无线数字水文数据采集器。
一．引言。传统的数据采集系统由于存在响应慢、精度低、可靠性差、效率低、操作繁琐等弊端，已经不能完全适应现代化工业的高速发展。随着嵌入式技术的迅猛发展，设计高速度、高效。
率、低成本、高可靠性、操作方便的数据采集系统成为当务之急。而现在的 arm 处理器不但便宜而且性能较传统的 51 单片机高得多，集成度也大大提高，为单芯片解决方案提供了非常方便的平台，在很多场合都可以用一个芯片就包容了你所需要的全部资源，根本不用扩展其他资源了。不但电路简单易行风险减小而且产品**也能控制在最理想状态。
这些优势也正是arm处理器风靡全球的理由所在。
二．总体功能设计和系统架构。
本控制系统采用分布式控制方式对水文数据采集的各部分进行统一控制，主要包括水位、降雨量、太阳能供电电压的采集和无人监控环境下防盗监控。总计机构框图如图1所示。
图1.总体架构框图。
从图1可以看到，远程操作部分与主控制器以串口连接，水文控制的各个节点与控制器形成一个无线cdma相互通信，所以通过外部计算机就可以实现和主控器的通讯从而实现对各个数据的采集。主控器通过发送控制指令给各个节点，各节点收到命令后进行相应分析并作出相应动作，然后返回最终的状态给主控器，主控器在通过串口将各节点的信息发送到远程操作系统或直接显示到自带的液晶显示上。
一． 硬件设计。
在本系统的设计过程中，根据嵌入式系统的基本设计思想，系统采用了模块化的设计方。
法；并且根据系统的功能要求和技术指标，系统遵循自上而下、由大到小、由粗到细的设计。
思想；按照系统的功能层次，在设计中把硬件和软件分成若干功能模块分别设计和调试，然。
后全部连接起来统调。
数据采集系统的硬件组成：数据采集系统主要有3个组成部分：外部数据采集部分、数据处理部分、远端主机。
外部数据采集部分包括传感器和调制电路，数据采集部分将标准信号输入到s3c44box的a/d转换端口，数据处理部分包括s3c44box芯片，led显示器、norflash存储器、sdram随机存储器、rtl8019as芯片。此部分的功能是将数据采集部分采集到的数据信号进行处理存储显示，并把所采集的数据以图像的形式传递到远端主机。改数据采集系统的硬件组成如图所示，其核心是s2c44box处理器，它是三星公司推出的基于arm7tdmi的精简指令系统的32位高速处理器，s3c44box的主要特点为32bitsarm7tdmi内核，最高工作频率为66mhz，内部集成了lcd控制器a/d转换器，2通道的uart、2通道dma控制器，此s3c44box处理器的最大特点是没有内存管理器mmu。
1. 用于自动化监测的水位传感器主要有浮子式水位计、压力式水位计、电子水尺和超声波水位计等。本次设计选用的传感器为压力式水位计。
2.无线cdma数据采集单元。
cdma蜂窝移动通信系统以其频谱利用率高、频率规划简单发射功率低、抗多径衰落性能好、越区软切换、与模拟系统兼容等优点，引起了人们广泛的关注，在移动通信和个人通信的发展史上产生了重要的影响，几乎所有的专家都认为cdma将是下个世纪无线通信最重要的多址接人手段。在cdma基站中采用软件无线电技术除具有一般软件无线电系统的优点外，还具有以下特殊优势：
1 )cdma系统采用码型来区分不同的信道，所以它可以采用1小区复用，即所有的蜂窝小区都使用同一载波频率，所有移动用户共享同一频段．其射频/中频处理模块无需理想软件无线电系统所需的处理整个频带及灵活提取所需带宽信号的能力。
2 )cdma系统是容量受限的系统，任何降低干扰的方法都可以提高系统的容量，而基于软件无线电的cdma系统，更易于采用最新的抗干扰技术、算法以提高接收设备的抗干扰系统具有易于升级和扩容的能力。
理想的软件无线电采用宽带多频段天线、高速 a/d、d/a转换器及高速的dsp/cpu完成传统无线电台的所有功能。由于受现有硬件发展水平的制约，实现真正的软件无线电目前还不可能。尤其对于cdma系统来说 ，其宽带特性更增加了后续 d s p处理的难度。
但是由于cdma系统中所有用户共享同一频带，因而大大降低了对射频前端及a/d器件的要求。以i s-9 5系统为例，其信道带宽为1.25 m h z ，所有用户共享同一个信道，因而可以采用传统的射频前端完成对射频信号的接收及射频到中频的混频。
利用数字下变频器从采样数据中获得接收信号的基带信号，使得dsp只需对基带扩频信号进行处理。在基带 d s p的处理过程中，当同步捕获完成后，d s p对宽带扩频信号的处理只包括解扩运算，而解扩后的信号则可以经过抽取滤波以降低信号速率，使得后续的处理过程只需对低速率的数据信号进行运算。
图2.基于软件无线电的cdma接收单元。
基于软件无线电的c d ma基站接收单元，如图2所示。它主要由射频前端、数字下变频器、d s p 处理板、接i 3模块和系统控制器组成。射频前端接收发送到基站的信号，完成从射频到中频的频谱搬移、信号韵正交分解及带通滤波。
在满足带通采样定理的条件下，a ／ d采样速率可取为两倍的c h i p 速率，以降低对 a ／ d器件及后续数字信号处理模块的要求。系统控制器主要完成系统参数的初始化设置，将 d s p处理板解调送出的数据转换成所需的格式送至接 i 3 模块。接i 3模块则用来提供与外部的数据接 i 3。
实现上述接收机的关键技术在于数字下变频器的设计和基带 d s p的实时处理。
3.防盗监控单元。
二三。软件设计。
本水文数据采集与显示装置的主体由s3c44b0x核心控制模块和水文数据采集模块构成， 所以系统软件也是围绕这两个模块来编写的。而又由于系统采用了s3c44box和at89s52两个cpu协同工作，所以软件的编写需要对这两个cpu分别编写，以实现所要求的功能。
由该流程图可看出，刚上电时，s3c44b0x要先进行arm内部的初始化，以使arm进入。
相应的状态和模式；然后初始化硬件装置，以使硬件系统可以正常支持水文数据采集；接着。
通信初始化，以确定水文数据采集模块与arm核心控制模块连接正常，并通过uart复位水位、降水量等数据采集模块，确保其进入正常数据采集状态；然后初始化lcd显示和键盘，在lcd上显示相应的菜单列表，供用户通过键盘选择操作；至此，系统初始化完成，并进入正常主程序循环状态。
二． 课程总结。
本门课程主要学习了arm原理与嵌入式系统，在学习过程中深刻体会到arm不仅是学习一个16/32位的cpu.要了解arm必须从整体的嵌入式系统开始，有非常多的相关知识是在学习arm之前必须具备的，我们不仅学到了微处理器的概念，还学到了flash、sdram的原理和使用方法，掌握了嵌入式编译器。
通过一学期对嵌入式系统的学期，我们掌握了一些硬件的基本原理，例如从电源、reset开始到设计一个以arm为主的最基本电路，软件上从reset exception开始，到建立一个以arm为主的引导程序，主要学习到以下知识点：
1. arm内核级soc结构。
2. 嵌入式系统的编译器及汇编语言。
3. 各种内存原理。
4. 如何设计一套嵌入式系统。
5. 以s3c44box为例设计一套嵌入式系统。
嵌入式大作业
黑龙江科技学院。计算机与信息工程学院。嵌入式大作业。专业班级学号。成绩。姓名教师。2010年12月24日。前导问题 1.选a，完全独立完成2.一 基础问题。1.答 嵌入式系统是指用于执行独立功能的专用计算机系统，作为装置或设备的一部分。嵌入式系统通常由嵌入式微处理器 嵌入式操作系统 应用软件和外围设...
嵌入式大作业
一。简述jtag接口在嵌入式开发中的作用？1关于jtag jtag joint test action group，联合测试行动小组 是一种国际标准测试协议，主要用于芯片内部测试及对系统进行 测试。jtag技术是一种嵌入式调试技术，它在芯片内部封装了专门的测试电路tap test access po...
嵌入式大作业
嵌入式的系统应用和发展趋势。班级 09电子信息工程2班。组员 刘奥 09700226 刘扬 09700227 何翔 09700228 指导老师 赵洁。计算机与信息工程学院 2012年11月20日。嵌入式系统 embedded system 是一种 完全嵌入受控器件内部，为特定应用而设计的专用计算机系...