在數(shù)據(jù)采集設(shè)備以及具有相關(guān)功能的儀器儀表使用中,數(shù)據(jù)的存儲和傳輸是一個非常重要的環(huán)節(jié),本文在成功實踐的基礎(chǔ)上,介紹采用工業(yè)級ARM系列32位高性能嵌入式處理器實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集后的數(shù)據(jù)存儲及與數(shù)據(jù)通信的相關(guān)內(nèi)容。
在數(shù)據(jù)采集和測量儀器尤其是便攜式設(shè)備中,需要可支持大容量數(shù)據(jù)儲存的便攜式設(shè)備,本文介紹一種超大容量的RS232/485串口轉(zhuǎn)SD/TF卡數(shù)據(jù)存儲器,數(shù)據(jù)存儲器采用模塊化設(shè)計,不需要用戶對現(xiàn)有設(shè)備進行改造,實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時存儲。
1、成功應(yīng)用于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)和智能測產(chǎn)
在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)作業(yè)中,需要采集田地中每一個采樣點的經(jīng)度、緯度、產(chǎn)量和濕度等信息。采樣點有成千上萬個,產(chǎn)生了大量的數(shù)據(jù),通常單片機所支持的存儲單元的RAM、EEPROM或小容量的Flash存儲芯片,它們的一個共同特點是受尋址空間的限制,不能滿足大容量存儲的要求。
大容量數(shù)據(jù)存儲器采用SD卡(*大支持32G)實現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的存儲,通過串口與外部設(shè)備進行命令和數(shù)據(jù)的傳輸與儲存。在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的谷物產(chǎn)量在線測量過程中,可以將采集到的收割機作業(yè)點的GPS位置信息、收割機行走速度、谷物的瞬時產(chǎn)量和濕度等信息,進行實時存儲。方便農(nóng)業(yè)專家決策系統(tǒng)分析現(xiàn)場采集的田間產(chǎn)量信息,掌握土地的生產(chǎn)潛力差異,從而為下一年農(nóng)業(yè)耕作提供指導(dǎo),以實現(xiàn)“按需投入,提高資源利用率”。
此存儲器不僅成本低,而且運行可靠,為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)和智能測產(chǎn)的數(shù)據(jù)和工作參數(shù)的存儲提供了很好的解決方案。
2、大容量SD卡在海洋數(shù)據(jù)存儲中的應(yīng)用
海洋環(huán)境監(jiān)測及數(shù)據(jù)采集儀器,用于采集不同區(qū)域、不同深度海洋環(huán)境要素的各種數(shù)據(jù),要求大量的存儲容量及數(shù)據(jù)的實時傳輸。在海洋儀器回收到地面后,需要方便地將采集數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵ㄓ糜嬎銠C上,以便作進一步的數(shù)據(jù)處理和分析。
傳統(tǒng)的海洋監(jiān)測儀器的數(shù)據(jù)存儲一般采用Flash芯片直接焊接在電路上,這種Flash芯片一般容量不超過8MB,且大容量的Flash芯片價格較高,焊接在一塊電路上即不可取下,不能重復(fù)利用,成本很高。另外將數(shù)據(jù)從Flash芯片導(dǎo)出時若采用常用的RS232通信接口,速度慢,大量數(shù)據(jù)導(dǎo)出需要很長的時間,且傳送過程中容易出錯。
針對海洋要素測量系統(tǒng)要求數(shù)據(jù)存儲量大、**性高,采用可插拔式存儲卡是一種不錯的選擇。目前,可插拔式存儲卡有CF卡、U盤及SD卡。CF卡不能與計算機直接通信;U盤需要外擴接口芯片才能與單片機通信,增加了外形尺寸及功耗;而SD卡具有耐用、可靠、**、容量大、體積小、便于攜帶和兼容性好等優(yōu)點,非常適合于測量系統(tǒng)長期的數(shù)據(jù)存儲。
海洋要素垂直剖面測量系統(tǒng)(簡稱“海馬”),利用海洋無時不在的波浪能,驅(qū)動測量平臺(載體)上下往返運動,自動完成從海表面到海底的溫度、鹽度、深度等各種環(huán)境參數(shù)的測量。由于“海馬”水下工作時間長、數(shù)據(jù)存儲量大,需采用容量大、通用性強的SD卡來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲。我公司設(shè)計的SD卡數(shù)據(jù)存儲模塊可嵌入到“海馬”中,用SD卡實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲,解決了海洋數(shù)據(jù)采集過程中,數(shù)據(jù)存儲量大、存儲設(shè)備不易與PC機接口的問題。為長期、大量的海洋數(shù)據(jù)采集、存儲提供了一種新方法。
3、海量數(shù)據(jù)存儲器應(yīng)用于超聲波流量計
應(yīng)用于超聲流量計,作為用戶選配的外置海量數(shù)據(jù)存儲器,通過串口與外部設(shè)備進行命令和數(shù)據(jù)的傳輸與儲存。任何時刻用戶可以將SD卡取出,使用SD卡***(或使用USB數(shù)據(jù)線)把文件拷貝到計算機中做后續(xù)處理。
該存儲器適用于TDS系列超聲波流量計作為用戶選配的外置海量數(shù)據(jù)存儲器,它會自動記錄TDS系列流量計輸出在內(nèi)部串行總線的文本格式的數(shù)據(jù),如下圖:
系統(tǒng)架構(gòu)圖
4、應(yīng)用于無人駕駛飛機
無人機在氣象監(jiān)測、資源調(diào)查、航拍測量和應(yīng)對突發(fā)事件等方面的應(yīng)用越來越普遍,數(shù)據(jù)存儲是無人機遙感數(shù)據(jù)重要組成部分。海量數(shù)據(jù)存儲器成功應(yīng)用于無人機航拍系統(tǒng),為決策者提供及時、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。
采集GPS數(shù)據(jù)保存SD卡的文件格式:
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