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摘要：介绍了一种基于ARM的数据采集分析系统的设计方法以及实现原理，以低功耗微处理器S3C6410为核心，并搭建嵌入式Linux系统平台来实现，其中模块主要包括数据采集模块，数据存储模块，网络通讯模块，串口通讯模块，通讯协议模块，模拟量读取模块等。系统传输协议使用MODBUS协议。通过实验验证，该设计实现了数据采集，数据存储，数据上传，数据实时监控等功能。
关键词：S3C6410；MODBUS；数据分析；远程传输
中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）08-0007-02
1 引言
随着科学技术的不断向前发展，我们的数字技术也随着飞速突破一个又一个的技术难题，数字技术也发展迅速。而相应在数据采集观测领域，数字化仪器也逐步成为主流产品，而数据采集技术以及数据存储和分析也成为其领域的重要的技术环节。随着现代信息技术的飞速发展，对于数据采集的要求也是越来越高，而我们的数据采集技术也是发展的突飞猛进。基于ARM的s3c6410处理器的数据分析采集系统，具有体积小、功耗低、硬件调试方便、易维护等适合在使用场地操作的优点，而且相对于操作系统的移植，32位机在这方面也比较方便，这样的话便于系统的后续开发和升级。
2 系统硬件设计
2.1 微处理器部分
S3C6410是一款低功率、高性价比、高性能的用于移动电话和通用处理RSIC处理器。采用64/32bit的内部总线架构，融合了AHB、AXI、APB总线。为了满足高端通讯服务所要求的高带宽外部存储器，为满足要求，连接高速mobile DDR使用的是专用DRAM端口。还有很多非常强大的硬件加速器，包括2D加速、运动视频处理、显示处理和缩放、音频处理。
S3C6410包括许多硬件外设，目的是为减少系统总成本和提高整体能，比如说Camera接口，I2C总线，USB Host，高速USB OTG，TFT 24bit真彩色LCD控制器，系统管理单元（电源始终等），4通道定时器，通用I/O口，I2S总线， SD Host和高速MMC卡接口以及内部的PLL时钟发生器，4通道的UART，32通道的DMA。
2.2网络接口模块电路
ARM处理器S3C6410与网络接口芯片DM9000A之间的硬件接口设计，成功的在嵌入式Linux操作系统中实现网络驱动的开发。在高速以太网接口芯片中DM9000A就是一款，单芯片快速以太网MAC控制器是符合成本效益并且是完全集成的，它的设计方向为低功耗、高处理性能，而且设计理念为操作又非常简单，可以直接连接多种处理器，具有通用的处理器接口，数据总线宽度可设置为8 b和16 b，支持3.3 V和5 V电源模式。连接嵌入式CPU的接口可以很便捷的实施，可以实现扩展以太网口的功能。
电路图设计如下：
采集的数据通过GPRS/CDMA无线网络或有线网络将数据传输到环保监控平台，从而实现数据的远程传输和设备反控，系统内置了ModbusSlave协议，支持现场监控平台与数采仪进行Modbus通讯。
2.3 485通信模块电路
通常情况，RS-485使用的是差分信号，而差分传输通常是使用两根线发送和接收信号（一共四条线），使得其拥有更远的传输距离和更好的抗噪声的能力。RS-485接口组成的半双工网络，一般是两线制，多采用屏蔽双绞线传输。这种接线方式为总线式拓扑结构在同一总线上最多可以挂接32个结点。由于RS-485 的收与发是共用两根线，所以不能够同时收和发（半双工），传输距离更长。在RS-485通信网络中一般采用的是主从通信方式，即一个主机带多个从机。RS-485最大的通信距离约为1219m，最大传输速率为10Mbps，传输速率与传输距离成反比，如果需傳输更长的距离，需要加485中继器。
电路图设计如下：
3 系统软件设计
系统主流程图如图3所示，系统开始进行初始化，初始化完成后，该系统接收传感器和仪器仪表测的的数据，对接收到采集数据信进行数据处理，数据处理包括：对数据进行A/D转换，数据有效性分析，确定数据是否为有效数据，利用数据存储模块对数据进行保存，防止数据意外丢失，对做出分析的数据通过通讯模块对数据进行上传到平台。
数据分析部分流程如图4所示，采集到的数据为模拟量，我们对采集到的数据进行A/D转换，使其成为可以被处理器识别的数字信号，然后依据其噪声原理对数据进行去噪处理，根据系统设定判断数据是否为有效数据，并决定该数据是否能够进行传输。
4 结束语
本设计中，关键是针对ARM数据采集系统进行研究和设计。该系统核心处理器是s3c6410处理器，系统结构分为前端数据采集、数据远程传输两个部分，是采集和传输为一体的一款高性能数据采集传输设备，大幅度提高系统的稳定性和可靠性，使其应用前景十分广泛。
设计系统相对比较简单，s3c6410的很多功能没有表现出来，在此前提上我们还可以为其加上其他的扩展功能。比如说，我们可以增加一个Led显示屏，这样可以使传感器和使用的仪器仪表测的数据能通过在液晶屏上显示，而且也能通过PC机显示。使用传感器和仪器仪表采集数据可以改为多通道循环采集，并且采集到的数据的传输不仅可以依靠串口，同时还可以使用USB进行数据的传输。
参考文献：
[1] 周立功.ARM嵌入式系统基础教程[M].北京：北京航空航天大学出版社，2005.
[2] 付海艳，韩山，郭云.ARM微处理器应用开发技术详解与实例分析[M].北京：清华大学出版社，2007.
[3] 马文华.嵌入式系统设计与开发[M].北京：科学出版社，2006.
[4] 孙天泽，袁文菊.嵌入式设计及Linux驱动开发指南—基于ARM9处理器[M].北京：电子工业出版社，2007.
关键词：S3C6410；MODBUS；数据分析；远程传输
中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）08-0007-02
1 引言
随着科学技术的不断向前发展，我们的数字技术也随着飞速突破一个又一个的技术难题，数字技术也发展迅速。而相应在数据采集观测领域，数字化仪器也逐步成为主流产品，而数据采集技术以及数据存储和分析也成为其领域的重要的技术环节。随着现代信息技术的飞速发展，对于数据采集的要求也是越来越高，而我们的数据采集技术也是发展的突飞猛进。基于ARM的s3c6410处理器的数据分析采集系统，具有体积小、功耗低、硬件调试方便、易维护等适合在使用场地操作的优点，而且相对于操作系统的移植，32位机在这方面也比较方便，这样的话便于系统的后续开发和升级。
2 系统硬件设计
2.1 微处理器部分
S3C6410是一款低功率、高性价比、高性能的用于移动电话和通用处理RSIC处理器。采用64/32bit的内部总线架构，融合了AHB、AXI、APB总线。为了满足高端通讯服务所要求的高带宽外部存储器，为满足要求，连接高速mobile DDR使用的是专用DRAM端口。还有很多非常强大的硬件加速器，包括2D加速、运动视频处理、显示处理和缩放、音频处理。
S3C6410包括许多硬件外设，目的是为减少系统总成本和提高整体能，比如说Camera接口，I2C总线，USB Host，高速USB OTG，TFT 24bit真彩色LCD控制器，系统管理单元（电源始终等），4通道定时器，通用I/O口，I2S总线， SD Host和高速MMC卡接口以及内部的PLL时钟发生器，4通道的UART，32通道的DMA。
2.2网络接口模块电路
ARM处理器S3C6410与网络接口芯片DM9000A之间的硬件接口设计，成功的在嵌入式Linux操作系统中实现网络驱动的开发。在高速以太网接口芯片中DM9000A就是一款，单芯片快速以太网MAC控制器是符合成本效益并且是完全集成的，它的设计方向为低功耗、高处理性能，而且设计理念为操作又非常简单，可以直接连接多种处理器，具有通用的处理器接口，数据总线宽度可设置为8 b和16 b，支持3.3 V和5 V电源模式。连接嵌入式CPU的接口可以很便捷的实施，可以实现扩展以太网口的功能。
电路图设计如下：
采集的数据通过GPRS/CDMA无线网络或有线网络将数据传输到环保监控平台，从而实现数据的远程传输和设备反控，系统内置了ModbusSlave协议，支持现场监控平台与数采仪进行Modbus通讯。
2.3 485通信模块电路
通常情况，RS-485使用的是差分信号，而差分传输通常是使用两根线发送和接收信号（一共四条线），使得其拥有更远的传输距离和更好的抗噪声的能力。RS-485接口组成的半双工网络，一般是两线制，多采用屏蔽双绞线传输。这种接线方式为总线式拓扑结构在同一总线上最多可以挂接32个结点。由于RS-485 的收与发是共用两根线，所以不能够同时收和发（半双工），传输距离更长。在RS-485通信网络中一般采用的是主从通信方式，即一个主机带多个从机。RS-485最大的通信距离约为1219m，最大传输速率为10Mbps，传输速率与传输距离成反比，如果需傳输更长的距离，需要加485中继器。
电路图设计如下：
3 系统软件设计
系统主流程图如图3所示，系统开始进行初始化，初始化完成后，该系统接收传感器和仪器仪表测的的数据，对接收到采集数据信进行数据处理，数据处理包括：对数据进行A/D转换，数据有效性分析，确定数据是否为有效数据，利用数据存储模块对数据进行保存，防止数据意外丢失，对做出分析的数据通过通讯模块对数据进行上传到平台。
数据分析部分流程如图4所示，采集到的数据为模拟量，我们对采集到的数据进行A/D转换，使其成为可以被处理器识别的数字信号，然后依据其噪声原理对数据进行去噪处理，根据系统设定判断数据是否为有效数据，并决定该数据是否能够进行传输。
4 结束语
本设计中，关键是针对ARM数据采集系统进行研究和设计。该系统核心处理器是s3c6410处理器，系统结构分为前端数据采集、数据远程传输两个部分，是采集和传输为一体的一款高性能数据采集传输设备，大幅度提高系统的稳定性和可靠性，使其应用前景十分广泛。
设计系统相对比较简单，s3c6410的很多功能没有表现出来，在此前提上我们还可以为其加上其他的扩展功能。比如说，我们可以增加一个Led显示屏，这样可以使传感器和使用的仪器仪表测的数据能通过在液晶屏上显示，而且也能通过PC机显示。使用传感器和仪器仪表采集数据可以改为多通道循环采集，并且采集到的数据的传输不仅可以依靠串口，同时还可以使用USB进行数据的传输。
参考文献：
[1] 周立功.ARM嵌入式系统基础教程[M].北京：北京航空航天大学出版社，2005.
[2] 付海艳，韩山，郭云.ARM微处理器应用开发技术详解与实例分析[M].北京：清华大学出版社，2007.
[3] 马文华.嵌入式系统设计与开发[M].北京：科学出版社，2006.
[4] 孙天泽，袁文菊.嵌入式设计及Linux驱动开发指南—基于ARM9处理器[M].北京：电子工业出版社，2007.