一种基于嵌入式系统的数字电子记录仪的设计
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摘 要：记录仪是通过时间或其它变量的变化将若干个变量的变化过程装换成能够读取和识别信号的一种仪器。我国现使用的进口机械式记录仪在实际运用中出现了卡笔、卡纸等多项缺点与不足，本文以捣固车的数字记录仪的设计为研究基础，分析研究了该记录仪所采用的分层控制方面的硬件架构和Windows CE嵌入式的系统平台。根据记录仪的日常使用要求，本文设计出来一台以Windows CE嵌入式系统为基础的数字化多通道记录仪。
1 前言
工业生产自动化系统里的记录仪是非常重要的一种二次仪表。记录仪作为一种显示仪表是获取、处理、转换、记录温度、流量、压力等各项实施数据，是实现对生产过程进行实施检测和事后分析的重要仪器。以往的记录仪所使用的是功能单一、结构复杂的模拟仪表，需要人员对其进行加墨、换笔、换笔等一系列繁杂的维护工作，在生产工作当中它还容易出现断线、卡笔、卡纸等故障，其所记录的生产数据也只是以曲线的形式表达在纸张上，在对数据事后的保存、分析、编辑、处理等方面都存在缺陷。随着九十年代以来的计算机技术、电子技术、接口技术以及微处理技术的快速发展，智能电子记录仪以其低成本自动化的技术以及开发研制出的多项功能而广泛运用于各个行业之中。
2 智能型数字电子记录仪的系统设计
捣鼓着是一种适用在铁路线路里的新线施工的大型养路机械，主要对运营的线路进行维修作业以及修清筛作业，帮助轨道进行拨道、抄平以及道碴捣固等工作，增加道床的石碴密实度，提高轨道的稳定性，从轨道的左右水平偏差和前后的高低偏差入手，矫正轨道所存在的方向偏差，让轨道线路满足和符合线路设计的标准以及线路维修的规则要求，切实保证列车在轨道上的安全运行。结果的输出和显示、数据的测试和分析、数据的采集是电子记录仪功能的三大组成部分。其中，数据的分析和结果的输出能够通过计算机软件系统完成，因此以计算机为基础的测量仪需要一定的模数转换输出、数据采集、信号放大等硬件部分的支持。从记录仪的系统功能需求上入手，记录仪的软件平台为嵌入式系统，采用主副计算机的分层控制结构。其系统主要由三个部分组成：
2.1 主控计算机和操作系统平台
主控计算机具有LCD现实器管理、打印机管理、文件管理等功能，可以有效记录和显示相关数据以保持其实时性，因此，系统的主控计算机都是使用通用的工业控制计算机。操作系统需要同时完成数据存储设备驱动、显示器驱动和打印机的驱动，提供运行平台给记录软件。为了降低投入成本和缩小占地面积，系统采用Windoes CE嵌入式的操作系统。
2.2 数据采集卡
数据采集卡的主要作用是记录车辆运行里程、采集数据、识别按键和识别车辆运行方向。
2.3 记录软件
记录软件的主要作用表现在相关数据和绘制曲线的记录，转存数据和控制打印等方面。因Evc集成开发的环境与Visual C+的极为相似，我们所使用的编写工具是Evc，它能够发挥出VC++的相关功能。Evc包含远程调试工具和模拟器，可以支持API和多项指令集。
3 智能型数字电子记录仪的详细设计
3.1 数据存显示模块的设计
数据存储是将数据存储到相关软件寄存器当中以便于显示操作，与此同时将数据代入到数据文件内以备记录。显示是指通过实时更新并以曲线的形式直观的将数据表现出来。例如根据LED显示屏800×600的分辨率将屏幕分为若干小块，模拟方格坐标纸，记录笔模拟三角箭头进行绘图。用户在绘画过程里可以根据自身需要左右调整曲线的位置，同时也能够调整曲线速度档位。在我们读取新数据时也将数据显示模板的当前画面更新到最新。整个机械运动效果模拟示波器的表现原理，曲线整体连续不断的向下移动，从而更新数据内容。
3.2 数据扫描功能方面的设计
工作人员可以在记录仪停止工作记录的状态下回顾翻看当日的数据记录。在扫描过程中能够通过扫描方向键上的“上拨”和“下拨”键来选择上、下方向的扫描，每次扫描的间隔是0.3秒，以小格/次为扫描单位。也就是说在扫描的过程中，现有的数据曲线通过上下方向的滚动来实现数据显示。操作人员能够通过观察画面下方的三个编辑框，了解到其所不断实时更新显示的里程、矢量值和超高值等相关数据，详细的了解和关心记录仪在数据扫描方面的参数问题和有效功能。
4 总结
记录仪是采用先进的CPU为系统核心，并结合大容量的FLASH存储设备、大规模的集成电路、SmartBus的总线、信号的智能调理以及高分辨率的液晶显示器等高端设备所组成的新型智能化记录仪表。其设定和记录的数据具有防掉电保护作用，表现出可靠性高、运行稳定、通用性强、精度高、功耗低、通道数多、体积小等优点。记录仪虽然使用在存在外部因素干扰和剧烈震动的复杂环境，但对数据记录的精确度和准确性要求较高，因此记录仪的相关设计讲面临复杂多变的局面。记录仪因其使用环境的苛刻所以需要具有一定的抗震动和高温、高湿、高寒环境的能力，于此同时还要具有长时间的连续工作能力和高精度、高准确性的记录能力，这样才能适用于实际环境的操作。
[参考文献]
[1]彭泓.基于cRIO的多通道数字强震记录仪[J].电子产品世界，2011，18（1）.
[2]张娟娟，蒲南江.基于SOPC的嵌入式数据记录仪设计[J].电子测试，2011（8）：81-83.