S3C2410设计的无线数据采集系统
s3c2410设计的无线数据采集系统
手持终端的功能越来越强大，数据处理能力也越来越强，人们对其无线通信功能的要求也越来越高。为此，各种无线设备进入人们的生活，在此基础之上，大量的无线设备业已进入工业生产领域。在工业或者工厂底层环境中，使用无线技术具有很多优势；利用无线技术可以解决工业生产中线路布局烦琐的困境，也可以避免恶劣环境对线路腐蚀等问题。
1 系统设计
在此，把嵌入式技术与无线电台通信技术相结合，设计一种无线数据采集系统。该系统分为数据采集模块、数据传输／接收模块、数据处理模块，如图1所示。数据采集模块通过将传感器得到的模拟信号转换成数字信号，再用无线芯片发送出去。a／d转换芯片采用max132；数据传输芯片采用无线传输／接收芯片ia4421。用单片机配置max132和ia4421实现信号采集和发送。数据处理模块采用s3c2410芯片，并且配置无线芯片ia4421为无线接收模式。这样就实现了数据采集、传输与处理。
2 数据采集
数据采集模块使用a／d转换芯片，通过把接收到的模拟信号转换成数字信号，再通过数据传输模块将数字信号传输到数据处理模块。
max132是18位外加1个符号位，具有高精度分辨率，以串行方式工作的a／d转换芯片。它可在-512～+512 mv全范围内提供2μv的分辨率，精度可达±0.006％满量程。芯片较一般的积分型adc具有更高的转换速度，可达每秒100次，简单的4线串行接口使其容易与其他所有的微处理器连接。max132在普通工作方式下，典型供电电流为60 ma，在休眠模式下仅为lμa。max132还具有用于外部多路开关或可编程增益放大器的4个可编程的数字输出；芯片内部还有可选50 hz工频的干扰抑制电路；芯片输入电流很小，仅为10 pa。maxl32具有分辨率高，功耗低，价格低，体积小等特点，可广泛应用于远程数据采集、电池供电仪器仪表和传感器信号测量及工业过程控制等。电路设计如图2所示。
图2为max132的典型应用电路图。其中，元件值是针对每秒转换16次，60 hz工频干扰抑制选择的。通过2.5 v的高精度基准源，max872分压后产生545 mv的基准电压。待测电压信号从inh1和inl0端口差分输入；片选信号cs，串行数据输入／输出端din，dout，时钟信号sclk与单片机连接实现。
如图3所示，当ia4421芯片的clk／conv脚作为启动转换时，clk／conv为高电平；若将clk／conv而置低电平，则10 ms之内又变为高电平，就执行一次转换，然后回到空闲模式。如果clk／conv一直处于低电平，就连续进行转换，直到clk／conv再次变为高电平。
3 数据传输模块
3.1 数据传榆模块硬件设计
数据传输模块采用ia4421芯片。ia4421支持天线直接驱动，设计相当简单方便，并且通信距离长。ia4421是全集成的单晶片低功耗、多频道的fsk收发器，在无需申请注册的433 mhz，868 mhz，915 mhz频段，设计完全符合fcc的etsi认证相关规定，内部集成有高频功率放大器、低噪声放大器、i／q转换混频器，基带滤波器、放大器、i／q解调器等，所需的rf都已集成，只需要一个晶振和几颗去耦电容。
3.2 数据传输模块软件设计
3.2.1 发射器的功能
(1)发送采集数据指令，打开采集系统，为发送数据做好准备。
(2)与发射器实现自动对码。发射器控制软件程序流程图如图4所示，单片机上电初始化后，完成对ia4421的配制。此时，芯片被配置为发射模式，然后打开中断，等待数据输入，接收到采集的信号，最后将信息发送出去。
3.2.2 接收器的功能
接收器主程序流程与发送器程序流程很相似，在此不再画流程图，仅将接收器的功能介绍为：配置ia4421芯片为接受模式，发送准备好的信号；接收数据，然后再传输给处理单元，处理单元为s3c2410主芯片。
4 数据处理模块
数据处理模块采用s3c2410芯片。s3c2410处理器是samsung公司基于arm公司的arm920t处理器核。它采用0.18μm制造工艺的32位微控制。该处理器拥有独立的16 kb指令cache和16 kb数据cache，mmu，支持tft的lcd控制器，nand闪存控制器，3路uart，4路dma，4路带pwm的timer，i／o口，rtc，8路10位adc，touch screen接口，i2c-bus接口，iis-bus接口，2个usb主机，1个usb设备，sd主机和mmc接口，2路spi。s3c2410处理器最高可运行在203 mhz。
采用嵌入式linux操作系统，linux内核稳定且代码尺寸小巧，易于裁减。应用程序窗口系统采用qt／embedded系统技术，qt／embedded是基于qt的嵌入式gui和应用程序开发的工具包，可运行在多种嵌入式设备上，主要运行在嵌入式linux系统上，为嵌入式应用程序提供qt的标准api。qt／e作为嵌入式gui的实现工具，支持帧缓冲驱动，可以在没有x2servet或x2lib支持的条件下直接写帧缓冲，节省了内存使用，提高了程序的运行效率。
(1)配置无线接收芯片为接收模式，发送接收数据命令，通知ia4421准备好接收收据，且发送准备好的信号，通知发送模块发送数据。
(2)将接收到的数据进行运算分析，然后将结果反映到lcd上；应用程序具有分析功能，对信号的性能进行分析，且在信号出错情况下做出报警处理。
5 结语
该系统采用了max132芯片，实现了模拟信号到数据信号的转变，又用了ia4421实现了数据的无线传输。考虑了系统的实用性和灵活性，可以灵活的布线，不受物理环境影响，且采用s3c2410作为数据处理模块的主芯片。
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1 系统设计
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2 数据采集
数据采集模块使用a／d转换芯片，通过把接收到的模拟信号转换成数字信号，再通过数据传输模块将数字信号传输到数据处理模块。
max132是18位外加1个符号位，具有高精度分辨率，以串行方式工作的a／d转换芯片。它可在-512～+512 mv全范围内提供2μv的分辨率，精度可达±0.006％满量程。芯片较一般的积分型adc具有更高的转换速度，可达每秒100次，简单的4线串行接口使其容易与其他所有的微处理器连接。max132在普通工作方式下，典型供电电流为60 ma，在休眠模式下仅为lμa。max132还具有用于外部多路开关或可编程增益放大器的4个可编程的数字输出；芯片内部还有可选50 hz工频的干扰抑制电路；芯片输入电流很小，仅为10 pa。maxl32具有分辨率高，功耗低，价格低，体积小等特点，可广泛应用于远程数据采集、电池供电仪器仪表和传感器信号测量及工业过程控制等。电路设计如图2所示。
图2为max132的典型应用电路图。其中，元件值是针对每秒转换16次，60 hz工频干扰抑制选择的。通过2.5 v的高精度基准源，max872分压后产生545 mv的基准电压。待测电压信号从inh1和inl0端口差分输入；片选信号cs，串行数据输入／输出端din，dout，时钟信号sclk与单片机连接实现。
如图3所示，当ia4421芯片的clk／conv脚作为启动转换时，clk／conv为高电平；若将clk／conv而置低电平，则10 ms之内又变为高电平，就执行一次转换，然后回到空闲模式。如果clk／conv一直处于低电平，就连续进行转换，直到clk／conv再次变为高电平。
3 数据传输模块
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3.2.2 接收器的功能
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4 数据处理模块
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