基于S3C2410的傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

摘要：針對(duì)工業(yè)控制中數(shù)據(jù)采集的需求，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了基于S3C2410的傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，給出了系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案、蛄構(gòu)框圖。整個(gè)系統(tǒng)硬件體積小、運(yùn)行穩(wěn)定、維護(hù)和升級(jí)方便。實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理、量示及控制功能。
關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)采集；嵌入式系統(tǒng)；ARM

O 引言
隨著嵌入式系統(tǒng)與通信技術(shù)的不斷發(fā)展，各種嵌入式設(shè)備正在以不同形式改變著人們的日常生活，ARM技術(shù)作為嵌入式系統(tǒng)的主流技術(shù)，它己逐漸取代了單片機(jī)控制技術(shù)，使用ARM處理器對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)傳感器傳出的電流電壓信號(hào)以及一些熱工參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集已經(jīng)成為主流。
本設(shè)計(jì)在基于嵌入式Linux系統(tǒng)平臺(tái)上。實(shí)現(xiàn)一個(gè)基于ARM、Linux平臺(tái)的傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，完成數(shù)據(jù)的采集、處理、通訊、存儲(chǔ)、查詢和圖形顯示功能。

1 系統(tǒng)總體組成
本設(shè)計(jì)采用將數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)作為客戶端，將采集得來(lái)數(shù)據(jù)通過(guò)TCP／IP協(xié)議傳輸?shù)骄W(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，由網(wǎng)關(guān)服務(wù)器存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)發(fā)。主控機(jī)可以通過(guò)CGI查詢?nèi)?mdash;個(gè)客戶端傳感器數(shù)據(jù)，并對(duì)傳感器進(jìn)行控制。如圖l所示。

1．1 節(jié)點(diǎn)的硬件組成
考慮到各采集節(jié)點(diǎn)的完全獨(dú)立性，前端設(shè)備采用嵌入式設(shè)計(jì)方法，其硬件組成結(jié)構(gòu)如圖2所示。

傳感器節(jié)點(diǎn)作為客戶端負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)據(jù)采集，并通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)化將數(shù)據(jù)傳輸給網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)。網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)接受到數(shù)據(jù)后存入數(shù)據(jù)庫(kù)。通過(guò)CGI響應(yīng)PC機(jī)上的查詢、控制。
1．2 數(shù)據(jù)的預(yù)處理
節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的預(yù)處理，主要是檢測(cè)采集的數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行合法過(guò)濾。按照既定協(xié)議，為數(shù)據(jù)分配數(shù)據(jù)頭、間隔符、校驗(yàn)碼，重新封裝成數(shù)據(jù)流，采用TCP／IP協(xié)議，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到主機(jī)。
1．3 數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)及傳輸
存儲(chǔ)器系統(tǒng)負(fù)責(zé)系統(tǒng)的靜態(tài)存儲(chǔ)與動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)。其中flash用于靜態(tài)存儲(chǔ)，SDRAM用于動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)。flash又分為norflash和nandflash。no-rflash支持直接啟動(dòng)用于存儲(chǔ)程序代碼，nandflash用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)信息。SDRAM存儲(chǔ)器速度快，主要作為程序的運(yùn)行空間。
采集節(jié)點(diǎn)作為客戶端，將數(shù)據(jù)打包傳輸給網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)作為服務(wù)器，校驗(yàn)數(shù)據(jù)有效后，存入flash數(shù)據(jù)庫(kù)中。通過(guò)CGI程序響應(yīng)PC查詢。