基于ARM+FPGA氣象信息數(shù)據(jù)采集控制方案

2009年11月27日 14:50:30人氣：983來源：北京恒頤創(chuàng)興科技有限公司

氣象信息數(shù)據(jù)采集控制方案

	應用背景
氣象信息網(wǎng)絡承載著氣象信息監(jiān)測預警服務，為了保障氣象數(shù)據(jù)的不間斷采集與實時數(shù)據(jù)傳輸，必須提高氣象信息數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)的性能。因為氣象監(jiān)測設備對環(huán)境、功耗、性能方面有著苛刻的要求，現(xiàn)在應用氣象監(jiān)測方面的通訊設備很少。傳統(tǒng)的氣象監(jiān)測基于單片機及擴展芯片的數(shù)據(jù)采集方案，無論是系統(tǒng)體積、功耗、數(shù)據(jù)采集精度、實時性以及系統(tǒng)處理能力等方面都不能滿足自動化建站的需求。　　綜合氣象行業(yè)的各種需求，北京恒頤提供基于ARM和CPLD的高精度氣象信息數(shù)據(jù)采集方案，協(xié)助您建立無人職守型氣象信息監(jiān)測系統(tǒng)。
	恒頤成功案例
自動水文測量站　　　野外氣象信息自動測量站　　　環(huán)保采集監(jiān)控系統(tǒng)
	系統(tǒng)架構(gòu)
氣象信息監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。　　氣象信息數(shù)據(jù)采集模塊實現(xiàn)對風速、風向、溫度、濕度、大氣壓力、太陽輻射、雨量、能見度等要素值進行全天候的監(jiān)測，還可以根據(jù)用戶的需求適當?shù)恼{(diào)整或增加測量信息，如氣體的污染指數(shù)、土壤溫濕度等；傳感器數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后，通過有線或CDMA/GPRS無線網(wǎng)絡實現(xiàn)與氣象監(jiān)控中心的通訊。

	系統(tǒng)硬件設計
恒頤氣象信息數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)主要包括以下幾個部分：ARM控制器、存儲電路、CPLD邏輯編程電路、A/D通道選擇電路、電源電路、信號調(diào)理電路等。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)示意如圖2所示：

本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集電路實現(xiàn)了多路采集信號的選擇和模擬信號的轉(zhuǎn)換。如圖2所示，CPLD編程電路和模擬開關實現(xiàn)對數(shù)據(jù)采集通道的選擇，采集的模擬信號經(jīng)過高性能運算放大器處理后，進入A/D轉(zhuǎn)換電路，實現(xiàn)模擬信號的A/D轉(zhuǎn)換及數(shù)字量信號的輸出。
	系統(tǒng)軟件設計
嵌入式操作系統(tǒng)在系統(tǒng)中具有至關重要的作用，該方案依托高性能的Linux操作系統(tǒng)，實現(xiàn)對氣象參數(shù)采集終端的控制，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時傳輸和處理。
	方案優(yōu)勢
恒頤氣象信息采集系統(tǒng)一種采用高性能ARM處理器實現(xiàn)的氣象信息數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)方案。系統(tǒng)外圍擴展了A/D數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換電路模塊，可以實現(xiàn)高精度、高速率的數(shù)據(jù)采集；外圍接口資源豐富；運行嵌入式Linux操作系統(tǒng)。與傳統(tǒng)方案相比，模塊化、串行結(jié)構(gòu)，開放接口使得系統(tǒng)很容易根據(jù)實際需求擴展、裁剪和移植。其可靠、準確、低成本的設計是一種實用的遠程數(shù)據(jù)采集方案。

關鍵詞：數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)傳輸控制系統(tǒng)單片機監(jiān)控系統(tǒng)

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