兼职项目--数采控制核心板开发

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1
项目概述

数据采集控制核心板，简称“核心板”。
该核心板用于医疗系统，采集气体传感器、压力传感器输出信号。采集结果经分析后用于控制微型气动马达以及电磁阀。气体传感器有光源、敏感头组成，光源的工作状态须由核心板控制。核心板工作过程中须监测气体传感器敏感头的温度。系统组成还包括显示模块，显示模块使用成品模块集成。显示模块带有RS232串口，核心板通过串口控制显示模块。
核心板由ARM构建嵌入式硬件平台，ARM控制整个系统的硬件资源，负责数据采集、外设控制（微型气动马达和电磁阀）、显示控制、电源管理等任务。
2
功能及技术指标要求
2.1
  功能
Ø
具有USB、RS232通信接口；
Ø
数据可直接通过USB接口存到U盘中；
Ø
温度监测（针对气体传感器敏感头）；
Ø
具有开机提示音乐；
Ø
可接受稳态直流供电和电池供电，两种供电方式切换时软件有提示；
Ø
具有欠压报警（声音、LED灯）。
2.2
  技术指标
Ø
1通道气体传感器采集，可扩展，最多4通道；
Ø
1通道压力传感器采集；
Ø
传感器光源工作频率：25~35次/s。






3
方案实现
3.1
  硬件实现方案该核心板是已ARM平台为基础，主要由传感器信号调理、电源调理及控制三部分组成。控制部分主要是由ARM完成，包括通过RS232接口控制显示模块，将各数据及图像信息通过LCD显示；根据压力传感器的输出控制电磁阀的动作；根据气体传感器的输出控制微型气动电机以及气体传感器的光源电源等。
显示模块上的LCD和键盘组成了模块和用户之间的人机接口。LCD可显示采集到的数据及波形、系统状态等信息。
信号调理部分是对各传感器的输出进行的交流耦合、多级放大等处理，使其输出能够被ARM的模拟输入采集。气体传感器及其信号调理电路采用模块化设计，在核心板的端角留有接口，采用排针连接该模块与核心板。
核心板的供电有两种方式：稳压直流电源和电池供电。正常情况下，采用稳压直流电源供电，此时对电池进行充电。电池充电电流应具有过流、过压及饱和保护等功能。当该设备用于室外或无稳压直流电源时，自动切换到电池供电（此时软件显示界面应提示供电方式已切换，并提示剩余工作时间）。即具有电源管理功能。
核心板上的电源需求如下：
Ø
芯片的工作电源组：+5V、+3.3V、+1.8V等；
Ø
电磁阀工作电源：+12V/80mA；
Ø
传感器光源电源：+1~+3V/3A；
Ø
微型气动电机电源：+1~+5V/50mA。
    其中，传感器光源电源需要可调，可用电位器的调节；微型气动电机电源最终需要四个点，但需要在工作过程中进行切换。
板上应具有足够大的内存及缓存，掉电后能够保存数据。校准数据及曲线可直接从内存中读取。
3.2
  软件实现方案
待与客户进一步协商。
软件部分基本上比较简单，分为数据采集、处理、曲线校准等几部分工作。此外，要求设备开机时有提示音乐，电池欠压时有文字提示及音乐提示，供电方式切换时有文字提示等。

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