基于ARM11的多通道数据采集记录仪软件系统设计与实现

摘要

在现代化的自动测控领域中，数据采集是不可或缺的环节。传统的数据采集仪器通常是为某种特定对象而设计的、采集的通道数不多、每个通道可测量的信号类型是固定不变的、虽有数据采集能力却无控制能力，仪器的功能、采集速率和测量精度等相对于飞速发展的智能仪表行业来说已经落后了。
　　针对传统数据采集仪器的不足和目前工业现场测控对象复杂化、控制多样化的特点，提出了基于ARM&Linux的多通道数据采集记录仪的研发课题。本论文将围绕着这样一种通用的、多通道的、高性能的、高精度的数据采集记录仪系统，从课题研究的背景与意义、软硬件的选型和总体方案的设计、硬件开发平台的介绍、软件开发平台的搭建、图形用户界面和应用程序的设计到系统调试等方面展开详细的论述。
　　该采集记录仪系统具有16个模拟量采集通道（每个通道都可对标准电压/电流、热电偶、热电阻等不同类型的信号进行采集）、4路标准电流（4～20mA）输出、4路开关量输出、数据处理、存储和显示能力和组态触控屏配置界面，是一个比较完整的测控系统。具体地说，系统分为下位机数据采集板和上位机主控板两部分，二者之间通过Modbus RTU模式串行通信协议和RS-232/RS-485总线进行通信。下位机主要完成模拟信号的采集、开关量输出和数据发送等任务；上位机则利用在基于 C++语言和信号与插槽机制的Qt集成开发环境下开发的图形用户界面和Modbus通信协议、SQLite3嵌入式数据库、LZSS数据压缩算法、多线程机制等应用程序，实现数据接收、数据分析和处理、异常报警、数据存储、组态配置、历史数据回放等功能。由于本论文作者重点负责系统软件部分的研发，因而论文的系统调试部分也主要是对软件部分的测试结果相应说明。
　　论文的最后总结了课题设计的主要内容、提出了系统存在的不足之处并给出了进一步开发的建议。