基于ARM的作业环境监测评价系统的设计与实现

摘要

作业环境是作业系统中重要的组成部分,对作业系统有重大的影响,随着经济的发展和人类的进步,逐渐成为人们关注的焦点。作业环境主要包括微气候、照明、色彩调节、噪声与振动、空气污染五个大方面。人类工效学专家从生理、心理等方面对作业环境进行了大量的研究,发现作业环境各要素对作业人员的影响,并建立了相关的数学模型、计算方法、设计和评价标准等,对作业环境的改善、作业人员的安全、生产效率的提高起到了一定的推动作用。 作业环境监测与评价是作业环境改善的基础,本文在分析作业环境监测仪器研究现状的基础之上,开发了基于ARM的作业环境监测与评价系统。主要工作如下： (1)研究作业环境的具体内容和作业环境在作业系统中的作用,重点分析了现有作业环境监测仪器的现状,在此基础上提出论文研究主题--开发基于ARM和Windows CE.net的作业环境监测与评价系统。 (2)提取作业环境各要素的评价指标,并对指标分级、指标数据的采集方式以及作业环境评价方法进行深入研究,建立作业环境监测与评价体系。 (3)根据作业环境监测与评价的需要,完成系统硬件的设计、制作与调试。主要完成处理器的选型、接口电路(串口、USB接口、LCD接口)、网络单元和A/D转换的设计等。 (4)对嵌入式操作系统Windows CE.Net进行深入研究,重点探讨了WinCE内核对于外部中断的处理、驱动程序的开发、内存管理和进程同步等内容。本文还对WinCE系统开发工具Platform Builder进行了研究探索,利用该工具开发了WinCE下A/D芯片的驱动,并完成调试和集成。 (5)针对作业环境监测与评价体系,利用嵌入式应用程序集成开发环境EVC以及嵌入式数据库(SQL Server CE),开发了基于WinCE的作业环境监测与评价应用软件。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1选题背景

1.2国内外作业环境研究现状

1.2.1国外作业环境研究现状

1.2.2国内作业环境研究现状

1.3便携式作业环境采集设备研究现状

1.4课题的提出

1.5主要研究内容

第二章总体设计

2.1作业环境评价指标的建立

2.2评价指标等级划分

2.3作业环境的评价方法研究

2.4指标数据的获取与传感器选型

2.5总体方案设计

2.6本章小结

第三章作业环境监测硬件系统的开发

3.1硬件系统的功能分析

3.2硬件系统的整体设计

3.2.1嵌入式处理器选型

3.2.2硬件系统方案设计

3.3主要电路单元设计

3.3.1电源单元

3.3.2调试单元(JTAG)

3.3.3串口电路单元

3.3.4 USB电路单元

3.3.5以太网单元电路

3.3.6 LCD接口电路

3.4 A/D转换电路的设计

3.4.1并行A/D转换电路的设计

3.4.2串行A/D电路设计

3.5系统线路板设计与调试

3.5.1线路板设计

3.5.2硬件系统调试

3.6本章小结

第四章基于Windows CE.net驱动开发

4.1 Windows CE.net简介

4.2 Windows CE.net驱动开发工具

4.3 Windows CE.net驱动分类

4.3.1本机设备驱动程序(Built-in Drivers)

4.3.2流接口设备驱动程序(Stream Drivers)

4.3.3分层驱动程序(Layered Driver)

4.3.4单片驱动程序(Monolithic Driver)

4.4 Windows CE.net驱动开发相关技术

4.4.1设备文件名

4.4.2 Windows CE.net的中断处理

4.4.3驱动程序的宿主

4.4.4设备驱动程序的调试

4.4.5设备驱动程序的测试

4.4.6设备驱动程序的集成

4.5设备驱动程序开发过程

4.6 AD7854驱动开发详述

4.6.1驱动程序内核部分的开发

4.6.2驱动程序流接口函数的开发

4.6.3 DEF文件的编写

4.6.4注册表文件的编写

4.6.5 AD7854驱动程序的集成

4.7 AD7680驱动开发

4.8本章小结

第五章作业环境监测与评价系统的开发

5.1需求分析

5.2系统设计

5.2.1系统工作流程设计

5.2.2数据库设计

5.2.3采集模块设计

5.2.4显示模块设计

5.2.5评价模块设计

5.3开发环境

5.3.1 Embedded Visual C++4.0开发环境概述

5.3.2 SQL CE

5.3.3开发环境搭建

5.4软件系统开发关键技术

5.4.1 ADOCE概述

5.4.2驱动与应用程序之间的同步方法研究

5.5系统实现

5.5.1数据库实现

5.5.2用户界面的设计与实现

5.5.3应用软件的系统集成

5.6本章小结

第六章系统的集成与演示

6.1系统的集成

6.1.1 Windows CE.net操作系统的定制

6.1.2操作系统与硬件系统的集成

6.2典型案例分析

6.2.1作业环境指标的监测

6.2.2作业环境综合评价

6.3本章小结

第七章总结与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

附录