[实用新型]一种基于嵌入式实时操作系统的数据采集系统

说明书

技术领域

 本实用新型涉及一种实时数据采集系统，属于电力系统实时数字采集领域。

背景技术

 数据采集是将被测对象的各种参量（通过各种传感元件作适当转换后再经信号调理、采样、量化、编码、传输等步骤最后送到控制器进行数据处理或存储纪录的过程。数据采集技术（Data Acquisition Technology）对于获得故障设备的各种信息，为设备的故障判断调试起着重要的作用。而数据采集技术是信息获取的主要手段，它随着微电子技术和计算机技术的进步而得到迅速发展。数据采集在广泛用于设备故障的诊断。设备故障诊断是利用设备在运行中的状态信息，通过对所测信号的处理和分析，结合诊断对象的历史状态来定量识别设备及其零部件的运行状态并预知有关异常故障，从而确定必要对策的技术。设备的故障诊断和状态监测是电力系统中重要工作，目前的电力系统中的数据采集系统硬件普遍采用单片机或者单一数字信号处理器DSP作为系统的核心器件，在系统功能上较为单一，实时性不好。

发明内容

本实用新型提供了一种基于嵌入式实时操作系统的数据采集系统，解决了现有的电力系统中的数据采集系统硬件普遍采用单片机或者单一数字信号处理器DSP作为系统的核心器件，存在系统功能单一和实时性不好的问题。

一种基于嵌入式实时操作系统的数据采集系统，包括：以数字信号处理器DSP作为核心处理单元的数据处理系统，对数据进行实时采集、处理、转换，对数据采集系统自检与状态监测，ARM处理器，实现数据采集系统辅助管理功能，主要完成操作系统的通信功能，数据的显示、记录和存储功能，故障报警灯功能，可编程逻辑阵列FPGA的高速数据采集板，具有高速执行指令的特点，用于控制高速A/D转换器，实现数据的高速实时采集，为数字信号处理器DSP实时处理数据提供基础，数据处理系统和高速数据采集板分别与ARM处理器是通过控制器局域网络电连接在一起的，采集信号通过信号调理电路与高速数据采集板电连接，信号调理电路与高速数据采集板电连接，高速数据采集板与数据处理系统电连接，在ARM处理器上连接有PC机。

在ARM处理器上连接有国际互联网络。

本实用新型基于数字信号处理器DSP和ARM以及FPGA的实时数据采集系统硬件系统，分别应用了不同的处理器来完成不同的功能，大大提高了该数据采集系统的实时性和处理能力。

基于嵌入式实时操作系统的软件系统，用于对于多任务的数据采集系统进行有效的管理，提高了系统软件的可靠性。

本实用新型通过采用多种处理器的硬件设计大大提高了系统的实时性和数据处理能力；通过采用嵌入式实时操作系统进行软件管理，大大提高了系统软件的可靠性，从而满足现场对于数据采集和处理的要求。

附图说明

图1是本实用新型的电路结构的方框图；

图2是本实用新型的实时数据采集系统基本单元的方框图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。 

一种基于嵌入式实时操作系统的数据采集系统，包括：以数字信号处理器DSP作为核心处理单元的数据处理系统4，对数据进行实时采集、处理、转换，对数据采集系统自检与状态监测，ARM处理器7，实现数据采集系统辅助管理功能，主要完成操作系统的通信功能，数据的显示、记录和存储功能，故障报警灯功能，可编程逻辑阵列FPGA的高速数据采集板3，具有高速执行指令的特点，用于控制高速A/D转换器，实现数据的高速实时采集，为数字信号处理器DSP实时处理数据提供基础，数据处理系统4和高速数据采集板3分别与ARM处理器7是通过控制器局域网络5电连接在一起的，采集信号1通过信号调理电路2与高速数据采集板3电连接，信号调理电路2与高速数据采集板3电连接，高速数据采集板3与数据处理系统4电连接，在ARM处理器7上连接有PC机6。在ARM处理器7）上连接有国际互联网络8。

本领域普通技术人员可以搭建基于DSP+ARM+FPGA的三核数据采集系统硬件平台，在该硬件平台上进行嵌入式实时操作系统的移植与调试，完成操作系统对硬件平台的初始化，为应用程序与硬件平台进行交互提供系统软件支持。

在完成了硬件平台的搭建和操作系统的移植工作之后，可以在嵌入式实时操作系统中添加应用系统软件及各种任务，并根据任务对实时性的要求分配不同的优先级。实时操作系统将根据不同任务的优先级别对多任务的执行进行调度，从而完成多任务的执行，并通过调度机制保障软件的稳定运行。

此外，由于嵌入式实时操作系统与硬件的关联性较小，在操作系统中添加的各个任务代码与硬件基本无关，从而提高了软件代码的重复利用率，在由于计算机技术的更新换代而更换硬件平台的时候，以前的应用程序基本不用修改或者只需要进行小范围的修改，大大提高了系统的开发效率，缩短了开发周期，因此具有较高的应用前景。