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基于GPS/GPRS的帆船数据采集终端的设计研究

王永才  
【摘要】: 中国奥运会的举办将中国的体育运动事业推向一个新的高潮。奥运的举办不仅产生巨大的经济效应、文化和社会效应,同时对我们的服务水平、服务装备、竞技装备等提出了新的要求。要求更多的智能化、信息化、人性化的技术装备应用到运动领域。本文针对帆船水上运动的特点,设计了基于GPS/GPRS的帆船数据采集终端,并对设计研究过程作了详细介绍。 首先,本文介绍了帆船相关信息技术的研究状况。围绕帆船的相关信息系统构成,根据帆船水上运动的特点提出了帆船数据采集终端的功能方案,阐述了帆船数据采集终端的构成及重要作用,同时指出了设计过程中创新性的设计方案,新颖的技术实现。帆船数据采集终端以GPS/GPRS为主要技术特点,以帆船相关数据采集为主要目的,以ARM9(s3c2410)处理器、嵌入式Linux为嵌入式技术的主要支撑,以嵌入式数据库SQLite为技术亮点,展开嵌入式系统的设计。 设计过程中详细介绍了帆船数据采集终端各模块的硬件电路实现,各功能的嵌入式软件实现。帆船数据采集终端的功能设计分以下五个主要环节,这五个主要环节包括:数据的获取、数据处理、数据存储、数据传输、数据采集控制。软硬件的设计实现按照这五个环节展开。 针对数据采集的“取”,详细介绍了如何实现GPS数据的提取以及大大提高数据提取效率的R跳跃检测法,介绍了双轴倾角传感器数据的获取;针对数据采集的“存”,详细描述了实现SQLite数据库数据移植、存储、查看的过程;针对数据采集的“传”介绍了如何利用Sony Ericsson公司的GR47模块实现无线数据传输。 针对数据采集的“处理”实现了数据可选择、可配置的存入数据库及无线发送。终端会根据用户的设置选择是否数据存储、是否无线发送。若是,则根据用户的设置配置数据库数、数据表名称、及GPRS服务器地址等。同时,采集的内容也可配置,终端会根据用户的设置对采集的对象进行取舍。 针对数据采集的“控制”设计了三个灵活、新颖的实现:(1).两种工作模式。当帆船数据采集终端正常运行进行数据采集时,处于“工作模式”;在采集前,进行相应的设置时处于“设置模式”,在“设置模式”下将出现人机交互设置界面。(2).串口终端方式实现人机界面设置功能。串口终端方式实现的人机界面设置功能,即经济又有效,一方面省去了专门的显示设备,降低成本,降低功耗;另一方面恰好适合帆船运动的特点,帆船环境的颠簸、潮湿不适宜与显示设备,也不适宜与观察。(3).人性化的终端操作,包括采集软件运行的启动、停止、状态指示、存储指示、无线发送指示等。 末后,介绍了帆船数据采集终端配套的上位机软件实现。帆船数据采集终端上位机软件使用跨平台的Qt设计实现,主要功能有: (1)静态数据查看,查看来自终端SD卡的数据库或GPRS服务器数据库; (2)动态数据查看,动态回放(数据库中的)历史数据; (3)实时数据查看,当帆船数据采集终端采集数据进行GPRS远程传输时,上位机软件作为GPRS远程服务器接收数据。 文章的最后,根据本系统的实际研究开发结果,总结分析了系统的特点,对下一步的补充设计工作进行了展望。


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