试析智能采集设备仿真系统设计与实现

姚宁

【摘要】随着时代不断发展变化，国家的科技进步也得到很大程度的提升。为了更好的适应时代的发展，提高采集软件的开发速度，相关人员通过不断努力设计出了更为完善的采集设备仿真系统。因此，本文将针对智能采集设备仿真系统进行全面的设计阐述，进而简析相应的实现过程，以供参考。

【关键词】智能；采集设备；仿真系统；设计；实现

前言：

数据采集对测控系统具有重要的意义，而智能设备又在采集系统中发挥着重要的作用。因此，在相应的数据采集程序进行测试的过程中，单单通过在实验室里布置智能仪表来实现延长开发周期的过程，会使测试数据采集程序效率被大幅度降低。因此，如何有效的降低部署设备的繁琐性，利用软件仿真技术提到智能采集设备，降低项目的开发时间，提高效率，就成为了当前技术人员们亟待解决的问题。

1.从整体设计方面进行入手

1.1 系统功能

在相应的仿真系统中，其系统功能大多是模拟不同型号的采集仪表。针对不同型号的智能仪表来说，对应的内部体系结构也是相同的，而且，外围部分的硬件接口和相应的通信协议也不相同，这也就导致了相应的系统功能不同。在进行设计的过程中，因为没有涉及实际操作，只是进行采集程序的测试，所以不用设计硬件的采集模块，相对应的需求数据都将有由软件来完成。在采集数据的过程中，将数据的采集服务器作为设计系统的中心，将不同的接口与设备进行分别的链接，控制智能设备数据的采集，然后利用网络传播技术，将采集到的数据进行后台传输。在设计的仿真系统操作中，仿真系统将替代任何一种型号的智能设备。这样的操作系统具有多个接口，它所提供和数据格式也能完全符合设备的需要，与通信协议也是相一致的。在开发的过程中，如果想要给智能采集表进行增加，只需要增加相应设备的仿真程序就能有效实现。

1.2 体系结构

在智能采集设备设计中，相应的仿真系统是由三层结构进行组成的。硬件处于结构的最底层，相应的控制器在选用上大多是由ARM9构架成的32位为控制器，还有相应的内存，闪存和硬件。而系统层位于中间部分，它的工作是控制整个系统的资源，并进行相应的调配。所包含的内容有系统的内核，硬件部分的驱动程序和相应的通讯协议。到了最上层，就是相应的应用层了，提供运行仿真程序的层面，而CVM虚拟机在仿真技术的运行程序中是必不可少的，不仅呢够提供较好的网络功能，还能支持Java仿真程序的编写。

2.硬件设计

2.1 电源和电路的板块方面

在相应的设计过程中，设计者在CPU的选择上，选择了S3C2440AL-40，它的内核电压在供电的规程中是1.25V，对应的I/O接口供电电压为3.3V，如果将它放在核心板上进行使用，并且进过低噪音和低压，差线性稳压源稳压芯片，那么它为CPU的内核提供的电压就是1.25V了。在仿真系统进行工作的过程中，它输入的电源为5V，在经过相应的稳压芯片进行稳压后，就可以为操作系统提供3.3V的电源了。

2.2 网络接口模块方面

在很多現代化的设计中，相应智能采集设备的数据传输通都会采用类似的网络接口进行，例如温度的采集设备，相应的采集模块都是通过网口被串联起来的。相对应的，网络接口也是仿真设备所必备的。

在相应的网络信芯片选择上，采用DM9000芯片，他的芯片性质是以太网芯片，能够进行100Mb/s的自自适应，在分装选择上是相应的QFP-100P，它能够支持的总线宽度为十六位数据，消耗的功率极低，这也是它的一大性能，而另一个性能，就是具有较强的数据处理能力。

3.软件设计

仿真系统在软件的设计上，相应的系统核心可以选择Linux内核，它的性能具有一定的稳定，开源和可剪裁，因此，选择它作为仿真系统的核心再适合不过了。具体的操作过程要分为四个步骤；

首先要将U-boot进行移植，它在系统的运行的启动方面具有重要意义，它是相应过程中的第一段代码，它主要负责启动内核在最佳天剑段的调整，如果没有它，相应的启动方式是没有办法显示在最终的超级终端上的。具体的操作过程要使用相应的JTAG接口对进行下载，从而实现移植的过程。

然后就是针对Linux的内核翻译过程。在这个过程进行之前，要获取相应的内核，然后进行配置编译，要通过相应的命令将系统的配置单打开，然后根据相应的硬件配置需要，将没有用处的，不需要进行翻译的硬件驱动模块进行去除，保留剩下的配置单。再用相应的Makezlmage命令编码将zlmage的镜像编译出来，最后将它通过网口被烧写到相应的NANDFLASH中。就完成了相应的过程。

接着就要构建相应的文件系统了，在这个实施过程中，所使用的软件是busboy，将其先进行配置，然后再进行编译，和内核处理的过程很相似。之后把构建好的文件系统进行镜像烧写，从而使它到达系统中，促使系统的正常启动。

最后是GVM的移植问题，它是JAVA中虚拟机的压缩版，在相应的系统中没有CVM的内置，因此，他需要将CVM进行移植，从而为仿真程序的运行进行支持。

4.实现过程

在仿真程序中设置相应串口的信息，包括波特率和校验为等。在相应的采集在程序中，要设置同样的信息。从而使仿真设备的串口位置与采集程序的串口位置保持一样。经过相应的实践验证可以知道，采集程序的实施可以使电压，电流，那字电功率等被从该系统中采集出来。然后经过相应的数据显示验证结果可知，他的运行结合与8775A的设备运行所提供出来的参数类型保持了一致。与此相同的，在之前的操作过程中为网络接口设备进行的设计也可以通过相应的系统实现仿真技术。

结语：

在实现智能采集设备的仿真系统设计过程中，要想使其进行有效的实现，首先应该对其整体进行设计，然后进行软件的设计和硬件的设计，在不同方面进行全方位的实现，以便于系统可以采用高性能和低消耗的处理器，实现真正的减少开发周期，推动开发效率的过程。从根本上解决数据采集过程中部署设备的繁杂程序，替代相应的数据采集技术为人们的生产生活提供服务，从而促进行行业的进一步发展。

参考文献：

[1]陈光. 智能采集设备仿真平台设计与硬件实现[D].中国海洋大学，2012.

[2]陈光，车兆东，郭忠文. 智能采集设备仿真系统设计与实现[J]. 现代电子技术，2012，14：23-25+28.

[3]曹敏，沈鑫，夏永聪，李萍，叶瀚. 智能变电站间隔层设备仿真系统模块化设计与实现探讨[J]. 通讯世界，2017，06：168-169.