| 便攜式RS232/485大容量數據存儲解決方案
應用背景 隨著32位嵌入式微處理器的推廣使用，越來越多的應用場合需要大容量的數據存儲解決方案，傳統的基于硬盤存儲方案，雖然也能實現大容量數據存儲的功能，但無論是系統體積、成本、功耗、可靠性和易用性等方面都不盡如人意，因此，迫切需要一種能以較低的成本、功耗和體積，實現便攜式大容量、高可靠性的數據存儲解決方案。 廣州市樂誠電子科技有限公司作為專業的嵌入式應用開發商和方案提供商，針對行業用戶的不同需求，提供高性價比的系統設計，幫助用戶實現**的便攜式RS232/485數據存儲解決方案。
應用場合 ＊ 各類儀器儀表以及數據采集設備對重要數據進行備份或移動存儲；
方案介紹 隨著大容量數據存儲應用需求的逐步提高，不僅對數據存儲的可靠性提出了更高的要求，還要求存儲的文件系統具有更加苛刻的文件管理功能，系統設計采用一種全新的方式來實現高性能的大容量數據儲存。
系統構成及基本工作原理 隨著高性能嵌入式微處理器價格的逐漸降低以及SD/TF卡存儲容量的不斷提高，采用以高性能32位工業級ARM微處理器為系統核心結合CPLD時序控制，嵌入FAT32文件系統，通過大容量存儲卡以及USB數據拷貝功能，實現高性能、低功耗、低成本、小體積的大容量數據存儲及拷貝，具有無可比擬的優勢。
圖1為便攜式RS232/485數據存儲系統的基本結構：
在該系統中，高性能32位工業級ARM微處理器和大容量內存卡為系統核心，隨著科技技術的不斷發展，目前已經很容易在市場上買到幾十G的SD/TF卡，可以實現大容量的存儲系統。 為實現系統高可靠性、高效率的工作，必須采用基于ARM架構的高性能32位嵌入式微處理器作為系統的管理核心，通過與高效的嵌入式操作系統相結合，采用獨特的動態內存分配算法，以此管理文件系統對內存的消耗和釋放，提高數據的傳輸效率，避免數據丟失，實現實時數據的可靠存儲。
SD/TF卡與ARM接口軟件設計： a 首先初始化SD/TF卡、檢查狀態、扇區讀寫等基本操作。文件系統層按照PC文件系統要求設計，如FAT表、文件目錄表等兼容PC機的文件管理系統，從而能夠大大簡化后端數據的分析和處理。文件操作層包括文件的建立、讀寫、刪除等。
b 當檢測到有串口數據，系統自動在SD/TF卡上創建一個事先定義好的文件夾，目錄下生成一個存儲數據文件，進行實時數據存儲。文件夾名稱可通過配置軟件自定義命名，例如2011年的數據，文件夾名稱可以定義為20111001；數據存儲文件為.TXT文件，系統自動創建，自動編號，不重復覆蓋，便于文件管理。
c 由于數據采集系統的限制和具體環境的要求，便攜式RS232/485數據存儲必需適合長期無人值守、速度快、通用性好。為了能夠長期進行數據存儲除了采用更大容量的SD/TF卡外，如果幾G甚至幾十G的數據同時存儲在同一個文件中，這樣大量的數據后端分析和處理必定會給我們造成巨大的麻煩，因此要求便攜式數據存儲的FAT32文件系統的處理更加完善、更加智能化。這就需要探索一種更好的文件管理方式，經過多次的實驗與嘗試，采用定時創建數據存儲文件進行存儲，有利于對數據進行更有效的管理，更好的分析處理。例如：假定用戶通過配置軟件設置間隔24個小時即**（根據用戶設備具體的存儲數據量大小情況決定時間）創建一個數據儲存文件，那么N天后，文件夾20111001下將自動創建有N個TXT文件分別為0001.TXT、0002.TXT……N.TXT，各個時段的數據將完整的保存在相對應的文件中，不丟失任何字節。
d 在一些特定應用場合，并不需要對數據進行實時處理和顯示，只是記錄下原始數據，將其作為一個“黑匣子”，為后端處理做準備。這就需要SD/TF卡可以循環使用，當數據量達到已設定的存儲卡容量后，自動覆蓋原有的存儲文件。
f 以往的大容量數據儲存系統只具有被動的接收數據進行保存功能，然而隨著技術的不斷更新，已經遠遠不能滿足現有數據采集設備的需求；更多的用戶設備，需要由數據儲存系統處于主機狀態，主動發送握手信號，用戶設備接收到信號后被動反饋信息，然后由數據儲存系統存儲數據。串行通信接口由用戶來控制，用戶可以設置10多條不同的“輪詢”指令，和間隔時間。系統在主程序中初始化，采用串行口工作方式由系統主機向數據設備進行呼叫，定期讀取數據或者寫入數據，其程序流程圖如下 :
硬件接口設計： a 提供RS232/485接口，支持2400~115200寬范圍波特率。串口全透明數據傳輸，無需傳輸協議，透明保存用戶的數據，100%可靠存儲，支持高達14K 字節/秒的數據儲存能力。 b 具有USB拷貝數據功能，U盤式管理，高速USB2.0接口; USB自動識別，無需安裝驅動.
耐震動設計： 無論是在存儲管道在線檢測數據，還是無人航載信息黑匣子都需要數據存儲設備具有一定強度的耐震動能力，對此硬件設計上采用自鎖式卡座，內嵌存儲卡，具有防震功能；避免由于意外使存儲卡與卡座接觸**，而造成數據無法儲存。
蜂鳴器報警功能： 對于重要數據，丟失數據給我們帶來的損失是慘痛的，系統軟件設計了系統出錯報警。系統上電后，首先對SD/TF卡進行初始化，初始化成功蜂鳴器響一下，說明系統運行正常；蜂鳴器長響為出錯報警。
典型應用
總結： 嵌入式操作系統在系統中具有至關重要的作用，依托高性能嵌入式操作系統的強大功能，該方案實現了各種常用文件系統的支持，便于數據的遷移，同時，嵌入式操作系統還實現了存儲介質的自動管理、自動糾錯、疲勞算法等，保證了存儲數據的高可靠性。百度“廣州樂誠電子科技有限公司”或者“RS232海量數據儲存器”了解更多資料。
樂誠科技成功案例 ＊ 某大學科研室海洋聲納數據存儲 ＊ 某大型企業物料名稱掃描數據存儲
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公安機關備案號：
