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嵌入式气象数据采集系统的研究

曾波  
【摘要】: 随着气象事业的快速发展,人们对于信息的需求无论从量还是质上都正发生着深刻变化。为了适应社会需求,我国的自动气象观测技术得到了快速发展。但与此同时,在其关键技术——气象数据采集器的研究方面,远远落后于外国发达国家。 针对我国急需研制出新一代高精度、高灵活性数据采集器的现状,本文结合嵌入式μC/OS-Ⅱ操作系统的开发,对基于ARM7的气象数据采集系统进行研究与构建,为利用嵌入式方法开发气象数据采集系统提供了一种参考。本文主要进行的工作包括以下几个方面: 1.搭建了系统硬件平台的总体框架,完成了系统的数据采集部分、主控制部分和数据传输接口部分芯片选型,给出了各部分模块与处理器芯片(S3C44B0X)的电路连接方案。本设计采用了带有微处理器的USB接口芯片(AT43USB370)主端控制器,该芯片无需系统处理器干预就能处理USB主控活动,能让系统资源的消耗降至最低,大大减少了系统开发的工作量。 2.分析了嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ的特点,并修改了其与处理器相关部分的源代码,达到符合ARM7芯片(S3C4480X)的配置要求,实现了μC/OS-Ⅱ在S3C44BOX上的移植。对系统各任务的优先级和消息队列进行了设置,作为应用该系统的准备。 3.建立了系统软件部分的总体框架,给出了数据采集器系统初始化和四种气象数据采集编程方案,编写了USB接口和串口的驱动函数,并建立了一套简单的FAT16格式的文件系统以实现对数据的存储。 该系统充分利用了ARM微处理器(S3C44B0X)高性能、低功耗、低成本的优势以及USB芯片(AT43USB370)智能、节省资源的方便,发挥了μC/OS-Ⅱ可移植性好、开发成本低的优点,为自动气象站的数据采集提供了一个经济实用的解决方案。


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