基于ARM9的嵌入式数据采集系统开发

论文摘要

风能是清洁的可再生能源,风电是目前公认的发展最快的绿色电力。近年来,我国的风机装机容量连年攀升,但是风机控制器的国产化进程却非常缓慢。本文从这点立足,设计了一个基于ARM9的嵌入式数据采集系统,期望实现对风电机组相关信号的采集。本文详细的论述了基于Windows CE的嵌入式数据采集系统的软硬件开发。硬件方面,以三星的S3C2440A ARM9处理器为核心,结合相关外围电路,实现对多路模拟、数字信号的采集。软件方面,对比流行的几种嵌入式操作系统,选取了Windows CE5.0系统进行了在特定平台上的移植。移植的过程包括启动加载器的移植、OAL层的移植和驱动程序的开发,文中结合开发实践对这三个过程进行了深入的论述。在上述步骤的基础上,针对本课题系统的应用,添加了相应的系统组件,从而成功构建了一个Windows CE5.0系统内核,最后导出针对的SDK包。定制了操作系统内核之后,开发了嵌入式数据采集系统,系统成功实现了信号的采集存储。为实现对数据的存储,采用OLE DB接口在嵌入式设备上建立了一个SQL Mobile数据库,从而很好的实现了对采集数据的存储和查询。通过运行结果来看,设计的系统很好的完成了预期的功能,对实际应用有一定的指导作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的来源与背景
• 1.2 嵌入式数据采集系统的特点和发展趋势
• 1.2.1 嵌入式数据采集系统特点
• 1.2.2 嵌入式采集系统发展趋势
• 1.3 论文的主要内容和安排
• 第二章 嵌入式数据采集系统软硬件设计
• 2.1 风电机组数据采集平台的功能要求
• 2.2 数据采集系统硬件系统
• 2.3 ARM9处理器简介
• 2.3.1 ARM处理器概述
• 2.3.2 系统主控制器S3C2440A
• 2.4 WINDOWSCE系统分析
• 2.4.1 嵌入式操作系统对比
• 2.4.2 WindowsCE内存管理
• 2.4.3 WindowsCE数据库特点
• 2.5 本章小结
• 第三章 WINDOWSCE5.0系统移植
• 3.1 BOOTLOADER的移植
• 3.1.1 Boot loader中的Startup函数
• 3.1.2 Boot loader中的Main函数
• 3.1.3 虚拟地址映射
• 3.2 OAL层的移植
• 3.2.1 OAL概述
• 3.2.2 OAL启动流程与原理
• 3.3 WINDOWSCE内核定制
• 3.3.1 WindowsCE5.0目录组织
• 3.3.2 WindowsCE5.0内核组件
• 3.3.3 WindowCE5.0内核定制一般流程
• 3.4 创建SDK
• 3.5 本章小结
• 第四章 数据采集系统开发
• 4.1 数据采集系统技术指标
• 4.1.1 风力发电机输出功率
• 4.1.2 风力发电机效率
• 4.1.3 风力发电机输出转速
• 4.2 驱动程序开发
• 4.2.1 WindowsCE5.0驱动模型
• 4.2.2 流接口驱动程序开发
• 4.2.3 GPIO驱动程序设计
• 4.2.4 模数转换驱动程序设计
• 4.2.5 流接口驱动程序文件结构
• 4.3 嵌入式数据库开发
• 4.3.1 数据库建立过程
• 4.3.2 数据库建立结果
• 4.4 数据采集模块开发
• 4.4.1 数据采集控制界面设计
• 4.4.2 数据采集流程
• 4.4.3 数据采集模块运行结果
• 4.5 数据存储模块开发
• 4.5.1 数据存储流程
• 4.5.2 数据存储模块运行结果
• 4.6 数据查询模块开发
• 4.6.1 数据查询界面设计
• 4.6.2 数据查询流程
• 4.6.3 数据查询模块运行结果
• 4.7 本章小结
• 第五章 总结和展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表的学术论文