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基于ARM的力学数据采集与分析系统

作者:时间:2011-10-27来源:网络收藏

岩体性质测试是岩体性质测试技术中重要的一个环节,其目地主要是为岩体变 形和稳定计算提供必要的物理参数 [1] 。本文通过设计一种 的力学性质测试 ,对岩块力学性质测试的试验数据进行自动化的测试、采集和,来准确预测岩体在 各种应力场作用下的变形与稳定性,进而为合理的工程设计提供岩体力学依据。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/150097.htm

  1 组成

   S3C44B0X 处理器的嵌入式平台,采用了μC/OS-II 作为操作系统。一方面系 统的设计必须满足岩体力学性质测试的要求,一方面在嵌入式系统有限的资源上实现更多的 功能。主要由,数据存储,数据传输等几部分组成,通过与岩体力学试验仪器配合, 实时采集数据,并显示数据,还可将试验数据传输到上位机,进行进一步存储。系统的 基本结构组成如图1 所示:


  首先由力学试验仪器测试岩体试件的力学性质,数据由仪器上的传感器得到,然后由嵌 入式的系统采集数据,通过LCD 显示数据。同时为了在试验中有效的保存数据, 扩展了系统的存储单元。系统可以使用以太网或CAN 总线与远端上位机通信,也可以通过 串口与上位机相连接,由数据处理分析系统对数据进行处理及画图,得到的实验数据可以存 储、分析、打印。

  2 系统应用软件设计

  系统的各个模块,分别完成不同的功能,以 μC/OS-II 操作系统为基础,通过任务调度, 实现、显示、存储和网络传输各部分。总的设计原则是系统模块化设计,各功能模 块之间相互独立,接口尽量简单,实现各个模块的高内聚、低耦合,以便于系统的维护和进 一步扩展。

  系统应用程序主要使用 C 语言及汇编语言编写,完成功能有:(1)通过一个I/O 端口发 送试验启动信号;(2)通过系统自带的ADC 对多路试验参量进行实时数据的采集与转换; (3)通过LCD 显示界面,使用折线图动态显示参数曲线;(4)需要输入数据时,让处理器 扫描键盘输出输入端口获得输入值,因此可以实时监控试验进行过程,并进行相应的控制; (5)S3C44B0X 可以脱离上位机独立进行试验,也可以通过以太网或CAN 总线与上位机通 信,把试验数据传输到上位机。程序具体实现是在操作系统中建立多个不同优先级的任务, 然后通过消息队列和全局变量进行同步 [5] [6] 。主要程序流程图如下:

  上位机程序主要是 Delphi 语言编写,上位机与试验系统相连接,控制试验仪器,获取试验数据,显示试验数据曲线,还可通过数据库技术方便地查询每组试验数据,通过PC 机显示界面对试验数据结果文件进行对比。


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