兼職項目--數采控制核心板開發

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1
項目概述

數據采集控制核心板，簡稱“核心板”。
該核心板用于醫療系統，采集氣體傳感器、壓力傳感器輸出信號。采集結果經分析后用于控制微型氣動馬達以及電磁閥。氣體傳感器有光源、敏感頭組成，光源的工作狀態須由核心板控制。核心板工作過程中須監測氣體傳感器敏感頭的溫度。系統組成還包括顯示模塊，顯示模塊使用成品模塊集成。顯示模塊帶有RS232串口，核心板通過串口控制顯示模塊。
核心板由ARM構建嵌入式硬件平臺，ARM控制整個系統的硬件資源，負責數據采集、外設控制（微型氣動馬達和電磁閥）、顯示控制、電源管理等任務。
2
功能及技術指標要求
2.1
  功能
Ø
具有USB、RS232通信接口；
Ø
數據可直接通過USB接口存到U盤中；
Ø
溫度監測（針對氣體傳感器敏感頭）；
Ø
具有開機提示音樂；
Ø
可接受穩態直流供電和電池供電，兩種供電方式切換時軟件有提示；
Ø
具有欠壓報警（聲音、LED燈）。
2.2
  技術指標
Ø
1通道氣體傳感器采集，可擴展，最多4通道；
Ø
1通道壓力傳感器采集；
Ø
傳感器光源工作頻率：25~35次/s。






3
方案實現
3.1
  硬件實現方案該核心板是已ARM平臺為基礎，主要由傳感器信號調理、電源調理及控制三部分組成。控制部分主要是由ARM完成，包括通過RS232接口控制顯示模塊，將各數據及圖像信息通過LCD顯示；根據壓力傳感器的輸出控制電磁閥的動作；根據氣體傳感器的輸出控制微型氣動電機以及氣體傳感器的光源電源等。
顯示模塊上的LCD和鍵盤組成了模塊和用戶之間的人機接口。LCD可顯示采集到的數據及波形、系統狀態等信息。
信號調理部分是對各傳感器的輸出進行的交流耦合、多級放大等處理，使其輸出能夠被ARM的模擬輸入采集。氣體傳感器及其信號調理電路采用模塊化設計，在核心板的端角留有接口，采用排針連接該模塊與核心板。
核心板的供電有兩種方式：穩壓直流電源和電池供電。正常情況下，采用穩壓直流電源供電，此時對電池進行充電。電池充電電流應具有過流、過壓及飽和保護等功能。當該設備用于室外或無穩壓直流電源時，自動切換到電池供電（此時軟件顯示界面應提示供電方式已切換，并提示剩余工作時間）。即具有電源管理功能。
核心板上的電源需求如下：
Ø
芯片的工作電源組：+5V、+3.3V、+1.8V等；
Ø
電磁閥工作電源：+12V/80mA；
Ø
傳感器光源電源：+1~+3V/3A；
Ø
微型氣動電機電源：+1~+5V/50mA。
    其中，傳感器光源電源需要可調，可用電位器的調節；微型氣動電機電源最終需要四個點，但需要在工作過程中進行切換。
板上應具有足夠大的內存及緩存，掉電后能夠保存數據。校準數據及曲線可直接從內存中讀取。
3.2
  軟件實現方案
待與客戶進一步協商。
軟件部分基本上比較簡單，分為數據采集、處理、曲線校準等幾部分工作。此外，要求設備開機時有提示音樂，電池欠壓時有文字提示及音樂提示，供電方式切換時有文字提示等。

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