試析智能采集設(shè)備仿真系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

姚寧

【摘要】隨著時代不斷發(fā)展變化，國家的科技進步也得到很大程度的提升。為了更好的適應時代的發(fā)展，提高采集軟件的開發(fā)速度，相關(guān)人員通過不斷努力設(shè)計出了更為完善的采集設(shè)備仿真系統(tǒng)。因此，本文將針對智能采集設(shè)備仿真系統(tǒng)進行全面的設(shè)計闡述，進而簡析相應的實現(xiàn)過程，以供參考。

【關(guān)鍵詞】智能；采集設(shè)備；仿真系統(tǒng)；設(shè)計；實現(xiàn)

前言：

數(shù)據(jù)采集對測控系統(tǒng)具有重要的意義，而智能設(shè)備又在采集系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用。因此，在相應的數(shù)據(jù)采集程序進行測試的過程中，單單通過在實驗室里布置智能儀表來實現(xiàn)延長開發(fā)周期的過程，會使測試數(shù)據(jù)采集程序效率被大幅度降低。因此，如何有效的降低部署設(shè)備的繁瑣性，利用軟件仿真技術(shù)提到智能采集設(shè)備，降低項目的開發(fā)時間，提高效率，就成為了當前技術(shù)人員們亟待解決的問題。

1.從整體設(shè)計方面進行入手

1.1 系統(tǒng)功能

在相應的仿真系統(tǒng)中，其系統(tǒng)功能大多是模擬不同型號的采集儀表。針對不同型號的智能儀表來說，對應的內(nèi)部體系結(jié)構(gòu)也是相同的，而且，外圍部分的硬件接口和相應的通信協(xié)議也不相同，這也就導致了相應的系統(tǒng)功能不同。在進行設(shè)計的過程中，因為沒有涉及實際操作，只是進行采集程序的測試，所以不用設(shè)計硬件的采集模塊，相對應的需求數(shù)據(jù)都將有由軟件來完成。在采集數(shù)據(jù)的過程中，將數(shù)據(jù)的采集服務器作為設(shè)計系統(tǒng)的中心，將不同的接口與設(shè)備進行分別的鏈接，控制智能設(shè)備數(shù)據(jù)的采集，然后利用網(wǎng)絡傳播技術(shù)，將采集到的數(shù)據(jù)進行后臺傳輸。在設(shè)計的仿真系統(tǒng)操作中，仿真系統(tǒng)將替代任何一種型號的智能設(shè)備。這樣的操作系統(tǒng)具有多個接口，它所提供和數(shù)據(jù)格式也能完全符合設(shè)備的需要，與通信協(xié)議也是相一致的。在開發(fā)的過程中，如果想要給智能采集表進行增加，只需要增加相應設(shè)備的仿真程序就能有效實現(xiàn)。

1.2 體系結(jié)構(gòu)

在智能采集設(shè)備設(shè)計中，相應的仿真系統(tǒng)是由三層結(jié)構(gòu)進行組成的。硬件處于結(jié)構(gòu)的最底層，相應的控制器在選用上大多是由ARM9構(gòu)架成的32位為控制器，還有相應的內(nèi)存，閃存和硬件。而系統(tǒng)層位于中間部分，它的工作是控制整個系統(tǒng)的資源，并進行相應的調(diào)配。所包含的內(nèi)容有系統(tǒng)的內(nèi)核，硬件部分的驅(qū)動程序和相應的通訊協(xié)議。到了最上層，就是相應的應用層了，提供運行仿真程序的層面，而CVM虛擬機在仿真技術(shù)的運行程序中是必不可少的，不僅呢夠提供較好的網(wǎng)絡功能，還能支持Java仿真程序的編寫。

2.硬件設(shè)計

2.1 電源和電路的板塊方面

在相應的設(shè)計過程中，設(shè)計者在CPU的選擇上，選擇了S3C2440AL-40，它的內(nèi)核電壓在供電的規(guī)程中是1.25V，對應的I/O接口供電電壓為3.3V，如果將它放在核心板上進行使用，并且進過低噪音和低壓，差線性穩(wěn)壓源穩(wěn)壓芯片，那么它為CPU的內(nèi)核提供的電壓就是1.25V了。在仿真系統(tǒng)進行工作的過程中，它輸入的電源為5V，在經(jīng)過相應的穩(wěn)壓芯片進行穩(wěn)壓后，就可以為操作系統(tǒng)提供3.3V的電源了。

2.2 網(wǎng)絡接口模塊方面

在很多現(xiàn)代化的設(shè)計中，相應智能采集設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸通都會采用類似的網(wǎng)絡接口進行，例如溫度的采集設(shè)備，相應的采集模塊都是通過網(wǎng)口被串聯(lián)起來的。相對應的，網(wǎng)絡接口也是仿真設(shè)備所必備的。

在相應的網(wǎng)絡信芯片選擇上，采用DM9000芯片，他的芯片性質(zhì)是以太網(wǎng)芯片，能夠進行100Mb/s的自自適應，在分裝選擇上是相應的QFP-100P，它能夠支持的總線寬度為十六位數(shù)據(jù)，消耗的功率極低，這也是它的一大性能，而另一個性能，就是具有較強的數(shù)據(jù)處理能力。

3.軟件設(shè)計

仿真系統(tǒng)在軟件的設(shè)計上，相應的系統(tǒng)核心可以選擇Linux內(nèi)核，它的性能具有一定的穩(wěn)定，開源和可剪裁，因此，選擇它作為仿真系統(tǒng)的核心再適合不過了。具體的操作過程要分為四個步驟；

首先要將U-boot進行移植，它在系統(tǒng)的運行的啟動方面具有重要意義，它是相應過程中的第一段代碼，它主要負責啟動內(nèi)核在最佳天劍段的調(diào)整，如果沒有它，相應的啟動方式是沒有辦法顯示在最終的超級終端上的。具體的操作過程要使用相應的JTAG接口對進行下載，從而實現(xiàn)移植的過程。

然后就是針對Linux的內(nèi)核翻譯過程。在這個過程進行之前，要獲取相應的內(nèi)核，然后進行配置編譯，要通過相應的命令將系統(tǒng)的配置單打開，然后根據(jù)相應的硬件配置需要，將沒有用處的，不需要進行翻譯的硬件驅(qū)動模塊進行去除，保留剩下的配置單。再用相應的Makezlmage命令編碼將zlmage的鏡像編譯出來，最后將它通過網(wǎng)口被燒寫到相應的NANDFLASH中。就完成了相應的過程。

接著就要構(gòu)建相應的文件系統(tǒng)了，在這個實施過程中，所使用的軟件是busboy，將其先進行配置，然后再進行編譯，和內(nèi)核處理的過程很相似。之后把構(gòu)建好的文件系統(tǒng)進行鏡像燒寫，從而使它到達系統(tǒng)中，促使系統(tǒng)的正常啟動。

最后是GVM的移植問題，它是JAVA中虛擬機的壓縮版，在相應的系統(tǒng)中沒有CVM的內(nèi)置，因此，他需要將CVM進行移植，從而為仿真程序的運行進行支持。

4.實現(xiàn)過程

在仿真程序中設(shè)置相應串口的信息，包括波特率和校驗為等。在相應的采集在程序中，要設(shè)置同樣的信息。從而使仿真設(shè)備的串口位置與采集程序的串口位置保持一樣。經(jīng)過相應的實踐驗證可以知道，采集程序的實施可以使電壓，電流，那字電功率等被從該系統(tǒng)中采集出來。然后經(jīng)過相應的數(shù)據(jù)顯示驗證結(jié)果可知，他的運行結(jié)合與8775A的設(shè)備運行所提供出來的參數(shù)類型保持了一致。與此相同的，在之前的操作過程中為網(wǎng)絡接口設(shè)備進行的設(shè)計也可以通過相應的系統(tǒng)實現(xiàn)仿真技術(shù)。

結(jié)語：

在實現(xiàn)智能采集設(shè)備的仿真系統(tǒng)設(shè)計過程中，要想使其進行有效的實現(xiàn)，首先應該對其整體進行設(shè)計，然后進行軟件的設(shè)計和硬件的設(shè)計，在不同方面進行全方位的實現(xiàn)，以便于系統(tǒng)可以采用高性能和低消耗的處理器，實現(xiàn)真正的減少開發(fā)周期，推動開發(fā)效率的過程。從根本上解決數(shù)據(jù)采集過程中部署設(shè)備的繁雜程序，替代相應的數(shù)據(jù)采集技術(shù)為人們的生產(chǎn)生活提供服務，從而促進行行業(yè)的進一步發(fā)展。

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