多通道压力数据采集仪的设计与实现

发布时间：2017-10-28 03:33

  本文关键词：多通道压力数据采集仪的设计与实现

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【摘要】：随着信息技术的普及和传感器技术、计算机技术的飞速发展,数据采集系统在多个领域有着广泛的应用。数据采集技术是一门当下较为盛行且实用的综合技术。它很好地将传感器测量、模数转换和计算机控制技术等科技相融合,被广泛地运用到各个领域中。数字和网络技术的不断进步,在生产实践过程中,人们对测量规模、环境、种类、方法、准确度、可靠性等需求也提出了更多、更高的要求,这促使数据采集技术不得不快速地发展。简而言之,与运用网络技术稳定、高速、实时测量、采集和控制相结合的数据采集技术是发展的一个必然趋势。在石油、化工、冶金等工控行业中,以及科研领域里,一般都会对压力进行必要的相关检测和分析,其占据的检测比重相当大。随着科技的进步和智能化产品的不断涌现,结合计算机网络、数据采集等技术的智能化的数据测量分析系统是压力数据采集的一个重要发展方向。本文在简述数据采集技术、嵌入式系统基本理论的基础上,介绍了数据采集技术、嵌入式系统在国内外的研究现状。多通道压力数据采集仪涉及传感器选择、信号调理、数据采集和嵌入式网络等问题。其硬件电路采用NPH-8-700DH高性能硅压阻膜片,MAX1452高度集成的模拟传感器信号调理器,AD7663ASTZ转换芯片等;软件部分采用以Samsung公司的utu2440-s-v4.1开发板为开发平台,以Linux为嵌入式操作系统,实现了16通道压力数据的实时采集,并通过以太网编程控制与上位机实现了数据实时传送、监控和存储的功能。通过搭建相应的试验平台,对其各功能模块的软件进行了仿真调试,之后并对整个系统进行了性能测试,功能及性能达到预期目标。该采集仪成本低廉,集成度高,稳定性好,易于安装使用,具有较大的市场前景和很好推广价值。
【关键词】：嵌入式 压力传感器 数据采集 信号调理
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP274.2
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 研究工作的背景与意义10
• 1.2 数据采集系统的国内外研究动态10-12
• 1.3 嵌入式系统的国内外发展动态12-14
• 1.4 本论文的研究内容14-16
• 第二章 系统方案设计16-19
• 2.1 总体设计思路16-17
• 2.2 设计目标17-18
• 2.3 本章小结18-19
• 第三章 系统硬件分析与设计19-43
• 3.1 传感器测量19-23
• 3.1.1 压力传感器的选择20-21
• 3.1.2 硅压阻膜片NPH8700DH简介21-22
• 3.1.3 稳压电源设计22-23
• 3.2 信号调理23-28
• 3.2.1 温度补偿技术24
• 3.2.2 信号调理器MAX1452介绍及补偿电路设计24-27
• 3.2.3 滤波器的选择27
• 3.2.4 滤波器MAX7420EUA介绍27-28
• 3.3 A/D转换28-35
• 3.3.1 AD7663ASTZ介绍29-31
• 3.3.2 PLD的选择31-33
• 3.3.3 ATF16V8B-15PU与AD的接口设计33
• 3.3.4 缓冲器HCT574与AD的电路设计33-35
• 3.4 数据分析处理35-38
• 3.4.1 ARM9 S3C2440A35-37
• 3.4.2 utu2440-s-v4.1 开发板简介37-38
• 3.5 系统硬件调试38-42
• 3.6 本章小结42-43
• 第四章 系统软件分析与设计43-69
• 4.1 单片机ATF16V8B-15PU软件设计43-44
• 4.2 嵌入式Linux系统44-50
• 4.2.1 Linux操作系统简介44-45
• 4.2.2 Linux的搭建方法45-46
• 4.2.3 构建Linux开发环境46-47
• 4.2.4 BootLoader移植47-48
• 4.2.5 Linux内核移植48
• 4.2.6 制作Linux根文件系统48-50
• 4.3 数据采集的参数设置50-55
• 4.3.1 命令描述51-53
• 4.3.2 FTP传输方式下参数设置53-55
• 4.4 虚拟仪器开发平台LabVIEW55-59
• 4.4.1 LabVIEW简介55-56
• 4.4.2 LabVIEW的开发环境介绍56-58
• 4.4.3 基于LabVIEW的上位机虚拟仪器界面设计58-59
• 4.5 系统软件调试59-68
• 4.5.1 Linux下的嵌入式目标程序的仿真调试59-60
• 4.5.2 性能试验及结果60-68
• 4.6 本章小结68-69
• 第五章 结论69-71
• 致谢71-72
• 参考文献72-74

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本文编号：1106514