ｍｂ／ｓ。
＊ＣＡＮ上的节点数主要取决于总线驱动电路，目前可达
１１０个；报文标识符可达２０３２种（ＣＡＮ２．０Ａ），而扩展标准的报文
标识符几乎不受限制。
＊ＣＡＮ总线的通信格式化采用短帧格式，传输时间短，受干
扰概率低，具有极好的检错效率。每帧字节数最多为８个，不会
占用过长的总线时间，从而保证了通信的实时性。
＊ＣＡＮ总线的每帧信息都有ＣＲＣ校验及其他检错措施，保
证了数据通信的可靠性。
＊ＣＡＮ的通信介质可为双绞线、同轴电缆或光纤，选择灵活。
２浮标数据采集系统设计
浮标数据采集系统在设计方案上强调了低功耗、高可靠
性、高速、实时、模块化、开放性，可任意扩展等原则，采用多主
式和主从式相结合的方式，灵活又具有较高的实时性和可靠
性。系统由主节点及从节点（传感器节点、报警节点、值守节点
等）组成，主节点和从节点通过专用ＣＡＮ转接器连接到总线上，
主节点负责监控各个从节点，向从节点发布指令，并接收、处理
从节点传来的各种传感器数据，从节点响应主节点命令并采
集、发送数据。采集系统采用一对双绞线及一对电源线组合的
专用屏蔽电缆（专门定制）组成总线拓扑结构，终端各匹配１２０王晓燕：硕士
基金资助：国家高技术研究发展计划“大型海洋环境
多层监测浮标关键技术”（２００４ＡＡ６０４０７０）
技术创新
欧姆电阻，其总体设计图如图１所示。
图１系统总体设计结构图
２．１硬件设计
２．１．１主节点设计
ＣＡＮ网络主节点主要由工控计算机、ＣＡＮ接口卡、Ｆ３３通
信卫星接收器和加断电控制部分组成。工控机采用了奔腾级的工业嵌入式主板，带有ＰＣ／１０４扩展槽，ＣＰＵ为超低功耗的Ｉｎｔｅｌ
Ｃｅｌｅｒｏｎ６００ＭＨｚＣＰＵ，２５６Ｍ内存，１６０Ｇ工业级硬盘。主板与ＣＡＮ接口卡通过ＰＣ１０４总线相连，Ｆ３３通过串口与主板通信，其结构图如图２所示。
图２主节点硬件设计结构图
２．１．２从节点设计
从节点由ＬＰＣ２２９２、
传感器接口、外围控制电路、风速调理电路及ＪＴＡＧ接口，外部时钟等组成。
从节点采用ＰＨＩＬＩＰＳ公司集成ＣＡＮ接口的ＬＰＣ２２９２作为控制器，控制整个节点的运行。ＬＰＣ２２９２有２个互连的ＣＡＮ接口，带有先进的ＣＡＮ总线验收滤波器，多个串行接口，芯片功耗低。总线收发器选用ＰＨＩＬＩＰＳ公司的高速ＣＡＮ收发器ＴＪＡ１０４０，具有高速，低电磁辐射的特
点，并有较强的抗电磁干扰的能力。传感器接口预留两个标准
２３２串口，一个４８５串口，４路１０位的Ａ／Ｄ模拟通道，４路Ｉ／Ｏ
开关量输入输出口，板上有风速调理电路可根据外接传感器情况选择性焊接。接口不仅可满足现有传感器的连接需求，并能根据需要扩展。单个从节点的更换无需停止整个ＣＡＮ网络，只要将新的节点连接到ＣＡＮ网络即可，扩展和维修都非常方便，其结构图如图３所示。
图３从节点硬件设计结构图
２．２软件设计
传统浮标由于硬件的限制，多采用ＤＯＳ操作系统，而本系统采用界面更加友好的Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００操作系统，开发工具采用Ｃ＋＋，可视化编程工具将面向对象的程序设计方法与数据库技术、网络技术等结合在一起，利用丰富的控件资源开发出高质量的Ｗｉｎｄｏｗｓ应用程序。主节点接收到数据后将接收到的数据打包，通过Ｆ３３通信卫星将数据发送到指定ＦＴＰ服务器上或以Ｅｍａｉｌ方式发送到指定邮箱，同时在硬盘上保存数据，以供查询。任何节点发送来的符合ＣＡＮ通信协议的数据对于主节点都是平等的，这样就可以方便的扩展节点而不需改动主节点的程序，体现了系统的可扩展性及开放性原则，系统从节点软件设计流程图如图４所示，主节点软件设计流程图如图５所示。
图４从机节点软件设计流程图
图５主节点软件设计流程图
３海洋环境监测实验
系统研制成功后，于２００６年１１月布放于山东省科学院海洋仪器仪表研究所海洋实验站进行海试。
系统安装了气象传感器（风速、
温湿、气压）、水文传感器、波浪传感器及报警传感器等。基于海洋浮标低功耗及安全性的要求，系统由值守节点负责控制启动，正常运行时系统每天采集８个时次的数据，加密采集时每小时采集一次数据，报警实时采集发送。ＣＡＮ总线波特率设为１２５Ｋ，各传感器节点既可脱离主采集系统独立运行，也可随意添加及删减，而不必调整主采集系统，充分体现了系统的灵活性及可扩展性。
系统运行至今，各传感器及采集系统工作正常，数据接收率为１００％，达到设计要求。
４结论
２１世纪，现场总线控制系统将会成为控制领域的主流，由
于ＣＡＮ总线协议的完全透明性、可扩展性以及组建系统的灵
活性，使得ＣＡＮ总线必将得到更广泛的应用。（下转第４１页）
技
术创新
执行Ｊｆｌａｓｈｐｘａ２７０ｅｂｏｏｔ．ｎｂ０命令。
Ｊｆｌａｓｈ使用ＰＣ机的并口将ｅｂｏｏｔ．ｎｂ０下载到开发板，上面命令中Ｐｘａ２７０是我们开发板上ＪＴＡＧ接口的相关配置信息。向目标板上下载系统镜像的途径有多种，如通过串口、并口、网卡、ＵＳＢ等。只要ＢｏｏｔＬｏａｄｅｒＰＣ机上支持，可以选择效率高的一种来下载镜像。本论文中我们用到的ＢｏｏｔＬｏａｄｅｒ程序Ｅｂｏｏｔ支持网卡下载，使用ＰｌａｔｆｏｒｍＢｕｉｌｄｅｒ自带下载工具下载。下载配置如图４所示：
Ｔａｒｇｅｔ－＞ＣｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙＯｐｔｉｏｎｓｉｎＰｌａｔｆｏｒｍＢｕｉｌｄｅｒ．
图３配置平台编译设置图４操作系统镜像下载
４应用程序开发
在ＷｉｎｄｏｗｓＣＥ．ｎｅｔ嵌入式操作系统上进行应用程序开发时，首先要考虑到一个问题：应用程序开发、调试和运行在不同的平台之间进行的。所以我们在进行开发前，首先要导出一个针对该系统的开发工具包（ＳＤＫ），这一步工作要在编译完操作系统后完成。将编译好
的ＳＤＫ安装到开发的ＰＣ机上，就可以使用ＥＶＣ进行应用程序开发了。图５为在论文所定制和移植的操作系统上开发的儿童多媒体词典的运行效果图。
图５儿童多媒体词典的运行效果图
５结束语
嵌入式操作系统应用在千变万化的硬件环境中，所以要根据硬件环境的变化进行配置，来满足不同的应用要求。本文介绍了ＷｉｎｄｏｗｓＣＥ．ｎｅｔ在ＩｎｔｅｌＰＸＡ２７０的移植过程，对于其他处理器硬件环境，同样具有参考价值。
本文作者创新点为解决了ＷｉｎｄｏｗｓＣＥ．ｎｅｔ在ＩｎｔｅｌＰＸＡ２７０的移植过程中的重点和难点，对嵌入式系统开发具有参考价值。
参考文献
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能研究；李心广（１９６３—），
男（汉族），湖南南县人，广东外语外贸大学信息科学技术学院教授，博士，主要从事计算机应用研究。Ｂｉｏｇｒａｐｈｙ：ＺＨＡＮＧＪｉｎｇ（１９７７－），Ｆｅｍａｌｅ（Ｈａｎ），ＬｉａｏｎｉｎｇＰｒｏｖｉｎｃｅ，ＧｕａｎｇｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＦｏｒｅｉｇｎＳｔｕｄｉｅｓ，ＣｏｍｐｕｔｅｒＳｃｉ－ｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｌｅｃｔｕｒｅｒｓ，Ｍａｓｔｅｒ，ｅｍｂｅｄｄｅｄｓｙｓｔｅｍｓａｎｄａｒｔｉｆｉｃｉａｌｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅｒｅｓｅａｒｃｈ．
（５１０４２０广东广州广东外语外贸大学信息科学技术学院）
张晶李心广
（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇ－ｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＦｏｒｅｉｇｎＳｔｕｄｉｅｓＧｕａｎｇｚｈｏｕ，５１０４２０，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ）ＺＨＡＮＧＪｉｎｇＬＩＸｉｎ－ｇｕａｎｇ
通讯地址：（５１０４２０广东广州广东外语外贸大学信息科学技术学院）张晶
（收稿日期：２００８．３．１３）（修稿日期：２００８．４．２５）
（上接第２１页）
本文的创新点是提出一种基于ＣＡＮ总线结构的海洋资料浮标数据采集系统实现方法，将ＣＡＮ总线技术应用于海洋环境监测中，设计了硬件电路和软件，并进行了海试。实验证明该系统可在复杂的海洋中实现对各类海洋监测数据的实时采集与传送，具有结构简单、可靠性高、成本低、容易实现等优点，系统的研制成功为海洋环境监测提供了一种新的方法，具有较好的应用前景，系统一旦投入使用，经济效益预计可达上百万元。
参考文献
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作者简介：王晓燕（１９７７－），女（汉族），硕士，研究方向：信息处理Ｂｉｏｇｒａｐｈｙ：ＷａｎｇＸｉａｏｙａｎ（１９７７－），Ｆｅｍａｌｅ（Ｈａｎ），Ｍａｓｔｅｒ，Ｒｅ－ｓｅａｒｃｈａｒｅａ．ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ
（２６６００１山东青岛山东省科学院海洋仪器仪表研究所）王晓燕
裴亮
付晓
（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆｏｃｅａｎｏｇｒａｐｈｉｃｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆＳｈａｎｄｏｎｇａ－ｃａｄｅｍｙｏｆｓｃｉｅｎｃｅｓＱｉｎｇｄａｏ２６６００１Ｃｈｉｎａ）ＷＡＮＧＸｉａｏ－ｙａｎＰＥＩＬｉａｎｇＦＵＸｉａｏ
通讯地址：（２６６００１青岛市浙江路２８号山东省科学院海洋仪
器仪表研究所第九研究室）王晓燕
（收稿日期：２００８．０３．１３）（修稿日期：２００８．４．２５）
高速数据采集系统设计
高速数据采集系统 设计
基于FPGA和SoC单片机的 高速数据采集系统设计 一．选题背景及意义 随着信息技术的飞速发展，各种数据的实时采集和处理在现代工业控制和科学研究中已成为必不可少的部分。高速数据采集系统在自动测试、生产控制、通信、信号处理等领域占有极其重要的地位。随着SoC单片机的快速发展，现在已经能够将采集多路模拟信号的A/D转换子系统和CPU核集成在一片芯片上，使整个数据采集系统几乎能够单芯片实现，从而使数据采集系统体积小，性价比高。FPGA为实现高速数据采集提供了一种理想的实现途径。利用FPGA高速性能和本身集成的几万个逻辑门和嵌入式存储器块，把数据采集系统中的数据缓存和控制电路全部集成在一片FPGA芯片中，大大减小了系统体积，提高了灵活性。FPGA 还具有系统编程功能以及功能强大的EDA软件支持，使得系统具有升级容易、开发周期短等优点。 二．设计要求 设计一高速数据采集系统，系统框图如图1-1所示。输入模拟信号为频率200KHz、Vpp=0.5V的正弦信号。采样频率设定为25MHz。经过按键启动一次数据采集，每次连续采集128点数据，单片机读取128点数据后在LCD模块上回放显示信号波形。
图1-1 高速数据采集原理框图 三．整体方案设计 高速数据采集系统采用如图3-1的设计方案。高速数据采集系统由单片机最小系统、FPGA最小系统和模拟量输入通道三部分组成。输入正弦信号经过调理电路后送高速A/D转换器，高速A/D 转换器以25MHz的频率采样模拟信号，输出的数字量依次存入FPGA内部的FIFO存储器中，并将128字节数据在LCD模块回放显示。 图3-1 高速数据采集系统设计方案 四．硬件电路设计 1.模拟量输入通道的设计 模拟量输入通道由高速A/D转换器和信号调理电路组成。信号调理电路将模拟信号放大、滤波、直流电平位移，以满足A/D转换器对模拟输入信号的要求。
智能手机终端的数据采集及分析系统
智能手机终端的数据采集及分析系统 主要功能如下： 采集使用数据采集程序手机的手机号码：数据采集程序必须开通GPRS，实时传输采集数据及监听服务端指令；所以会有一定的数据量。为解决用户因GPRS传输采集数据产生的费用，所以记录用户的手机号码。 采集GPS信息：经纬度，时间，速度； 采集无线网络状况信息：GSM，GPRS网络情况； 获取的无线网络信息并附加GPS信息，帮助数据分析专家系统分析处理； 数据采集终端的主要功能如下： 实时诊断网络信息； 诊断分为空闲时诊断与使用时诊断； 空闲时诊断：根据运营商的相关规定设定网络异常指标；当手机处于空闲状态时，指定频率（秒）获取无线网络的基本参数，如CID，LAC，BSIC，BCCH，RxQuality，RxLevel，C/I，C/A,TxPower,TA,TS等；根据设定的异常指标来判断是否出现异常;如果出现异常则保存本次信息，并获取此时此地的GPS信息、本手机的手机号码一并发送至指定服务器，由“数据分析专家系统”分析处理。 发送数据内容：本手机的手机号码+无线网络基本参数+GPS信息； 数据格式：XML文件格式； 传输方式：使用GPRS进行数据传输； 使用时诊断：用户使用手机时，检测用户使用过程中无线网络的状况；如手机数据下载过程中，检测总的下载量，下载时间，是否下载成功，如果不正常则记录本次使用过程； 诊断项： 2通话：未接通、掉话、呼叫时延； 2短信（SMS），彩信（MMS）：是否发送或接受成功、发送或接受时间； 2GPRS Attach：Attach是否成功、Attach成功的时长PDP激活，PDP激活是否成功、激活成功的时长； 2WAP数据传输：WAP登陆测试；WAP登陆是否成功；WAP登陆成功时长； 2WAP刷新测试：WAP刷新是否成功；WAP刷新成功时长；
数据采集及管理控制系统设计规范
数据采集及管理控制系统设计规范
服装企业实时数据采集及管理控制系统的设计 Design Of Real-time Data Collection And Administration Control System In Clothes Enterprise 摘要:随着计算机和通讯技术的飞速发展,国内服装业信息化的高要求也迫在眉睫。本文主要针对服装业讨论设计了一 套实时数据采集及管理控制系统,它避免了当前服装业常 见管理软件的信息延迟与滞后的问题,能够做到生产过程 的实时控制,把国内服装业的管理水平推向一个更高的层 次。 关键词:实时控制;工况信息;批处理;成绩表现;生产平衡 Abstract:With the development of the computer and communication technology , it is very necessary for clothes enterprises in china to accelerate innovations . In this paper , it is principal to design a system in clothes enterprise for real- time data collection and administration control , which can escape the important problem occurred by nowadays administrative software —— information delay and can improve the administration level .
简易数据采集系统的设计
简易数据采集系统设计 题目：二选一 1． 设计一个单片机控制的数据采集系统，要求A/D 精度12位，采样频率最高100KHz,输 入8路信号，分时复用A/D 芯片，将采集到的波形进行4K 的SRAM 存储，然后通过串行口发送给计算机 2． 设计一波形发生电路，计算机通过串行口向板卡发送波形电路，波形存储到板卡上的 SRAM 中，然后进行计算机控制的D/A 波形产生，板卡上用单片机进行控制 要求： 1． 选择器件，确定具体型号。 2． 画原理图。 3． 根据器件封装画PCB 图。 4． 写出相应的单片机和微机控制程序。 5． 写出详细的原理分析报告。 器件选择： TI 公司生产的8位逐次逼近式模数转换器ADC0809，8051，MAX232 原理图如下： 原理报告原理报告：： 采集多路模拟信号时，一般用多路模拟开关巡回检测的方式，即一种数据采集的方式。利用多路开关（MUX ）让多个被测对象共用同一个采集通道，这就是多通道数据采集系统的实质。当采集高速信号时，A/D 转换器前端还需加采样/保持(S/H)电路。 待测量一般不能直接被转换成数字量，通常要进行放大、特性补偿、滤波等
环节的预处理。被测信号往往因为幅值较小，而且可能还含有多余的高频分量等原因，不能直接送给A/D 转换器，需对其进行必要的处理，即信号调理。如对信号进行放大、衰减、滤波等。 通常希望输入到A/D 转换器的信号能接近A/D 转换器的满量程以保证转换精度，因此在直流电流电源输出端与A/D 转换器之间应接入放大器以满足要求。 本题要求中的被测量为0～5V 直流信号，由于输出电压比较大，满足A/D 转换输入的要求，故可省去放大器，而将电源输出直接连接至A/D 转换器输入端。 关于A/D 转换器的选取： 1.转换时间的选择 转换速度是指完成一次A/D 转换所需时间的倒数，是一个很重要的指标。A/D 转换器型号不同，转换速度差别很大。通常，8位逐次比较式ADC 的转换时间为100us 左右。由于本系统的控制时间允许，可选8位逐次比较式A/D 转换器。 2.ADC 位数的选择 A/D 转换器的位数决定着信号采集的精度和分辨率。 要求精度为0.5%。对于该8个通道的输入信号，8位A/D 转换器，其精度为 8 0.39%2 ?= 输入为0～5V 时，分辨率为 8 50.019611 22Fs N V v ==?? Fs v —A/D 转换器的满量程值 N —ADC 的二进制位数 量化误差为 8 50.0098(1)2 (1)2 22Fs N Q V v = = =?×?× ADC0809是8位逐次逼近式模数转换器，包括一个8位的逼近型的ADC 部分，并提供一个8通道的模拟多路开关和联合寻址逻辑，为模拟通道的设计提供了很大的方便。
数据采集控制与数字电压表
;-------------------------------------------------------------------------- ; 课程设计: 数据采集控制与数字电压表 ;-------------------------------------------------------------------------- A8255 EQU 0600H ;8255端口地址:PA0～PA7-->L0～L7 B8255 EQU 0602H ;PB0～PB7-->A～G.DP 段码口 C8255 EQU 0604H ;PC0～PC3-->X1～X4,PC4.PC5-->EOC CON8255 EQU 0606H ;PC6-->K6电压表,PC7-->K7开机 A8254 EQU 0640H ;8254端口地址 B8254 EQU 0642H C8254 EQU 0644H CON8254 EQU 0646H ADC0809 EQU 06C0H ;ADC0809端口地址 ;-------------------------------------------------------------------------- DATA SEGMENT VRBUF DB 10 DUP(0) ;AD转换结果缓冲区数据段 VR DB ? ;AD转换结果数据段 V ALUE DB 3 DUP(0) ;电压值数据段000 LED DB 3FH,06H,5BH,4FH ;数码管段码表0-15 DB 66H,6DH,7DH,07H DB 7FH,6FH,77H,7CH DB 39H,5EH,79H,71H DATA ENDS ;-------------------------------------------------------------------------- SSTACK SEGMENT STACK DW 64 DUP(?) SSTACK ENDS ;-------------------------------------------------------------------------- CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DA TA,SS:SSTACK START: MOV AX,DATA ;当前数据段址送DS MOV DS,AX ;-------------------------------------------------------------------------- ; 系统初始化及启动程序 ;-------------------------------------------------------------------------- MOV DX,CON8255 ;8255控制字:PA7～PA0显示AD转换值 MOV AL,10001000B ;A口输出,B口输出,PC0～PC3输出,PC4～PC7输入! OUT DX,AL ;-------------------------------------------------------------------------- BEGIN: MOV DX,B8255 ;L0～L7灯全灭! MOV AL,00H OUT DX,AL MOV DX,A8255 ;LED数码管全灭! MOV AL,00H OUT DX,AL MOV DX,CON8254 ;启动秒计数 MOV AL,00100111B ;计数器0,读写高8位,方式3,十进制 OUT DX,AL ;-------------------------------------------------------------------------- K7: MOV DX,C8255 IN AL,DX ;读C口 TEST AL,10000000B ;测试C口最高位!
等间距采样的高速数据采集系统设计
等间距采样的高速数据采集系统设计 郝亮,孟立凡,刘灿,高建中 (中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室,太原030051) 摘要:简单介绍通过对窄脉冲等间距采样来测试电缆故障的基本原理,分析其脉冲的特点和处理要求;采用F PGA和MSP430F149作为主控芯片,设计了单路多次低速数据采集系统;利用Quartus II软件编写主控程序,并在Modelsim下进行仿真验证。实验结果表明,该系统方案切实可行,可有效解决电缆故障测距过程中的高精度数据采集问题。 关键词:等间距采样;数据采集;MSP430F149;F PGA 中图分类号:TN98文献标识码:B H igh2spe ed Data Acquisition System Based on Equidistance Sampling Hao Liang,Meng Lifan,Liu Can,Gao Jianzhong (Inst ruments Science and Dynamic Measurement Ministry of Education Key Laboratory, North University of China,T aiyuan030051,China) A bstract:T he basic principle of testing cable faults wit h narrow2pulse equidistance sampling is described.Pulse characteristics and pro2 cessing requirements are analyzed.The single2line repeated low2speed dat a acquisition system is designed with FPGA and MSP430F149 as main control chips.Main control procedures are programmed in Quartus II and simulated in Modelsim.Experimental result shows that t he system is practical,and the problem of high2precision data acquisition in the process of cable fault location is resolved effectively. K ey words:equidist ance sampling;data acquisit ion;MSP430F149;FPGA 引言 电缆故障是通信行业中的常见故障,而电缆测距是排除故障的前提条件。准确的电缆测距可以缩短发现故障点的时间,利于快速排除故障,减少损失。窄脉冲时域反射仪利用时域反射技术来测定电缆断点位置,可以同时检测出同轴传输系统中多个不连续点的位置、性质和大小。窄脉冲信号持续的时间非常短暂,为了能够有效地捕捉到窄脉冲信号,对A/D采样率和处理器速率提出了较高的要求,传统的数据采集已经不能满足系统设计需求。本文介绍的单路多次低速数据采集方案硬件结构简单,成本低,能够满足系统设计要求。 1系统设计理论依据 根据电磁波理论,电缆即传输线。假若在电缆的一端发送一探测脉冲,它就会沿着电缆进行传输,当电缆线路发生障碍时会造成阻抗不匹配,电磁波会在障碍点产生反射。在发射端,由测量仪器将发送脉冲和反射脉冲波形记录下来。实际测试中,具体障碍的波形有所差异:断线(开路)障碍时,反射脉冲与发射脉冲极性相同;而短路、混线障碍时,反射脉冲与发射脉冲极性相反。波形如图1所示。 图1发射脉冲与反射脉冲波形 设从发射窄脉冲开始到接收到反射脉冲波的时间为$t,则: l=v#$t 2 其中,v为脉冲波在电缆中的传输速度;l为电缆故障点与脉冲波送入端的距离。 由以上分析可知,在同一个固定障碍的线路上多次送入同一脉冲电压,其反射脉冲将同样地在同一位置多次出现。 要实现对反射窄脉冲的捕获和1m的测距分辨率(在波速为200m/L s的情况下),则$t= 2l v =2@1 200 =0.01L s =10ns。即要求抽样的时间分辨率为10ns,对应的数据采集系统频率高达100MHz。同时,最大测量范围是2km 时,要求发射脉冲的重复周期T= 2l v =2@2000 200 =20L s。
多路数据采集系统设计毕业论文
多路数据采集系统设计毕业论文 第1章绪论 1.1 多路数据采集系统介绍 随着工、农业的发展，多路数据采集势必将得到越来越多的应用，为适应这一趋势，作这方面的研究就显得十分重要。在科学研究中，运用数据采集系统可获得大量的动态信息，也是获取科学数据和生成知识的重要手段之一。总之，不论在哪个应用领域中，数据采集与处理将直接影响工作效率和所取得的经济效益。 此外，计算机的发展对通信起了巨大的推动作用。算机和通信紧密结合构成了灵活多样的通信控制系统，也可以构成强有力的信息处理系统,这样对社会的发展产生了深远的影响。数据通信是计算机广泛应用的必然产物[2]。 数据采集系统，从严格的意义上来说，应该是用计算机控制的多路数据自动检测或巡回检测，并且能够对数据实行存储、处理、分析计算以及从检测的数据中提取可用的信息，供显示、记录、打印或描绘的系统。 数据采集系统一般由数据输入通道，数据存储与管理，数据处理，数据输出及显示这五个部分组成。输入通道要实现对被测对象的检测，采样和信号转换等
工作。数据存储与管理要用存储器把采集到的数据存储起来，建立相应的数据库，并进行管理和调用。数据处理就是从采集到的原始数据中，删除有关干扰噪声，无关信息和必要的信息，提取出反映被测对象特征的重要信息。另外，就是对数据进行统计分析，以便于检索；或者把数据恢复成原来物理量的形式，以可输出的形态在输出设备上输出，例如打印，显示，绘图等。数据输出及显示就是把数据以适当的形式进行输出和显示。 由于RS-232在微机通信接口中广泛采用，技术已相当成熟。在近端与远端通信过程中，采用串行RS-232标准，实现PC机与单片机间的数据传输。在本毕业设计中对多路数据采集系统作了初步的研究。本系统主要解决的是怎样进行数据采集以及怎样进行多路的数据采集，并将数据上传至计算机[2]。 1.2 设计思路 多路数据采集系统采用ADC0809模数转换器作为数据采集单元和AT89C51单片机来对它们进行控制,不仅具有控制方便、简单和灵活性大等优点,而且可以大幅度提高采集数据的灵敏度及指标。通过MAX232电平转换芯片实现单片机与PC 机的异步串行通信，设计中的HD7279实现了键盘控制与LED显示显示功能。本文设计了一种以AT89C51和ADC0809及RS232为核心的多路数据采集系统。 多路数据采集系统就是通过键盘控制选择通路，将采集到的电压模拟两转换成数字量实时的送到单片机里处理从而显示出采集电压和地址值，最终控制执行单片机与PC机的异步串行通信。 连接好硬件后，给ADC0809的三条输入通路通入直流电压。4-F键为功能键，4-E键为复位键，F键为确认键。1－3键为通道选择键，分别采集三个通道的数据值并实时显示出数值和地址值。结合单片机RS232串口功能还实现了与PC机的异
5 Gsps高速数据采集系统的设计与实现
5 Gsps 高速数据采集系统的设计与实现 摘要：以某高速实时频谱仪为应用背景，论述了5 Gsps 采样率的高速数据采集系统的构成和设计要点，着重分析了采集系统的关键部分高速ADC(analog to digital，模数转换器)的设计、系统采样时钟设计、模数混合信号完整性设计、电磁兼容性设计和基于总线和接口标准(PCI Express)的数据传输和处理软件设计。在实现了系统硬件的基础上，采用Xilinx 公司ISE 软件的在线逻辑分析仪(ChipScope Pro)测试了ADC 和采样时钟的性能，实测表明整体指标达到设计要求。给出上位机对采集数据进行处理的结果，表明系统实现了数据的实时采集 存储功能。关键词：高速数据采集；高速ADC；FPGA；PCI Express 高速实时频谱仪是对实时采集的数据进行频谱分析，要达到这样的目的，对数据采集系 统的采样精度、采样率和存储量等指标提出了更高的要求。而在高速数据采集 系统中，ADC 在很大程度上决定了系统的整体性能，而它们的性能又受到时钟质量的影响。为满足系统对高速ADC 采样精度、采样率的要求，本设计中提 出一种新的解决方案，采用型号为EV8AQ160 的高速ADC 对数据进行采样；考虑到ADC 对高质量、低抖动、低相位噪声的采样时钟的要求，采用AD9520 为5 Gsps 数据采集系统提供采样时钟。为保证系统的稳定性，对模数混合信号完整性和电磁兼容性进行了分析。对ADC 和时钟性能进行测试，并给出上位 机数据显示结果，实测表明该系统实现了数据的高速采集、存储和实时后处理。 1 系统的构成高速数据采集系统主要包括模拟信号调理电路、高速ADC、高速时钟电路、大容量数据缓存、系统时序及控制逻辑电路和计算机接口电路等。图1 所示为5 Gsps 高速数据采集系统的原理框图。所用ADC 型号为EV8AQ160，8 bit 采样精度，内部集成4 路ADC，最高采样率达5 Gsps，可以工作在多种模式下。通过对ADC 工作模式进行配置，ADC 既可以工作在采样
数据采集与分析
审计数据采集与分析技术 计算机审计的含义 ?计算机审计有3层含义： –面向数据的审计 –面向现行信息系统的审计 –对信息系统生命周期的审计 面向数据的计算机审计流程 ?审前调查：电子数据的组织、处理和存储 ?数据采集：审计接口、数据库访问技术、数据采集技术 ?数据清理、转换、验证、建立中间表 ?数据分析：数据分析技术、SQL、审计软件 ?审计取证 一、审前调查及电子数据的组织、处理和存储 1.审前调查的内容和方法 ?对组织结构调查 ?对计算机信息系统的调查 ?提出数据需求 2.电子数据的组织、处理和存储 电子数据处理的特点 ?存储介质改变 ?基于一定的数据处理平台，有一定的数据模型 ?数据表示编码化（各种编码） ?带来系统控制和数据安全性的新问题 ?审计线索改变 如何表示数据 ?数据类型与数据取值 –数据类型决定了取值范围与运算范围 ?数据模型 –数据模型是对现实世界数据特征的抽象 –它提供模型化数据和信息的工具
数据模型的2个层次 ? ?概念模型 –E-R模型的要素 ?实体：客观存在并可以相互区分的事物，用方框表示 ?属性：实体的特征或性质，用椭圆表示 ?联系：实体之间的联系，用菱形表示 ?数据模型 –关系模型 –层次模型 –网状模型 数据模型的3个要素 ?数据结构 –描述模型的静态特征 –是刻画数据模型最重要的方面 ?数据操作 –描述模型的动态特性 ?数据检索 ?数据更新（增加、删除、修改） ?约束条件 –一组完整性规则的集合 ?实体完整性 ?引用（参照）完整性 ?用户定义的完整性 关系模型 ?关系模型是目前最常用的一种数据模型 ?关系数据库采用关系模型作为数据的组织方式 ?关系模型建立在严格的关系代数基础之上 ?关系模型概念单一，用关系表示实体以及实体之间的联系?关系数据库的标准语言SQL是一种非过程化语言，使用方便关系模型的数据结构 ?关系 –一张二维表，每一列都不可再分 –表中的行、列次序并不重要 ?元组 –二维表中的每一行，相当于一条记录 ?属性 –二维表中的每一列，属性有名称与类型。 –属性不可再分，不允许重复 ?主键 –由表中的属性或属性组组成，用于唯一确定一条记录?域
数据采集及控制
《电子技术》 2002 年第 9 期 中国传感器 ht t p :/ / www . senso r . co m . cn (531) 19 计算机应用 桩基静载仪数据采集及控制系统的 研制与开发 武汉大学电子信息学院 (武汉 430072) 刘仲谋 吴建江 刘爱荣 摘 要 文章系统地分析了基于虚拟仪器技术下的桩基静载测试仪数据采集系统的特性 。详 细论述了系统的总体设计方案 ,数据采集 、通信和控制电路的设计以及系统的可靠性设计 。 关键词 虚拟仪器 通信 可靠性 虚拟仪器就是采用计算机技术 ,将传统仪器的 部分或全部功能由软件来实现 ,达到了硬件软件化 的目的 。基于虚似仪器技术的静载仪是代表桩基静 载测试仪器的发展方向 。采用虚似仪器技术 ,前置 机只需要对信号的采集和控制 ,而把复杂的数据处 理 、报表 、打印输出等让上位机处理 ,简化了设计过 程 ,缩短了研制周期 ,降低了设计难度 ,同时提供了 更良好的人机界面和强大的上位机操作功能 。目 前 ,国内的静载仪的制作主要仍然采用传统的方法 , 对实验数据进行采集 、显示 、记录和判断等工作 ,但 不能现场对数据进行处理 ,得到工程所需的曲线 、图 表等资料 。采用虚拟仪器技术能很好地实现这些功 能 ,前置机对现场数据进行采集 、控制加在桩上的压 力以及和上位机进行通信 ,上位机接收来自前置机 的十二路位移信号和两路压力信号 ,然后进行数据 处理 、图表分析 ( 主要是桩基测量的总报表 、P 2S 曲 线图 、S 2lgp 曲线图和 S 2lgt 曲线图分析) 、发出控制 信号等 。下面主要对前置机的硬件设计和系统的可 靠性进行重点分析 。 1 前置机总体设计方案 前置机采集各路传感器的输出信号 ,并将采集 到的数据送给上位机进行数据处理 、图表分析 、显 示 、判断 ,同时接收上位机发来的各芯片初始化指令 及控制命令 ,来初始化系统和控制加在桩上的压力 等 。设计中采用 A T89C51 单片机加上外围电路来 构成前置机 。前置机系统的结构框图如图 1 所示 。 包括十二路位移量采集电路 、两路压力量采集电路 、 油泵流量控制电路 、开关控制电路 、RS485 接口 、监 控电路 、键盘显示电路和电源电路 。 设计中 ,为了尽可能满足现场的各种需要 ,采用 图 1 前置机系统结构框 了具有两个独立的荷载测试通道 ,其一用于连接应 变式压力传感器 ,另一个用于连接变送式压力传感 器 ,同时允许两个测力传感器并联使用 。提供十二 个独立的位移测试通道 ,其中四个测量桩基沉降量 , 另八个测量锚桩上拔量 。采用了两路各自独立的油 泵控制输出 ,油泵流量控制和开关控制输出 ,开关控 制用来直接采用高压油泵启停 ,是用于要求不高的 荷载试验 。油泵流量控制采用了自适应控制技术 , 可自动调节高压油泵流量 ,使荷载超调量极小 ,能进 行自动补载 、自动卸载 ,且不需人工干预 。这样 ,在 测量过程中可根据实际需要灵活设置压力 、位移传 感器的数目和通道以及控制方式 ,很好地满足了测 试现场的各种需求 。 2 数据采集 、控制和通信的实现 2 . 1 十二路位移信号的采集 传感器采用容栅式位移传感器 ,传感器共有四 根引线 ,分别是电源线 、地线 、数据信号线和时钟线 , 电源电压为 1 . 5V ,信号格式如图 2 所示 。 由传感器的输出信号格式可以看出 ,传感器每 250 ms 输出一帧数据 ,每一帧数据包括两组 24bit 的 数据 ,第一组为总位移 ,第二组为总位移减去基准零
数据采集系统
湖南工业大学科技学院 毕业设计（论文）开题报告 （2012届） 教学部：机电信息工程教学部 专业：电子信息工程 学生姓名：肖红杰 班级： 0801 学号 0812140106 指导教师姓名：杨韬仪职称讲师 2011年12 月10 日
题目：基于单片机的数据采集系统的控制器设计 1.结合课题任务情况，查阅文献资料，撰写1500～2000字左右的文献综述。 近年来，数据采集及其应用技术受到人们越来越广泛的关注，数据采集系统在各行各业也迅速的得到应用。如在冶金、化工、医学、和电器性能测试等许多场合需要同时对多通道的模拟信号进行采集、预处理、暂存和向上位机传送、再由上位机进行数据分析和处理，信号波形显示、自动报表生成等处理，这些都需要数据采集系统来完成。但很多数据采集系统存在功能单一、采集通道少、采集速率低、操作复杂、并且对操作环境要求高等问题。人们需要一种应用范围广、性价比高的数据采集系统，基于单片机的数据采集系统具有实现处理功能强大、处理速度快、显示直观，性价比高、应用广泛等特点，可广泛应用于工业控制、仪器、仪表、机电一体化，智能家居等诸多领域。总之，无论在那个应用领域中，数据采集与处理越及时，工作效率就超高，取得的经济效益就越大。 数据采集系统的任务，就是采集传感器输出的模拟信号转换成计算机能识别的信号，并送入计算机，然后将计算得到的数据进行显示或打印，以便实现对某些物理量的监测，其中一些数据还将被生产过程中的计算机控制系统用来控制某些物理量。 数据采集系统的市场需求量大，特别是随着技术的发展，可用数据器为核心构成一个小系统,而目前国内生产的主要是数据采集卡，存在无显示功能、无记忆存储功能等问题，其应用有很大的局限性，所以开发高性能的，具有存储功能的数据采集产品具有很大的市场前景。 随着电子技术的迅速发展，，一些高性能的电子芯片不断推出，为我们进行电子系统设计提供的更多的选择和更多的方便，单片机具有体积小、低功耗、使用方便、处理精度高、性价比高等优点，这些都使得越来越广泛的选用单片机作为数据采集系统的核心处理器。一些高性能的A/D转换芯片的出现也为数据采集系统的设计提供了更多的方便，无论是采集精度还是采样速度都比以前有了较大的提高。其中一些知名的大公司如MAXIM公司、TI公司、ADI公司都有推出性能比效突出的 A/D转换芯片，这些芯片普通具有低功耗、小尺寸的特点，有些芯片还具有多通道的同步转换功能。这些芯片的出现，不仅因为芯片价格便宜，能够降低系统设计的成本，而且可以取代以前繁琐的设计方法，提高系统的集成度。 数据采集器是目前工业控制中应用较多的一类产品，数据采集器的研制已经相当成熟，而且数据采集器的各类不断增多，性能越来越好，功能也越来越强大。 在国外，数据采集器已发展的相当成熟，无论是在工业领域，还是在生活中的应用，比如美国FLUKE公司的262XA系列数据采集器是一种小型、便携、操作简单、使用灵活的数据采集器，它既可单独使用又可和计算机连接使用，它具有多种测量
数据采集系统设计
目录 摘要 (1) 1 引言 (2) 1.1 数据采集系统的简介. (2) 1.2 课程设计内容和要求 (3) 1.3 设计工作任务及工作量的要求 (3) 2 内容提要 (3) 3 系统总体方案 (3) 3.1 系统设计思路 (3) 3.2 系统总体框图 (4) 4 硬件电路设计及描述 (4) 4.1 8253芯片及工作原理 (4) 4.1.1 基本组成及工作原理 (4) 4.1.2 8253与系统连接 (5) 4.2 ADC0809内部功能与引脚介绍 (5) 4.2.1 引脚排列及各引脚的功能 (6) 4.2.2 ADC0809工作方式 (7) 4.2.3 ADC0809与系统连接 (8) 4.3 单片机89C51的引脚与功能介绍 (8) 4.4 8255并行口芯片基本组成及工作原理 (10) 4.4.1 8255的内部结构 (11) 4.4.2 8255的工作方式 (12) 4.2.3 8255与系统连接 (12) 4.5 LED显示部分接线及工作原理 (13) 4.5.1 LED显示工作原理 (13) 4.5.2 LED显示部分接线 (14) 4.6 总体电路图 (14) 5 软件设计流程及描述 (15) 5.1 主程序设计思路 (15)
5.2 部分程序设计流程图 (16) 5.2.1 8253程序流程图 (16) 5.2.2 8255程序流程图 (17) 5.2.3 数据处理流程图 (17) 5.2.4 LED显示流程图 (17) 5.3 汇编语言程序清单 (18) 5.4 仿真结果 (21) 6 课程设计体会 (21) 参考文献 (23)
摘要 数据采集是从一个或多个信号获取对象信息的过程。随着微型计算机技术的飞速发展和普及，数据采集监测已成为日益重要的检测技术，广泛应用于工农业等需要同时监控温度、湿度和压力等场合。数据采集是工业控制等系统中的重要环节，通常采用一些功能相对独立的单片机系统来实现，作为测控系统不可缺少的部分，数据采集的性能特点直接影响到整个系统。 本课程设计采用89C51系列单片机，89C51系列单片机基于简化的嵌入式控制系统结构，具有体积小、重量轻，具有很强的灵活性。设计的系统由硬件和软件两部分构成，硬件部分主要完成数据采集，软件部分完成数据处理和显示。数据采集采用AD0809模数转换芯片，具有很高的稳定性，采样的周期由可编程定时/计数器8253控制。完成采样的数据后输入单片机内部进行处理，并送到LED显示。软件部分用Keil软件编程，操作简单，具有良好的人机交互界面。程序部分负责对整个系统控制和管理，采用了汇编语言进行了判别通道、数据采集处理、数据显示、数据通信等程序设计，具有较好的可读性。 随着计算机在工业控制领域的不断推广应用，将模拟信号转换成数字信号已经成为计算机控制系统中不可缺少的重要环节，因此数据采集系统有着重要的意义。
数据采集系统的设计与实现
长江大学工程技术学院 课程设计报告
课设题目
课程名称
系
部
班
级
学生姓名
学
号
序
号
指导教师
时
间
数据采集系统的设计与实现 汇编语言+微型计算机技术
信息系
2012 年 8 月 28 日～2012 年 9 月 9 日
目录
目录 长江大学工程技术学院 ..................... 错误!未定义书签。 一、设计目的 ............................. 错误!未定义书签。 二、设计内容 ............................. 错误!未定义书签。 三、硬件设计及分析 ....................... 错误!未定义书签。
1．总体结构图......................... 错误!未定义书签。 2.各部件端口地址设计及分析 ............ 错误!未定义书签。 3.各部件的组成及工作原理 .............. 错误!未定义书签。 四、软件设计及分析 ....................... 错误!未定义书签。 1．总体流程图......................... 错误!未定义书签。 2.主要程序编写及分析.................. 错误!未定义书签。 五、系统调试 ............................. 错误!未定义书签。 1.调试环境介绍........................ 错误!未定义书签。 2. 各部件的调试....................... 错误!未定义书签。 3.调试方法及结果...................... 错误!未定义书签。 六、总结与体会 ........................... 错误!未定义书签。 七、附录 ................................. 错误!未定义书签。
高速数据采集系统设计
精心整理 基于FPGA 和SoC 单片机的 高速数据采集系统设计 一．选题背景及意义 随着信息技术的飞速发展，各种数据的实时采集和处理在现代工业控制和科学研究中已成为必不可少的部分。高速数据采集系统在自动测试、生产控制、通信、信号处理等领域占有极其重要的地位。随着核集成FPGA 芯片软件的正机读取图1-1最小系A/D 转换器以128图3-1高速数据采集系统设计方案 四．硬件电路设计 1.模拟量输入通道的设计 模拟量输入通道由高速A/D 转换器和信号调理电路组成。信号调理电路将模拟信号放大、滤波、直流电平位移，以满足A/D 转换器对模拟输入信号的要求。 2.高速A/D 转换电路设计
五．FPGA模块设计 本设计的数据缓冲电路采用FIFO存储器。FIFO数据缓冲电路原理如图5-1。 图5-1FIFO数据缓冲电路原理 FIFO的写端口的数据线与ADS931的数据线直接相连，FIFO的写时钟和ADS931采用同一时钟信号CLK0。FIFO的读端口与单片机并行总线相连，数据输出端口加了三态缓冲器。地址译码器的CS和读信号RD相或非后作为FIFO的读时钟电路和三态缓冲的使能信号。 片选信号1 FIFO数据顶层原理图如图5-2。 图5-2FIFO数据顶层原理图 六．F360单片机模块设计 主程序完成C8051F360单片机初始化、检测有无按键输入等功能。在此系统中我们加入了一个频率测试显示功能。主程序流程图如图6-2。 图6-2主程序流程图 主程序源代码如下： voidmain() { ucharxdata*addr1; uinti; floatf,ts; ucharfuzhi; intup,down,m,n; up=0;down=0;m=0;n=0;ts=0.04; InitDevice(); //F360初始化 InsitiLcd(); //LCD模块初始化
服务行业数据采集分析系统介绍
内部文档 服务行业数据采集分析系统介绍 一、客户及项目背景 爱玛客始于1998年，是一家国际领先的专业服务公司，为医疗机构、各类院校、运动和娱乐场所以及商务中心，提供备受赞誉的配餐服务、项目管理服务、以及制服和职业装服务。总部位于美国费城，全球大约有255,000名员工，在22个国家开展其业务。 其中爱玛客中国已经在北京, 天津, 上海, 苏州, 宁波, 徐州, 广州, 中山, 惠州, 福州, 厦门, 泉州, 成都, 西安, 等30多个城市为近250家医院, 工厂, 学校, 政府及商业写字楼提供包括环境保洁, 病人运送, 保安, 设备运行与维护, 洗衣及用品发放, 绿地维护, 配餐等在内的综合服务，聘用员工超过15,000人。 由于各方面业务的高速发展，集团在财务和供应链管理中，需要及时、有效、准确、便捷的对数据进行采集更新。为了保证相关管理工作的正常运转，确保数据的及时准确性，公司需要建立一套完善的数据处理系统实现对财务状况、供应商信息、产品、价格、库存量等进行采集与维护管理，系统简称ART。 二、系统要解决的问题 1.报表数据来源多、制作耗时费力 2.报表发放模式陈旧、效率低下 3.应用系统(Oracle财务、MEC、SCM等）的丰富数据未加以充分利用 三、系统建设要求 爱玛客公司基础业务数据库位于全球多个地区，系统要求按时、按规则，对基础数据库进行数据抽取，形成中间数据仓库。 基于数据仓库，完成数据的查询、分析、展现、打印、导出等，并根据业务需求的变化对财务及供应链科目进行增加、删除等维护。 按照业务要求进行流程封装，通过可配置的界面进行调度任务设定，完成定时自动将数据结果通过邮件方式发送给指定收件人。 四、业务及操作流程 系统管理员对系统机构用户、业务角色、数据及目录资源权限进行管理与维护，并按实际业务要求进行权限分配、调度任务设定等。 业务人员（财务、供应链相关）凭借ID和密码登录系统，制作并查看相关报表，可进行导出、打印等操作。同时，可根据业务调整要求进行相关科目的管理维护。 主管及部门领导，按时接收到由系统推送到邮箱的数据报表，掌握业务情况，及时发现和改正相关问题。 五、系统特色功能 数据抽取 数据ETL是基于调度器模块定时运行数据脚本，脚本中有若干任务的动作，用来从基础业务数据库中进行相关数据抽取，并把抽取的数据加密转换，最后装载到目标数据库，形成
远程数据采集系统的设计与实现
华中科技大学 硕士学位论文 远程数据采集系统的设计与实现 姓名：吴雪峰 申请学位级别：硕士 专业：计算机系统结构 指导教师：谢长生 20070604
摘要 在进行数据采集时，由于许多被测对象距离较远或现场危险，只能在远距离的地方进行测量，然后传输出去，这便产生了远程数据采集系统。远程数据采集系统有着自身的特点：首先，为了精确和全方位获取环境信息，系统一般要提供多个采集通道进行高速采样；其次，为方便用户随时了解系统的运行状况，系统在高速采样的同时，必须能以异步接收和处理控制站的命令、传输用户所需数据；另外，远程数据采集系统一般仅靠电池供电，于是低功耗成为衡量系统性能的重要指标。 从实时性、远程可控性、低功耗的目标出发，提出由FPGA（现场可编程门陈列）作为数据采集控制部分、由嵌入式微处理器系统和单片机作为数据存储和传输部分的数据采集系统。外部信号通过前置放大、滤波后，在FPGA的控制下进行高速数模转换和缓存；采集到的数据由嵌入式微处理器系统进行读取、处理和存储；数据通过RJ-45网络接口或无线数传模块传输至远程上位机。 单片机在系统中有三个作用：一是提供用户操作输入接口及系统状态指示灯等信息；二是当嵌入式微处理器系统在高速采集和存储时，可以异步的接收来自控制站的无线命令，并对命令进行分析和处理；三是对嵌入式微处理器系统进行电源控制，在不需要采样时可以将嵌入式板的电源断开。 与通常的仅仅采用单片机或嵌入式微处理器系统的采集系统相比，同时采用两者可以将用户接口和采集任务分开，使采集系统在保证吞吐率和实时性的同时能处理用户输入或来自控制站的无线传输命令。另外，单片机对嵌入式微处理器系统的电源控制功能可以达到降低系统功耗的目的。 关键字：数据采集，嵌入式系统，无线数据传输
数据采集系统课程设计
DAS课程设计总结 题目：数据采集处理和控制系统设计 专业班级：电子08—3班 学生：臣胜 学号： 08052319 指导教师：莉 2011 年 11月
1设计题目：温度监测系统 ?假设现在要在南教楼一楼安装中央空调，考虑环保节能，在各个教室同时安装温度检测系统，检测教室中温度的实时变化， 为中央空调的工作提供参考信息。 ?基于这些需要，南教楼一楼共20个教室，在每个教室中前中后三个位置安装温度传感器，将采集到的温度信息通过信号调 理、多路选择、采样保持和模数转换送到监控室的计算机存储 并绘制实时温度曲线。 2设计要求： ?设计温度监测系统的系统框图； ?说明各个组成部分需要选用的具体器件； ?说明选择的温度传感器的类型或型号，输出的参数围； ?说明其他各个组成部分的组成电路或者选用的芯片型号； ?在构成系统的过程中，考虑各部分的特性，以误差最小为原则。系统框图
信号调理 : : 1、温度传感器：铜热100电阻传感器，测量围是-50度到150度，输出电阻围是78.75欧姆到163.75欧姆。 2、信号调理：先用以下电压跟随器将电阻传感器输出的电阻值转化成电压信号。图中的R 是指传感器输出的78.75欧姆到163.75欧姆可变电阻。在电压跟随器的同相输入端输入一适合的稳定电流，比如0.1安的电流，这样可将可变电阻值转化为7.875v 到16.375v 的电压值。 I + - V0 R R 因为经电压跟随器转化的电压还不是标准电压，所以还需经以下信号调理电路处 理，将电压转化成标准电压。 温度传感器1 信号调理 温度传感器2 信号调理 温度传感器n 信号调理 多路模拟开关mux S/H A/D 计算机