《通信技术课程设计-基于ARM嵌入式系统的无线数据采系统设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《通信技术课程设计-基于ARM嵌入式系统的无线数据采系统设计（37页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 课程设计（论文）课程设计（论文）课程名称： 通信技术课程设计 题 目： 基于 ARM 嵌入式系统的 无线数据采集系统设计 院 （系）： 专业班级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 2011 年 12 月 2 日西安建筑科技大学西安建筑科技大学课程设计（论文）任务书课程设计（论文）任务书专业班级： 学生姓名： 指导教师（签名）： 一、课程设计（论文）题目一、课程设计（论文）题目 基于ARM嵌入式系统的无线数据采集系统设计二、本次课程设计（论文）应达到的目的二、本次课程设计（论文）应达到的目的 设计一个基于ARM嵌入式系统的无线数据采集系统三、本次课程设计（论文）任务的主要内容和要求（包括原始数
2、据、技术三、本次课程设计（论文）任务的主要内容和要求（包括原始数据、技术参数、设计要求等）参数、设计要求等）设计一个基于ARM嵌入式系统的无线数据采集系统。系统的设计应分为系统的工作原理、接口原理、软件和硬件部分。主要包括数据采集、接收，硬件接口的设计等方面。通过这些组成部分的设计，最终实现数据的无线采集。四、应收集的资料及主要参考文献：四、应收集的资料及主要参考文献： 1 李朝青. 无线发送/接收IC 芯片及其数据通信技术选编M . 北京: 北京航空航天大学出版社,2003.2 贾爱琴. ADS 774 在烟支重量检测系统中的应用J . 现代电子技术,2003 (7) :82 284.3 杜
3、春雷.ARM 体系结构与编程.北京:清华大学出版社,2003.024 管耀武 杨宗德. ARM嵌入式无线通信系统开发实例精讲.电子工业出版社. 2006五、审核批准意见五、审核批准意见教研室主任（签字）教研室主任（签字） 西安建筑科技大学课程设计(论文论文)摘 要嵌入式系统作为计算机应用的一个新领域，凭借其高稳定性，高效率等优点越来越多的应用到各个方面，以嵌入式系统为平台的数据采集系统可实现高采样频率，高数据传输速率，并可以实现对数据的高速缓存。本课题在嵌入式系统的基础上，详细描述了基于ARM的无线数据采集系统的硬件与软件实现，并给出了一定的实验数据结果，最后进行对系统进行了调试,对课题进行了
4、总结。关键词关键词：ARM；S3C2440；嵌入式系统；数据采集西安建筑科技大学课程设计(论文论文)AbstractAbstractEmbedded system，as a new area of computer applications，with its high stability，high efficiency can be applied to various fieldsEmbedded system as aplatform for data acquisition Can achieve high sampling frequency，high data transfer ra
5、te，and the implementation of data cacheI introducted a ARM-based wireless data acquisition system hardware structure and software implementation，given some test data，Finally summarize system characteristics. KeywordsKeywords：ARM;S3C2440;Embeded System;Data Acquisition西安建筑科技大学课程设计(论文论文)目 录一 引言 .11.1
6、课题背景11.2 相关概念21.3 课题意义.21.4 报告内容安排.3二 嵌入式系统简介 .42.1 嵌入式系统的特点42.2 嵌入式操作系统6三 系统硬件设计 .133.1 ARM 处理器简介.143.2 基于单片机数据采集模块.153.3 无线数据收发模块.16四 系统软件设计 .184.1 WINCE 应用程序设计184.2 基于单片机数据采集模块程序设计.254.3 无线收发模块程序设计.274.4 上位机应用程序设计.284.5 系统调试.30五 总结 .31参考文献 .32西安建筑科技大学课程设计(论文论文)- 1 -一 引 言1.1 课题背景伴随着计算机技术的迅速发展，工业数据
7、采集与控制系统已由传统的测控电路发展为由微型计算机、接口电路、外部通用设备和工业生产对象等组成的现代数据采集与控制系统。但是以微型计算机为核心平台的数据采集和控制系统也逐渐暴露出许多缺陷：工业环境一般条件恶劣，而微型计算机的防尘、防震等功能较差；体积大，不易携带使用；扩展性差、成本高等。因此，以嵌入式系统为平台的无线数据采集系统就应运而生了。嵌入式数据采集系统具有以下特点(1)可靠性高。嵌入式系统大都是芯片等部件，与计算机系统的硬盘、扩展卡相比，具有防震、防尘优点：程序固化在 Flash/ROM 中，不易破坏；硬件集成度高，使系统整体可靠性大大提高。(2)体积小。由于高端微型处理器甚至 SOC
8、 的应用，嵌入式系统的体积不断减小，直接影响数据采集与控制系统的体积，从而形成便携式系统，携带和使用非常方便。(3)易扩展、功能强。嵌入式数据采集与控制系统很容易扩展出输入/输出(I/O)接口，实现各种功能。(4)开发周期短、成本低。嵌入式系统开发的数据采集与控制系统，周期短、成本低，具有微机工业控制系统无法比拟的优势。随着后 PC 时代的到来，现代工业数据采集系统已经从传统电路、微机模式走进了嵌入式系统模式，嵌入式系统在工业数据采集系统中起着不可替代的作用。在许多数据采集环境中，我们无法对采集系统进行现场控制，这就需要我们把需要的数据采集并存储于如 SD(Secure Digital)卡、C
9、F(CompactDigital)卡中。随着无线通信技术的发展，远西安建筑科技大学课程设计(论文论文)- 2 -距离大数据量的数据传输己成为可能，这样把先进的无线通信技术应用到工业采集控制系统上，可以对系统进行实时的监控。1.2 相关概念1.2.1 嵌入式系统的概念所谓嵌入式系统(Embedded System)，实际上是“嵌入式计算机系统”的简称，它是相对于通用计算机系统而言的。根据电气工程师协会(IEEE)的定义，嵌入式系统是用来控制或监视机器、装置或工厂等大规模系统的设备。这个定义是从应用方面考虑的，国内一般定义为：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁减，从而能够适应实际应用中对
10、功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。1.2.2 数据采集技术的概念数据采集与控制技术是信息科学的重要分支之一，它研究信息数据的采集、存储、处理以及控制等问题。它是以传感器信号的测量与处理，以微计算机等高技术为基础形成的综合应用技术，随着计算机技术在工业监测、控制和管理等方面的广泛应用，数据采集和控制技术就成为这些实际应用系统的一个重要组成部分。数据采集与控制技术的硬件主要包括传感器、采集器、转换器、显示器、致动器和计算机等。软件主要包括通用软件和测控软件等。它们可以根据实际任务的需要组成不同用途不同规模的测控自动化系统。这种系统可为农业、工业、国防和科学技术实现现代化做出
11、重要贡献。1.3 课题意义在由单片机和微型计算机组成的工业数据采集和控制系统中，计算机与计算机、计算机与单片机之间经常需要进行数据交换。由于许多数据采集系统都是针对自己特定的应用领域而建立的，因此，数据采集与控制系统的应用范围就受到很大的限制。而本文基于嵌入式系统 ARM 平西安建筑科技大学课程设计(论文论文)- 3 -台的设计方法，能够使数据采集与控制系统的应用范围进一步扩大，具有较高的通用性，并且在采用实时操作系统后，部分功能的改变只需要添加或删除相关的任务代码，不必对整个系统进行大的改动，在系统的实时性和可靠性方面也具备了很强的优势。有助于将传统的数据采集系统推向于高准确性，高实时性，小
12、型化，智能化的新型发展平台。由于嵌入式操作系统具有可裁剪性和可移植性，又使得本系统具备了功能强大，性能稳定，可视化，接口简单等特点。凭借嵌入式处理器卓越的数据采集与控制能力，在工业领域必然有着更为广阔的应用空间。并同时本文提出的架构和设计原则对基于嵌入式系统平台的其他功能模块的设计和实现也有一定的指导意义。1.4 报告内容安排本文的研究方向是基于 ARM9 的嵌入式数据采集系统，该系统完成数据的采集、存储和发送。主要研究内容包括以下几个方面：第 l 章 引言 主要介绍课题的研究背景和意义，并对嵌入式系统和数据采集的概念、特点及组成作了阐述，同时对采用嵌入式进行数据采集的优点作了阐述。第 2 章
13、 主要从系统要实现的功能出发，对嵌入式操作系统作了介绍。第 3 章 是系统的硬件设计,对三个部分的功能详细论述。第 4 章 是系统的软件设计，本章详细论述了四个软件部分。第 5 章 总结西安建筑科技大学课程设计(论文论文)- 4 -二 嵌入式系统嵌入式系统在工业领域越来越广泛应用已经是不争的事实，而选择合适的嵌入式操作系统是保证整个数据采集系统性能与稳定性的关键。目前市场上的嵌入式操作系统主要有：Wince、Embedded XP、Windows Mobile、Linux、VxWorks、QNX、Palm OS等等。其中Wince是微软推出一款功能强大的嵌入式实时操作系统，凭借其高性能，高实时
14、，界面风格与Windows保持一制等特点，使其广泛应用于各种智能手提便携式以及数据采集仪器中。2.1嵌入式系统的特点嵌入式系统本身是一个相对模糊的定义。根据IEEE(国际电机工程师协会)的定义，嵌入式系统是“控制、监视或者辅助操作机器和设备运行的装置”目前国内一个普遍被认同的定义是：以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。按照以上定义，嵌入式系统是指不同于常见计算机系统的一种系统，它不以独立设备的物理形态出现，即它没有一个统一的外观，它的部件根据主体设备以及应用的需要嵌入在设备的内部，发挥着运算、处理、存储以及控制
15、作用。从体系结构上看，嵌入式系统主要由嵌入式处理器、支撑硬件和嵌入式软件组成。其中嵌入式处理器通常是单片机或微控制器：硬件通常包括微处理器、存储器、外部设备和加端口、图形控制器等等。软件部分包括操作系统软件(要求实时和多任务操作)和应用程序编程。应用程序控制着系统的运作和行为，而操作系统控制着应用程序编程与硬件的交互作用。西安建筑科技大学课程设计(论文论文)- 5 -图1嵌入式系统的层次结构嵌入式系统和通用的计算机系统相比具有以下几个重要特点：l：系统内核小。由于嵌入式系统一般是应用于小型电子装置的，系统资源相对有限，所以内核较之传统的操作系统要小得多。2：系统精简。嵌入式系统一般没有系统软件
16、和应用软件的明显区分，不管是硬件还是软件都要高效率的设计，力争在相同的资源条件下实现更高的性能。3：专用性强。嵌入式系统通常是面向特定应用的，嵌入式系统的设计和开发必须要考虑特定环境和系统的要求。而且嵌入式系统将软件系统、硬件和具体应用及行业特点有机的结合在一起，一般要针对硬件进行系统的移植，即使在同一品牌、同一系列的产品中也需要根据系统硬件的西安建筑科技大学课程设计(论文论文)- 6 -变化和增减不断进行修改。4：为了提高系统的执行速度和可靠性，嵌入式系统的软件一般都固化在存储器芯片或单片机中；同时软件代码要求高质量和高可靠性。5：由于嵌入式系统其本身不具备自主开发能力，即使设计完成以后用户通常也是不能对其中的程序功能进行修改，必须有一套开发工具和环境才能进行开发。2.2 嵌入式操作系统2.2.1 嵌入式操作系统的特点嵌
