一种基于PC_104的实时姿态数据采集系统的设计与实现

### 一种基于PC_104的实时姿态数据采集系统的设计与实现 #### 摘要 本文介绍了一种基于PC/104嵌入式计算机模块构建的实时姿态数据采集系统。该系统由GPS接收机、无线数传设备、倾角传感器等设备组成,用于精确测量试验平台的姿态及运动状态信息。文章详细介绍了系统的硬件设计和软件实现方法,并通过实际测试验证了系统的有效性。 #### 关键词 PC/104;GPS定位;数据采集;固定站;流动站 #### 引言 数据采集是信息处理的重要组成部分,特别是在复杂的野外试验环境中,试验平台的姿态及运动状态信息的准确测量对试验结果至关重要。为了满足导弹导引雷达等设备的需求,本文设计了一种基于PC/104的实时姿态数据采集系统,旨在提供高精度、高可靠性和实时性的数据采集解决方案。 #### 系统硬件设计 ##### 2.1 系统组成及功能 本系统主要由两个部分组成:地面固定站和便携式流动站。地面固定站主要负责记录GPS定位及姿态信息,实时监控地面设备的工作状态,并将这些信息传递给试验设备。便携式流动站则用于实时记录并显示自身的GPS定位信息和姿态信息,并通过无线数传电台将数据发送至地面固定站。 具体来说: - **地面固定站**: - **GPS接收机**:用于接收GPS信号,提供定位信息。 - **无线传输设备**:实现与流动站之间的数据交换。 - **电源模块**:为系统供电。 - **控制计算机**:负责数据处理和系统管理。 - **试验设备**:接收来自固定站的数据,用于进一步处理。 - **平台姿态传感器**:检测固定站的姿态变化。 - **便携式流动站**: - **GPS接收机**:用于定位。 - **姿态传感器**:检测流动站的姿态变化。 - **无线传输设备**:用于与固定站通信。 - **电源及天线系统**:确保流动站正常工作。 - **控制计算机**:用于数据处理和显示。 ##### 2.2 固定站控制计算机设计 固定站的核心组件是控制计算机,它需要处理各种输入/输出数据,例如GPS数据、姿态传感器数据等。在设计时考虑到了便携性和模块化的需求,采用了Diamond Systems公司的ATHENA模块作为基础,该模块包括CPU子模块和数据获取子模块,可以满足系统的各项要求。 #### 软件设计 为了应对软件设计中的挑战,本文使用了C++Builder 6.0和EVC完成了软件开发。软件设计的关键在于实现对硬件的有效管理和控制,以及对数据的高效处理。具体来说,软件需要实现以下功能: - **数据采集**:实时获取GPS接收机、姿态传感器的数据。 - **数据处理**:对接收到的数据进行处理,提取有用信息。 - **数据显示**:将处理后的数据实时显示出来,供用户查看。 - **数据传输**:通过无线传输设备将数据发送至固定站或接收来自流动站的数据。 #### 实验结果 实验结果显示,该系统能够满足工程需求,能够准确地实时记录和显示姿态信息,以及GPS定位信息。通过对试验数据的分析,证明了系统的有效性和实用性。 #### 结论 本文介绍了一种基于PC/104的实时姿态数据采集系统的设计与实现。该系统通过采用合适的硬件配置和软件设计,成功实现了对试验平台姿态及运动状态信息的实时采集和处理,满足了高精度、高可靠性与实时性的需求。此外,系统的模块化设计使其易于维护和扩展,具有广泛的应用前景。 #### 参考文献 (此处省略参考文献列表) --- 以上内容详细阐述了一种基于PC/104的实时姿态数据采集系统的设计与实现,包括系统组成、硬件设计、软件实现等方面。通过对系统的详细介绍和技术验证,展示了其在野外试验系统中的应用价值。