一种基于PC_104的实时姿态数据采集系统的设计与实现
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2010-01-15
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技
术
创
新
中 文 核 心 期 刊
《
微 计 算 机 信 息
》
（
嵌 入 式 与
ＳＯＣ）２００６
年 第
２２
卷 第
８－
２
期
３６０
元
／
年 邮局订阅号
：
８２－９４６
《
现场总线技术应用
２００
例
》
嵌 入 式 计 算 机 应 用
张征
：
助教 硕士
一种基于
PC/104
的实时姿态数据采集系统的设
计与实现
Ａ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｒｅａｌ－ Ｔｉｍｅ Ａｔｔｉｔｕｄｅ Ｄａｔａ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＰＣ／１０４
（１．
鲁东大学
２．
烟台海军航空工程学院
）
张 征
１
赵建军
２
姚跃亭
２
Ｚｈａｎｇ，Ｚｈｅｎｇ Ｚｈａｏ，Ｊｉａｎｊｕｎ Ｙａｏ，Ｙｕｅｔｉｎｇ
摘要
：
提出以
ＰＣ／１０４
嵌入式计 算 机模块 为 核心
，
构建由
ＧＰＳ
接收机
、
无线数传 设 备
、
倾角传感 器 等设备 组 成的实时姿态数据
采集系 统
。
针对软件 设 计的难 点
，
利用
Ｃ＋＋ Ｂｕｉｌｄｅｒ ６．０
和
ＥＶＣ
完成了软 件 设计
。
试验结果 表 明系统 能 够满足工 程 需要
。
关键词
：
ＰＣ／１０４；ＧＰＳ
定位
；
数据采集
；
固定站
；
流动站
中图分类号
：
ＴＰ２７４
文献标识码
：
Ｂ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：
Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ＰＣ／１０４ Ｅｍｂｅｄｄｅｄ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ，ｔｈｅ ｒｅａｌ－ ｔｉｍｅ ａｔｔｉｔｕｄｅ ｄａｔａ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｇ ｓｙｓｔｅｍ
，
ｍａｄｅ ｕｐ ｏｆ ＧＰＳ ｒｅｃｅｉｖｅｒ，ｒａｄｉｏ，
ｔｉｌｔ ｓｅｎｓｏｒ ｅｔｃ，ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ． Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｎａｌｙｚｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｄｉｆｉｃｕｌｔｉｅｓ ａｎｄ ｐａｒｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ，ｔｈｅ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｉｓ ｆｉｎｉｓｈｅｄ ｗｉｔｈ Ｃ＋＋ Ｂｕｉｌｄｅｒ
６．０ ａｎｄ ＥＶＣ．Ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｉｓ ｓｙｓｔｅｍ ｍｅｅｔｓ ｔｈｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｎｅｅｄ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ＰＣ／１０４， ＧＰＳ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ，Ｄａｔａ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｇ，Ｂａｓｅ，Ｒｏｖｅｒ
文章编号
：１００８－ ０５７０（２００６）０８－
２
－ ００９４－ ０３
１
引言
数据采集是信息处理的重要环节
。
在野外试验系
统中
，
试验平台的姿态及运动状态信息测量对试验结
果具有较大影响
，
因此
，
对试验平台的姿态信息进行
实时采集具有现实意义
。
而且
，
特别是对于导弹导引
雷达等设备
，
由于要求对现场信息实现实时测量和控
制
，
并且应用环境复杂
，
因而对数据采集系统的精度
、
便携性
、
可靠性与实时性具有较强要求
。
ＰＣ／１０４
是嵌入式
ＰＣ
的机械电气标准
，
它的制定
为 嵌 入 式 应 用 提 供 了 标 准 的 系 统 平 台
，
它 继 承 了
ＩＢＭ－ ＰＣ
的开放式总线结构的优点
，
为工程师提供了
标准的
、
高可靠的
、
功能强大的
、
使用方便的系统 组
件
。
本文详细论述了基于
ＰＣ／１０４
平台的姿态数据
、
ＧＰＳ
定位信息采集系统的设计方案
。
２
系统硬件设计
２．１
系统组成及功能
采集系统在硬件上主要由地面固定站和便携式
流动站组成
。
固定站包括
：
嵌入式控制计算机
、
多种姿
态传感器
、
固态硬盘和数传系统
；
流动站包括
：
便携式
手持机和数传电台等组成
。
系统组成如图
１
所示
。
地面固定站主要完成实时记录地面
ＧＰＳ
接收机
的定位及姿态信息
；
记录便携式流动站的
ＧＰＳ
定位信
息并进行实时显示
；
对地面设备进行参数装订和系统
设置
，
实时监控地面设备的工作状态
，
实时显示地面
站和流动站的相对空间位置和姿态数据并送给试验
设备
；
实时记录试验数据
，
试验结束后进行数据处理
分析
；
打印试验数据
、
图形
、
曲线及分析结果
。
其组成
为
： （
１
）
ＧＰＳ
接收机
； （
２
）
无线传输设备
； （
３
）
电源模块
；
（
４
）
控制计算机
（
地面固定站控制计算机
） ； （
５
）
试验设
备
； （
６
）
平台姿态传感器等
。
图
１
系统组成框图
流动站主要完成实时记录并显示本站的
ＧＰＳ
定
位信息
、
姿态信息
，
将所得到的数据通过无线数传电
台传输给地面固定站进行处理
。
其组成为
： （
１
）
ＧＰＳ
接
收机
； （
２
）
姿态传感器
； （
３
）
无线传输设备
； （
４
）
电源及
天线系统
； （
５
）
控制计算机
（
流动站手持机
）
等
。
本系统主要用于精确测量试验设备载体和流动
站的定位及姿态信息
，
通过无线数传设备进行通信
，
同时提供速度信息
，
导航信息
，
用以输出给试验设备
。
固定站和流动站无线传输采用半双工模式
，
速率为
９６００ｂｐｓ
。
９４
－ －
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