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        無錫監控監測站的設計與實現

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        無錫監控監測站的設計與實現

        發布日期:2021-04-30 作者:無錫德航科技有限公司 點擊:

               無錫監控監測站的設計與實現是整個無線遠程監控系統研制開發的重點,監測站對信息數據處理的能力和精度將影響整個系統的性能。在整個開發過程中,監測站的設計是工作量大、所需時間長的一部分。監測站處于工作現場,只完成數據的采集、處理和控制,任務相對單一、固定,無須用詙大的臺式機來完成;考慮到節能和布放方便,監測站多為嵌入式系統。根據整個無線遠程監控系統所要實現的功能,和對數據處理與對傳感器控制能力的要求,監測站設計的復雜程度和采用的具體技術是不一樣的。

               基于單片機的設計

               采用單片機是大多數嵌入式系統設計時的首選方案。由于在片上集成有豐富的外設,具有良好的控制能力,單片機天生就是為嵌放式系統度身定做的,在嵌入式市場上占據了較大的份額。

               基于單片機的設計方案一般適用于對數據處理要求不高,運算量不大的遠程監控系統。根據需要,單片機可以選用較為低端的4位機或8位機,如8051等,也可選用功能較強的專用芯片,如MSP430FE42X系列。單片機主要用于監測站端的系統控制。片外存儲器一般為RAM、EEPROM和Flash等存儲器;I/O設備一般為鍵盤、LCD等供設計調試用的人機交互接口;傳感器一般為話筒、攝像頭、揚聲器和伺服馬達一類的設備。無線通信接口實現相對較為復雜。編解碼器是可取舍的,對于低速率數據一般沒有必要。

              根據系統的處理任務和信息的類別,編解碼器可選用不同的芯生, 如CMX639(用于音頻)或LD9320等,也可用編程邏輯器件實現。監測站軟件可直接通過C或匯編語言實現,也可在實時操作系統上開發應用軟件。對于低檔的4位或8位單片機,控制能力較低,系統簡單,一般采用直接編寫控制程序的方法。


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               基于DSP的設計

               眾所周知,DSP的數字處理方面能力較強,技術已經很成熟,能處理各種運算的通用、專用芯片也很多。以DSP為核心設計開發的監測站,可以完成高速率數據處理,保證系統實時性方面的要求。

               這類設計方案一般適用于數據處理運算量比較大,實時性要求高而對控制能力要求相對較低的監控系統。與以單片機為基礎的監控系統不同的是,DSP除了作控制器以外,還可兼作數據計算、編/解碼之用。對于較復雜的編/解碼以及壓縮解壓運算(比如對圖像視頻數據的處理等)是否仍由DSP完成,須綜合考慮。若DSP在系統控制和實現傳輸協議方面負擔太重,則這部分運算需要由專門的處理芯片完成;若系統控制和傳輸協議較簡單,或根本沒有到上層協議棧,則這部分復雜的運算可由DSP完成。

               基于MCU DSP的設計

               顯然,這種設計方式吸取了單片機和DSP各自的優點:單片機的特點決定其擅長于控制,DSP的內部結構保證較強的數據處理能力。兩者的組合可實現一些相當復雜的系統功能,但由于系統中采用了兩個處理器,其間的信息交互是設計這類監測站時須著重考慮的問題。只有單片機和DSP之間較好地協同工作,才能充分發揮各自的優點;否則,由于兩者間的協調而耗費了大量資源,整體性能未必高于采用單一處理器的系統。實現單片機和DSP間通信協調的常用方法是采用雙口RAM。

               有些DSP或單片機廠家為了擴大芯片的適用范圍,在原有基礎上進行擴展,相互間容入了對方的特點,使同一芯片在數據處理和控制方面同時具有較好的性能。比如Microchip公司推出的dsPIC,使客戶能方便地將單片機的功能轉移到DSP上,推出的產品有dsPIC30FXXX系列。由于DSP和MCU兩個功能模塊在同一芯片內實現,提高了系統的可靠性、降低了監測站的設計難度并節省印制板空間。這類芯片得到廣大用戶的青睞。

               基于MPU的設計

               設計嵌入式產品的另一可選方案是采用基于微處理器的設計方式。與工業控制計算機相比,嵌入式微處理器具有體積小、重量輕、成本低、可靠性高等優點;同時,在該領域技術成熟、產品類型多、選擇空間大,滿足各種性能需求的處理器比較容易獲得。

               隨著采用RISC體系的高性能MPU(比如采用ARM構架的處理器芯片等)的出現,MPU在嵌入式領域中的地位經久不衰;但是,由于在設計監測站時,電路板上必須包括ROM、RAM、Flash、總線接口和各種外設等器件,系統的可靠性將有所下降,技術保密性差,實現難度也較大。

        本文網址:http://www.riddlenepal.com/news/509.html

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