基于嵌入式技术的经纬仪数据通讯系统的设计与实现

【摘要】光电经纬仪是现代化靶场用来测量空间目标运动特性、几何特性和物理特性的光学测量仪器，是基本的测量手段之一。现代化的光电经纬仪是一个包含许多分系统的复杂而庞大的光机电系统，在对目标进行跟踪测量任务时需要各分系统高度协调地工作，这要求经纬仪各分系统间具有良好的数据通讯能力。基于此问题，本文对经纬仪数据通讯系统进行了深入的研究，着重阐述了基于ARM9与嵌入式Linux操作系统的经纬仪数据通讯系统的设计及实现。该数据通讯系统具有实时性高、可靠性高、便于升级及维护等特点。本文首先叙述了经纬仪数据通讯系统在经纬仪系统中所起的重要作用，阐述了数据通讯系统的研究现状，提出了基于ARM控制芯片、串口通讯及网络通讯的软硬件设计方案。紧接着详细阐述了经纬仪数据通讯系统的硬件设计方案，该方案基于“核心板—底板”的设计思路，通过扩展ARM芯片的数据通讯能力来满足经纬仪系统所需的通讯功能。完成了核心板及底板的电路设计，并给出了各功能模块的电路原理图及工作原理。然后，详细阐述了为该数据通讯系统搭载嵌入式Linux操作系统的相关开发原理及过程，包括开发环境的搭建、启动及引导程序的设计、文件系统的使用，以及相应串口、网口、显示器等设备驱动程序的开发。最后，详细阐述了以Linux操作系统为软件平台的应用软件的设计方案，该设计方案基于“机制与策略分离”的程序设计方法，主要包括数据接收模块与数据传输模块两部分。该设计方案具有良好的模块性，成功的将经纬仪数据通讯系统所涉及的分系统在软件层面进行了解耦，使各分系统相互独立，进而实现了程序的健壮性及可扩展性，大大简化了程序的开发调试过程。
【作者】单晓磊；
【导师】吴志勇；
【作者基本信息】中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)，光学工程（专业学位），2013，硕士
【关键词】嵌入式；通讯系统；ARM9；Linux；

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