维普资讯 http://www.cqvip.com ［摘要］ ｗｉｎｄｏｗｓ ＣＥ． 服务器。并以 ［关键词］ １．引言 后的控制参数交给控制程序。控制程序根据得到的参数控制 数据采集和存储技术广泛应用于雷达、通信、遥感遥测 整个数据采集系统。从而完成仪器的远程控制，实现了仪器 等领域。在各种信息的获取中，对高速数据采集的需求非常 的网络化。 广泛。随着测控技术的发展，对数据采集系统的智能化和网 ２．１ ＡＲＭ最小系统的设计 络化水平也提出了更高的要求。本设计本着变专用为通用 所谓最小系统是指为了使嵌入式处理器正常工作起来， 的设计理念，实现了一个低功耗、智能化、网络化、软硬件可 必须给它添加的外围系统。最小系统框图如图２所示，其中 根据具体测量任务适当裁减的高速数据采集平台。该平台 存储器系统是可选的，因为很多面向嵌入式领域的嵌入式微 可以在测试现场条件下对前端传感器输出的各种模拟量进 控制器内部设计了程序存储器和数据存储器，存储系统不需 行采集、处理、显示和网络传输，并实现远程监控。它可以应 要自行设计。本系统中，由于所采用的芯片５３Ｃ２４１０Ａ内部 用于各种高速数据采集场合。 仅有容量为４ＫＢ的ＳＲＡＭ存储器，所以必须扩展外部存储 ２．硬件设计 器。 为了实现嵌入式动态Ｗｅｂ的功能，以提供用户和数据 之间的交互平台，本设计采用了３２位ＡＲＭ处理器 ￥３Ｃ２４１０Ａ作为核心器件、配以数据采集模块、大容量数据 存储和接口电路，以ｗｉｎｄｏｗｓ ＣＥ．ＮＥＴ嵌入式操作系统和 应用软件作为嵌入式动态网站的平台。其系统硬件结构如图 １所示： 图２￥３Ｃ２４１０Ａ最小系统框图 ２．２数据采集模块的设计 本系统的实时数据采集系统采用硬件的方式来实现，如 图３所示。高速模数转换器采用ＡＤ公司生产的ｌ４位高精 图１系统硬件结构框图 度高速模数转换器ＡＤ９２４４。采用的ＦＰＧＡ为Ａｌｔｅｒａ公司的 ＣｙＣ１０ｎｅ系列，该系列片内提供的锁相环、ＤＤＲ触发器以及 整个系统利用ＦＰＧＡ控制高速ＡＤ转换器完成现场数 ＤＱＳ延迟链等硬件资源。利用ＦＰＧＡ控制高速Ａ／Ｄ和 据采集，并将数据存储在高速大容量缓存中。缓存中的数据 ＤＤＲ、ＳＤＲＡＭ来实现数据的采集、数据存储，以大大减少 经嵌入式处理器完成所需要的处理之后，以固定格式存储 ＣＰＵ的处理负担。 在系统ＳＤＲＡＭ或永久性存储介质中。大容量数据缓存采 ３．软件设计 用具有速度快、容量大、价格便宜等特点的ＤＤＲ ＳＤＲＡＭ， 本系统是利用微软提供的工具将嵌入式操作系统移植 ＤＤＲ ＳＤＲＡＭ的控制由ＦＰＧＡ来完成。通过以太网接口和 到硬件平台上，并在此系统平台上进行应用程序开发。其结 ｗｉｎｄｏｗｓ ＣＥ的软件支持，构建了ＷＥＢ服务器，采用动态网 构层次如图４所示。 页的形式完成远程浏览器端对所采集的数据的适时访问， 首先，为了使Ｗｉｎｄｏｗｓ ＣＥ．ＮＥＴ能在我们设计的硬件 并且可以在浏览器端修改数据采集系统的控制参数，控制 平台上运行起来，必须按照我ｆ１＇】硬件的设计对Ｗｉｎｄｏｗｓ 作者简介：任琪，女，湖南衡阳人，硕士，讲师，研究方向：自动控制理论，电力电子技术。 一８５— 维普资讯 http://www.cqvip.com 应用技术与设计 ＣＥ．ＮＥＴ操作系统进行移植。移植工作完成之后，由于 Ｗｉｎｄｏｗｓ ＣＥ．ＮＥＴ是采用组件的形式提供各种功能，所以 需要根据该平台的要求来定制操作系统镜像，仅选择我们 的处理结果，另一种是对数据采集平台的工作参数进行修 改。为了说明我们是如何根据用户的不同请求作出正确的 响应，首先来看看客户端的远程请求与数据采集平台上 ＥＢ服务器的响应过程，如图５所示：Ｗ 客 户端请求 需要的功能模块，在满足应用需求的同时，使操作系统镜像 尽量小，以节约代码存储空间。定制完操作系统之后，就可 以根据定制的操作系统在ＰｌａｔｆｏｒｍＢｕｉｌｄｅｒ中导出ＳＤＫ，进 行应用程序的开发。本设计的应用程序一共分为采样控制、 数据处理、数据存储、ＷＥＢ服务器、人机接口等五个部分。 环境变量 ＷＥＢ服务器 服 Ｊ控制参数 驱动程序 Ｉ — ——－● 经器应答 １状态参数｝ ●—一一 图５数据采集平台响应客户端请求的过程 在服务器端有一组ＬＥＤ，我们己经在ｗｉｎｄｏｗｓ ＣＥ的移 植过程中，写好了控制ＬＥＤ亮灭的驱动程序，该驱动程序在 运行的时候将在操作系统中添加两组环境变量，一组是 ＬＥＤ的控制参数，别的程序可以通过修改这些控制参数，然 后ＬＥＤ驱动程序定时读取这些参数根据其它程序的要求来 改变对ＬＥＤ的控制；另一组环境变量为状态参数，表示 ＬＥＤ目前的亮灭状态，是由ＬＥＤ驱动程序来修改，供其它 程序来读取的。我们在客户端通过浏览器发出访问状态参 数或修改控制参数的请求后，ｗｅｂ服务器程序收到该请求 之后执行相应的指令文件，这些指令访问或修改相应的环 境变量来响应用户的请求。 ５．结论 本设计完成的Ｗｅｂ服务器是微软推出的ＩＩＳ服务器的 图３数据采集电路 精简版，具有非常出色的网络性能，能方便的采用ＡＳＰ技术 实现ＢＳ模式编程，实现仪器平台的远程控制、测试信号数 １ Ｌ二 人机接口 Ｉ 应用层 ｌ ｌ数据处理ｌＩ数据存储Ｉ １ｗＥ哪务器 操作系统层 ｏＥＭ层 字化采集、网络化传输等功能，将测控网和信息网完美的结 合在一起。 参考文献： ［１】王毅，管会生，刘斌彬，梅顺良．基于ＦＰＧＡ的ＩＤＥ硬盘接口卡 硬件层 的实ＪＪ￣［Ｊ１．微计算机信息，２００６，１１：２２－２３． ［２】王京谦，万莅新．开源嵌入式数据库Ｂｅｒｋｅｌｅｙ和ＳＱＬｉｔｅ嵌入式 数据库技术【Ｊ］．单片机与嵌入式系统应用，２００５，（２）：５－７． 图４系统软件结构层次 ４．远程访问和控制实现 ［３】孙秋野，孙凯，冯健．ＡＲＭ嵌入式系统开发典型模块［Ｍ】．人 民邮电出版社，２００７． 当用户从客户端浏览器访问数据采集平台的ＷＥＢ服 务器时，可以根据用户需要，通过浏览器端的网页向ＷＥＢ 服务器发送两种类型的请求。一种是获得采集的实时数据 【４】颜庭柏，陈钟荣．嵌入式系统数据采集和发布的构建［Ｊ］．计算 机工程２００７．１０：２７０－２７２． Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｄａｔａ Ｇａｔｈｅｒｉｎｇ Ｐｌａｔｆｌｏｒｍ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ＡＲＭ Ｅｍｂｅｄｄｅｄ Ｓｙｓｔｅｍ Ｒｅｎ Ｑｉ （Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ａｎｄｌｎｆｏｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈａｎｇｓｈａ ＳｏｃｉａｌＷｏｒｋＣｏｌｌｅｇｅ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１０００４，Ｈｕｎａｎ） 【＾ｈ嘲】Ｔｈｉｓ ｄｅｓｉｇｎ ｕｓｅｓ ３２一ｂｉｔ ＡＲＭ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ－￥３Ｃ２４１０Ａ ａｓ ａ ｃｏｒｅ ｄｅｖｉｃｅ，ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｄａｔａ ａｃ ｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｍｏｄｕｌｅｓ， ｈｉｇｈ—ｃａｐａｃｉｔｙ ｄａｔａ ｓｔｏｒａｇｅ ａｎｄ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｃｉｒｃｕｉｔｓ．Ｉｔ ｒｅａｌｉｚｅｓ ｔｈｅ ｄａｔａ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｓｅｒｖｅｒ ａｔ ｔｈｅ ｓｃｅｎｅ ｗｉｈ ｔｈｅ ｆｔｕｎｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｄｉｇｉｔａｌ ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｉ百ｔａｌ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｎｅｔｗｏｒｋ ｔｒｎｓａｍｉｓｓｉｏｎ．Ａｎｄ ｅｘａｍｐｌｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ’Ｓ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｎ ｔｈｅ￥３Ｃ２４１０Ａ＋ ｗｉｎｄｏｗｓ ＣＥ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ． 【 哆 一】￥３Ｃ２４１０Ａ；Ｗｉｎｄｏｗｓ ＣＥ．ＮＥＴ；ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｓｙｓｔｅｍｓ；ｄａｔａ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ８６—