[发明专利]一种嵌入式智能仪器仪表系统

说明书

技术领域

本发明涉及智能仪器仪表通讯技术领域，具体为一种嵌入式智能仪器仪表系统。

背景技术

计算机技术及微处理器技术的进步为推动了智能仪器仪表的发展注入了新的活力。通过其内置的微处理器，智能仪器仪表可以实现许多传统仪表无法完成的功能。其应用范围也广泛涉及到航空航天、环境检测、工业生产自动控制等诸多高新技术领域。在国外，高度智能化、多功能和综合应用的智能仪器仪表日益普遍，功能日益增强，智能化水平很高，有的智能仪器仪表甚至具备了专家系统和推断、分析决策和优化控制等高级智能功能。智能仪器仪表在我国起步较晚，但发展非常迅速，市场潜力巨大。目前，我国智能仪表总体上达到上世纪90年代初期的国际水平，大约40%的仪表产品实现了数字化，15%的仪表产品具备了基本的智能化功能。但是，我国的智能仪表行业还处于起步阶段，仪表产品与发达国家的同类型产品还具有较大差距。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种嵌入式智能仪器仪表系统，内置有微处理器，同时在仪器内部固化完成各种智能工作的软件程序，智能仪器不再是简单的硬件实体，而是硬件、软件相结合的产物，仪器仪表与微处理器的结合，取代了许多笨重的硬件，内部结构和人机界面大为改观，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种嵌入式智能仪器仪表系统，包括智能仪器仪表平台和数据采集基站，所述智能仪器仪表平台和数据采集基站的通信链路之间通过数据存储模块连接有数据分析处理模块，所述智能仪器仪表平台包括上层应用软件模块，所述上层应用软件模块的输入端连接有底层驱动模块，上层应用软件模块的输出端连接有接口配置模块；所述数据采集基站包括数据采集模块，数据采集模块的输出端连接有交互式数据库，所述数据采集模块的输入端连接有数据交互模块，数据采集模块还连接有嵌入式控制系统；所述数据分析处理模块包括信号交互模块，所述信号交互模块的输出端连接有微处理器和人机接口设备，所述微处理器与智能仪器仪表平台进行数据交换，人机接口设备与数据采集基站进行数据交换。

作为本发明一种优选的技术方案，所述数据存储模块包括传感器组，所述传感器组的输出端通过AD转换通道模块与数模转换芯片相连接，所述数模转换芯片采用TDA1307系列的处理芯片。

作为本发明一种优选的技术方案，所述底层驱动模块包括I/O服务子程序库和系统引导接口，所述I/O服务子程序库的输入端连接有中断处理模块，所述中断处理模块的输入端连接有底层物理硬件设备，所述底层物理硬件设备的数据端连接到系统引导接口的输入输出端。

作为本发明一种优选的技术方案，所述接口配置模块包括FPGA控制器和异步检测模块，所述FPGA控制器的输出端通过功率调节器与串并转换接口模块相连接。

作为本发明一种优选的技术方案，所述数据采集模块包括电信号测量模块和设备温度传感模块，所述设备温度传感模块的输出端连接有温度测量模块，所述温度测量模块的输出端与压力检测模块相连接。

作为本发明一种优选的技术方案，所述数据交互模块包括RS232数据接口模块和通信检测模块，所述RS232数据接口模块的输出端通过红外接口转换器与通信检测模块相连接。

作为本发明一种优选的技术方案，所述嵌入式控制系统包括信号调节电路，所述信号调节电路的输出端与电平转换模块的输入端相连接。

作为本发明一种优选的技术方案，所述微处理器包括内核空间设备驱动模块，所述内核空间设备驱动模块的输出端连接有设备控制器，所述设备控制器的数据端通过全向接收天线与调制解调器相连接。

作为本发明一种优选的技术方案，所述人机接口设备包括LCD显示屏和全方位摄像头，所述LCD显示屏和全方位摄像头的数据端均使用操作键盘进行控制。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该平台化的嵌入式智能仪器仪表系统，以智能仪表的一般化功能出发，构成数据采集、数据分析处理、数据交互和数据存储这四个主要功能模块。每个功能模块设计的重点是提供对不同应用领域测量功能的集成与控制能力；能够根据被测目标和现场环境的变化对硬件和软件功能模块进行有选择性的组合与重构，实现对系统功能的重新定义。从而达到一种综合性、可配置、可扩展的平台化效果。因此，对于智能仪器仪表平台，除了要保证对智能仪表基本测量功能的支持以外，更需要提供足够的软硬件资源和丰富的通信接口来实现对不同应用领域具体测量功能的集成，具体包括以下几个方面：