【摘要】：本課題是在研究數(shù)據(jù)采集傳輸儀技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)的基礎(chǔ)上,結(jié)合公司產(chǎn)品環(huán)保智能數(shù)采儀,依據(jù)環(huán)保部發(fā)布最新的數(shù)據(jù)采集設(shè)備標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一款環(huán)保監(jiān)控體系中使用的支持模擬數(shù)字多通道采集,多協(xié)議傳輸、可連接各級(jí)環(huán)保部門(mén)平臺(tái)的智能型數(shù)據(jù)采集傳輸儀。本文首先分析環(huán)境監(jiān)測(cè)主要政策及監(jiān)測(cè)行業(yè)發(fā)展歷史和趨勢(shì),環(huán)保數(shù)據(jù)采集傳輸儀的現(xiàn)狀和發(fā)展;然后依據(jù)國(guó)家環(huán)保部發(fā)布的技術(shù)要求和數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行需求、功能分析、核心部件的選型以及技術(shù)方案對(duì)比和確定,結(jié)合實(shí)際應(yīng)用,提出了系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì);使傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集傳輸?shù)牡蛢r(jià)格、高性能、功能支持不夠強(qiáng)大的問(wèn)題得到解決;在硬件方面:基于STM32F407處理器搭建平臺(tái),開(kāi)發(fā)集成的24位高精度AD采樣模塊,采集8個(gè)通路的4-20mA的模擬量輸入;四路開(kāi)關(guān)量控制,擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)5路數(shù)量量輸入通道,基于sim900a模塊搭建的GPRS網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸;在booloader引導(dǎo)程序的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)USB更新程序升級(jí);在軟件方面:對(duì)ucosii進(jìn)行了移植和內(nèi)存的優(yōu)化改進(jìn),通過(guò)emWin移植和模擬器搭建實(shí)現(xiàn)觸摸屏方便快速開(kāi)發(fā)以應(yīng)對(duì)客戶對(duì)產(chǎn)品的不同需求,AD采集濾波處理后的數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)了壓縮存儲(chǔ)算法和搜索算法的優(yōu)化;同時(shí)對(duì)GPRS的驅(qū)動(dòng)和工程流程進(jìn)行了完整性設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn);最后對(duì)設(shè)備進(jìn)行了較為完善的單元、集成、系統(tǒng)測(cè)試,保證該產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性;以滿足產(chǎn)品檢驗(yàn)要求,為搭建全方位環(huán)境監(jiān)測(cè)產(chǎn)品體系提供支持。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TP274.2
【圖文】：

圖 2-1 數(shù)據(jù)采集傳輸原理圖成本低、功耗低、開(kāi)發(fā)周期短、成熟的核心主控芯片 Cortex—M4 內(nèi)核 ARM 的STM32F407VGT6 是我們的首選。信號(hào)處理能力強(qiáng)、控制外設(shè)多、嵌入式和工業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)等優(yōu)點(diǎn)符合市場(chǎng)應(yīng)用和設(shè)計(jì)需求。同時(shí)，信號(hào)處理算法開(kāi)發(fā)相比其他芯片開(kāi)發(fā)起來(lái)更簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)。在數(shù)據(jù)運(yùn)算方面，乘法累加、優(yōu)化運(yùn)算等運(yùn)算能力、高精度浮點(diǎn)單元(FPU)為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和有需要的算法優(yōu)化都提供了可靠的前提。FLASH 存儲(chǔ)器:1M 的 ROM，RAM：192kbyte，串口:6 個(gè)兼容 232 或 485、USB接口：usb 的使用并具有片上 PHY,100M 以太網(wǎng)接口，I2C 接口：1 個(gè)和 SPI 接口：3 個(gè)，具有豐富的擴(kuò)展接口降低了硬件復(fù)雜性和成本。另外，本系統(tǒng)采用 4 路 RS232和 2 路 RS485，模擬信號(hào)采集轉(zhuǎn)換使用 24 位精度 ADC 模塊，開(kāi)關(guān)量輸入采用光耦隔離，開(kāi)關(guān)量輸出使用繼電器隔離，bootloader 引導(dǎo)的基礎(chǔ)上 USB 實(shí)現(xiàn)程序的 Upan 式 update；無(wú)線通訊使用 sim800a-GPRS 模塊，10M／100M 以太網(wǎng)接口電路有線通訊方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸功能；使用大容量 SPI 快速讀寫(xiě) FLASH 配合軟件壓縮存儲(chǔ)算法實(shí)現(xiàn)更大容量更快速數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和查看，使用 RA8875 觸摸屏在

圖 2-4 RA8875 結(jié)構(gòu)圖特性如下所示： 支持文字或者圖形等多種顯示 內(nèi)建 DDRAM 內(nèi)存容量: 768KB 色彩深度: 256/65K 色 支持 8/16 bpp Generic RGB TFT 接口 支援 TFT 面板大小: 800x480 Pixels 2 Layers 800x480 Pixels 1 Layer 480x272 Pixels 2 Layers 支持 MCU 接口: 8-bit 或 16-bit 的 8080/6800 系列數(shù)據(jù)總線接口 I2C 支持強(qiáng)大的水平和垂直區(qū)塊卷動(dòng) 內(nèi)建 10KB 字型 ROM (8x16 Dots) 及支持標(biāo)準(zhǔn) ISO/IEC 8859-1/2/3/4

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本文編號(hào)：2733316