專利名稱：一種32位嵌入式數(shù)據(jù)采集裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及水情測(cè)報(bào)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種32位嵌入式數(shù)據(jù)采集裝置。
背景技術(shù)：
目前，在國(guó)內(nèi)水情測(cè)報(bào)領(lǐng)域，數(shù)據(jù)采集裝置都是采用單片機(jī)加上程序這種開發(fā)模 式開發(fā)的，以單片機(jī)作為整個(gè)裝置的數(shù)據(jù)處理中心，水位數(shù)據(jù)的采集、處理、存儲(chǔ)和發(fā)送都 是通過單片機(jī)和其內(nèi)部的程序來實(shí)現(xiàn)的。在硬件上，單片機(jī)是作為整個(gè)系統(tǒng)的核心，所有的 外圍設(shè)備都是通過單機(jī)擴(kuò)展出去的。整個(gè)程序都在判斷各種條件，當(dāng)條件滿足時(shí)，則會(huì)處理 相應(yīng)的操作。上述技術(shù)方案的缺點(diǎn)是運(yùn)算速度慢(一般為5MIPQ，不支持大容量存儲(chǔ)(一般為 1M)，不支持移動(dòng)存儲(chǔ)器，不支持文件系統(tǒng)，不支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)，不支持二次開發(fā)，不支持第三方 軟件。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提出一種32位嵌入式數(shù)據(jù)采集裝置，能夠很方便地填加 和修改協(xié)議，增加了協(xié)議使用的靈活性，同時(shí)也給用戶開發(fā)自己的協(xié)議提供了可能。為達(dá)此目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案一種32位嵌入式數(shù)據(jù)采集裝置，包括核心板、系統(tǒng)擴(kuò)展板和電源板，所述核心板 與所述系統(tǒng)擴(kuò)展板連接，所述電源板分別與所述核心板和所述系統(tǒng)擴(kuò)展板連接。所述核心板進(jìn)一步包括顯示單元、電源管理單元、AD轉(zhuǎn)換芯片、電路測(cè)試端口、100 腳連接器、電源連接器、32位嵌入式處理器、FLASH存儲(chǔ)器、啟動(dòng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和隨機(jī)存儲(chǔ)器， 其中，顯示單元分別與AD轉(zhuǎn)換芯片和32位嵌入式處理器連接，電源管理單元與電源連接器連接，AD轉(zhuǎn)換芯片還與32位嵌入式處理器連接，電路測(cè)試端口與32位嵌入式處理器連接，100腳連接器與系統(tǒng)擴(kuò)展板連接，電源連接器輸入端與電源板的輸出端連接，電源連接器輸出端與AD轉(zhuǎn)換芯片、32 位嵌入式處理器、FLASH存儲(chǔ)器、啟動(dòng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和隨機(jī)存儲(chǔ)器連接，32位嵌入式處理器還與FLASH存儲(chǔ)器、啟動(dòng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和隨機(jī)存儲(chǔ)器連接。所述系統(tǒng)擴(kuò)展板進(jìn)一步包括100腳連接器、電源管理單元、Debug串口、CPU串口、 串口擴(kuò)展芯片、USB DEVICE接口單元、USB Host接口單元和擴(kuò)展232端口，其中，100腳連 接器與核心板的100腳連接器連接，電源管理單元與電源板連接。所述電源板進(jìn)一步包括輸入連接器、直流一直流轉(zhuǎn)換芯片和兩個(gè)輸出端口。顯示單元是TFT 26萬像素彩色液晶顯示器和觸摸屏。采用了本實(shí)用新型的技術(shù)方案，提高了運(yùn)算速度，達(dá)到200MIPS，增大了存儲(chǔ)容量，一般可達(dá)到64M，支持移動(dòng)存儲(chǔ)器，如U盤或者移動(dòng)硬盤，支持FAT16、FAT32文件系統(tǒng)，支持 數(shù)據(jù)庫(kù)，支持二次開發(fā)，支持第三方軟件，可以很方便地填加和修改協(xié)議，即增加了協(xié)議使 用的靈活性，同時(shí)也給用戶開發(fā)自己的協(xié)議提供了可能，只要用戶按照模板提供的方法，就 可以填加自己的協(xié)議或者是修改系統(tǒng)原來的協(xié)議。

圖1是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
中32位嵌入式數(shù)據(jù)采集裝置的總體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
中核心板的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
中系統(tǒng)擴(kuò)展板的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
中電源板的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖并通過具體實(shí)施方式
來進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。圖1是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
中32位嵌入式數(shù)據(jù)采集裝置的總體結(jié)構(gòu)示意圖。 如圖1所示，該32位嵌入式數(shù)據(jù)采集裝置包括核心板1、系統(tǒng)擴(kuò)展板2和電源板3，核心板 與系統(tǒng)擴(kuò)展板連接，電源板分別與核心板和系統(tǒng)擴(kuò)展板連接。核心板是整個(gè)裝置的技術(shù)核心，32位嵌入式處理器AT91SAM9261作為中央處理 器，所有的功能都是由它實(shí)現(xiàn)，WIN CE操作系統(tǒng)和整個(gè)裝置的平臺(tái)軟件均在核心板上。系統(tǒng)擴(kuò)展板是整個(gè)裝置實(shí)際應(yīng)用的橋梁，通過系統(tǒng)擴(kuò)展板將本裝置的核心板和外 部的實(shí)際應(yīng)用聯(lián)接起來。電源板為整個(gè)裝置供電，包括核心板和系統(tǒng)擴(kuò)展板的電源都是由它提供的。本裝置采用三層疊加結(jié)構(gòu)，利用此結(jié)構(gòu)可以減小電路板的尺寸，充分利用機(jī)殼的 內(nèi)部空間，同時(shí)使用此結(jié)構(gòu)可以簡(jiǎn)化整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)難度，有利于系統(tǒng)調(diào)試。圖2是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
中核心板的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，核心板進(jìn) 一步包括顯示單元101、電源管理單元102、AD轉(zhuǎn)換芯片103、電路測(cè)試端口 104、100腳連接 器105、電源連接器106、32位嵌入式處理器107、FLASH存儲(chǔ)器108、啟動(dòng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器109和 隨機(jī)存儲(chǔ)器110，其中，顯示單元分別與AD轉(zhuǎn)換芯片和32位嵌入式處理器連接，電源管理單 元與電源連接器連接，AD轉(zhuǎn)換芯片還與32位嵌入式處理器連接，電路測(cè)試端口與32位嵌 入式處理器連接，100腳連接器與系統(tǒng)擴(kuò)展板連接，電源連接器輸入端與電源板的輸出端連 接，電源連接器輸出端與AD轉(zhuǎn)換芯片、32位嵌入式處理器、FLASH存儲(chǔ)器、啟動(dòng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 和隨機(jī)存儲(chǔ)器連接，32位嵌入式處理器還與FLASH存儲(chǔ)器、啟動(dòng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和隨機(jī)存儲(chǔ)器。TFT沈萬像素彩色液晶顯示器和觸摸屏作為本裝置的顯示單元，給用戶以直觀的 視覺顯示，目前本裝置支持6. 4和3. 5寸液晶。電源管理單元是為降低裝置的功耗，在核心板上增加的一部分電源管理電路，在 系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，將不需要工作的單元電路的電源關(guān)掉，以降低功耗。AD轉(zhuǎn)換芯片型號(hào)為ADS7843，作用是將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)(二進(jìn)制數(shù))，并 將二進(jìn)制數(shù)送入32位嵌入式處理器AT91SAM擬61。電路測(cè)試端口為JTAG，通過此端口可以對(duì)32位嵌入式處理器AT91SAM9261進(jìn)行測(cè) 試禾口調(diào)試。[0034]100腳連接器將核心板上沒有用到的32位嵌入式處理器AT91SAM擬61的硬件資 源，即管腳通過此連接器擴(kuò)展出去，供系統(tǒng)擴(kuò)展板使用。電源連接器與電源板的輸出端連接，將電源板上的電源引入核心板。裝置的32位嵌入式處理器是AT9ISAM擬61。系統(tǒng)的FLASH存儲(chǔ)器為K9F1208，WIN CE、平臺(tái)軟件和用戶數(shù)據(jù)均存儲(chǔ)在此。啟動(dòng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器AT45DB321C是系統(tǒng)的啟動(dòng)代碼存儲(chǔ)位置。SRAM系統(tǒng)的靜態(tài)RAM(即隨機(jī)存儲(chǔ)器)為MT45LC16。圖3是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
中系統(tǒng)擴(kuò)展板的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，系統(tǒng) 擴(kuò)展板進(jìn)一步包括100腳連接器201、電源管理單元202、Debug串口 203、CPU串口 204、串 口擴(kuò)展芯片205、USB DEVICE接口單元206、USB Host接口單元207和擴(kuò)展232端口 208， 其中，100腳連接器與核心板的100腳連接器連接，電源管理單元與電源板連接。在水情數(shù)據(jù)采集應(yīng)用中系統(tǒng)擴(kuò)展板的主要功能是與外圍設(shè)備相連，包括傳感器模 塊和通訊設(shè)備，來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集發(fā)送等實(shí)際的功能。其中100腳連接器與核心板的100腳的連接器相連，將核心板的硬件資源引入。電源管理單元是將電源板的電源輸入及擴(kuò)展板的電源管理電路，對(duì)擴(kuò)展板的電源 進(jìn)行功耗管理。Debug串口是32位嵌入式處理器AT91SAM9261本身自帶串口，在本裝置中主要用 來對(duì)裝置的軟件平臺(tái)進(jìn)行測(cè)試、調(diào)試用。CPU串口 1、2、3是32位嵌入式處理器本身自帶串口，在本裝置中用來做接外圍設(shè)串口擴(kuò)展芯片型號(hào)為VK3368，在本裝置中通過此芯片將32位嵌入式處理器 AT91SAM9261自身所帶的一路9PI總線擴(kuò)展成4個(gè)串口，擴(kuò)展232端口 1、2、3、4。USB D是USB DEVICE接口，通過此接口，PC機(jī)可以將本裝置看成一個(gè)通用的從設(shè) 備，可以向訪問U盤一樣訪問本裝置的FLASH存儲(chǔ)器。USB H是USB Host接口，通過此接口，本裝置可以像PC機(jī)一樣訪問與此相連的U
盤、移動(dòng)硬盤等。圖4是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
中電源板的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，電源板進(jìn) 一步包括輸入連接器301、直流-直流轉(zhuǎn)換芯片302和兩個(gè)輸出端口 303。通過直流-直流轉(zhuǎn)換芯片將直流12V的輸入轉(zhuǎn)換成5V、3. 3V、1. 2V和2. 8V的輸出， 供本裝置使用。以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不 局限于此，任何熟悉該技術(shù)的人在本實(shí)用新型所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或 替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要 求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種32位嵌入式數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于，包括核心板、系統(tǒng)擴(kuò)展板和電源板，所 述核心板與所述系統(tǒng)擴(kuò)展板連接，所述電源板分別與所述核心板和所述系統(tǒng)擴(kuò)展板連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種32位嵌入式數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于，所述核心板 進(jìn)一步包括顯示單元、電源管理單元、AD轉(zhuǎn)換芯片、電路測(cè)試端口、100腳連接器、電源連接 器、32位嵌入式處理器、FLASH存儲(chǔ)器、啟動(dòng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和隨機(jī)存儲(chǔ)器，其中，顯示單元分別與AD轉(zhuǎn)換芯片和32位嵌入式處理器連接，電源管理單元與電源連接器連接，AD轉(zhuǎn)換芯片還與32位嵌入式處理器連接，電路測(cè)試端口與32位嵌入式處理器連接，100腳連接器與系統(tǒng)擴(kuò)展板連接，電源連接器輸入端與電源板的輸出端連接，電源連接器輸出端與AD轉(zhuǎn)換芯片、32位嵌 入式處理器、FLASH存儲(chǔ)器、啟動(dòng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和隨機(jī)存儲(chǔ)器連接，32位嵌入式處理器還與FLASH存儲(chǔ)器、啟動(dòng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和隨機(jī)存儲(chǔ)器連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種32位嵌入式數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于，所述系統(tǒng)擴(kuò) 展板進(jìn)一步包括100腳連接器、電源管理單元、Debug串口、CPU串口、串口擴(kuò)展芯片、USB DEVICE接口單元、USB Host接口單元和擴(kuò)展232端口，其中，100腳連接器與核心板的100 腳連接器連接，電源管理單元與電源板連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種32位嵌入式數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于，所述電源板進(jìn) 一步包括輸入連接器、直流-直流轉(zhuǎn)換芯片和兩個(gè)輸出端口。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種32位嵌入式數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于，顯示單元是 TFT沈萬像素彩色液晶顯示器和觸摸屏。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種32位嵌入式數(shù)據(jù)采集裝置，包括核心板、系統(tǒng)擴(kuò)展板和電源板，所述核心板與所述系統(tǒng)擴(kuò)展板連接，所述電源板分別與所述核心板和所述系統(tǒng)擴(kuò)展板連接。采用了本實(shí)用新型的技術(shù)方案，能夠很方便地添加和修改協(xié)議，增加了協(xié)議使用的靈活性，同時(shí)也給用戶開發(fā)自己的協(xié)議提供了可能。
文檔編號(hào)G05B19/04GK201886314SQ201020681029
公開日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2010年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月17日
發(fā)明者于興晗, 侯煜, 安波, 徐海卿, 李琳, 李長(zhǎng)江, 蓋優(yōu)普, 胡宇峰, 郭易, 陸玉忠, 馬嵐 申請(qǐng)人:中國(guó)水利水電科學(xué)研究院, 中國(guó)長(zhǎng)江三峽集團(tuán)公司, 北京中水科水電科技開發(fā)有限公司