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摘 要

当今社会，计算机与网络技术迅猛高速发展，传统的电表采集技术已经不能满足现代工业生产的要求，因此基于嵌入式的电表数据采集系统由于其高精度，高稳定性从而获得人们的青睐，同时其体积小、能耗低等优势使其成为当今电表采集系统的不二之选。

本设计课题是基于嵌入式技术作为主处理器的数据采集采集系统，基于mini2440开发板，利用Linux系统，辅以MODBUS，TCP协议进行信息传输，完成了智能电表的数据采集、封装、传输、处理与显示等一系列功能，并讨论了如何改善设计系统运行的效率、正确性和可延展性。并改善和提高了以往数据采集系统中存在的速率低、准确性差、正确性差、操作复杂等劣势，能够完全满足当今工业生产领域的高速生产的期望。

在系统的调试和设计过程中，能大概体现各部分的作用，但也有一些不足和缺点，希望提出批评和指正，我将在以后予以改正和改善。

关键词：嵌入式系统 ARM mini2440 数据采集 数据处理 MODBUS

The development of meter data acquisition system based on ARM

Abstract:

Today's society, computer and network technology rapid development of rapid, traditional meter collection technology can not meet the requirements of modern industrial production, so the meter data collection based on embedded systems due to its high accuracy, high stability so as to obtain the favor of the people, while its Small size, low power consumption advantages make it the prime of today's election meter collection system.

The design is based on embedded technology issue as the main processor of the data acquisition acquisition system, based on mini2440 development board, the use of Linux systems, combined with MODBUS, TCP protocol to transmit information to complete the smart meter data collection, packaging, transport, treatment and display a series of functions, and discussed how to improve the efficiency of the design of the system is running, correctness and scalability. And to improve and enhance the previous data collection system exists in the low rate, poor accuracy, correctness poor, inferior complex operation, able to fully meet the expectations of today's high-speed production of industrial production.

In the process of debugging and design system, can probably reflect the role of the various parts, but there are some deficiencies and shortcomings, hoping to criticize and correct me, I will be corrected and improved in the future.

Keywords: Embedded; system; ARM; mini2440; Data processing; MODBUS

目录

摘要： I

Abstract: I

第一章 绪论 1

1.1本课题的研究背景与国内外研究现状 1

1.2 本文的结构简介 2

第二章 预备知识及相关技术 4

2.1 嵌入式系统的定义及其特点 4

2．1．1嵌入式系统的特点 4

2．1．2嵌入式系统的组成 5

2.2 mini2440开发板的知识 6

2.2.1 Mini2440 开发板简介 6

2.4 方案设计 8

第三章 开发板与Linux系统的学习和操作 9

3.1 Linux系统的基本学习 9

3.1.1 LINUX下基于Vi编辑器编写程序 9

3.2 minicom的串口配置 10

3.3 交叉编译环境的搭建 11

3.4 NFS挂载 13

3.5 在开发板系统中运行helloWord程序 15

第五章 MODBUS通讯规约的学习及编程 17

5.1 MODBUS通讯规约 17

5.1.1 Modbus协议介绍 17

5.1.2 modbus 的RTU模式 18

5.1.3 Modbus RTU串口通信 19

5.1.4 RTU消息帧格式 20

5.2 Modbus RTU主机从机设计 23

参考文献 29

总结 31

致谢 32

第一章 绪论

1.1本课题的研究背景与国内外研究现状

在我国的能源消费结构中,建筑在建造和使用过程中直接消耗的能源约占全社会总能耗的30%[']。而在建筑能耗中,国家机关办公建筑和大型公共建筑高耗能的问题尤为突出。国家机关办公建筑和大型公共建筑总面积不足城镇建筑总面积的4%,但年耗电量却占全国城镇总耗电量的22%,每平方米年耗电量是普通居民住宅耗电量的10到20倍,是世界上发达国家同类建筑的1.5到2倍[2]。能耗巨大,能源利用效率低,建筑节能成为一个函待解决的重要问题,在“十一五”规划中,建筑节能已成为国内建设节约型社会和发展循环经济的重要内容。国家建筑节能目标要求:到“十一五”期末建筑节能实现节约1亿吨标准煤的目标,其中加强国家机关办公建筑和大型公共建筑节能运行管理与改造,实现节能1100万吨标准煤[3]。为实现这个目标,我国开始逐步建立国家机关办公建筑和大型公共建筑

的节能监测体系。通过对公共建筑能耗动态监测,为政府加强对既有大型公共建筑和政府办公建筑的节能管理,建立节能运行管理制度、能耗统计制度、能效审计和披露制度以及逐步建立公共建筑能耗定额、超定额加价制度,为国家机关办公建筑和大型公共建筑节能改造提供详实的数据支持,从而实现“十一五”建筑节能规划目标。公共建筑节能主要有两方面,一是改善建筑围护结构保温、隔热性能:二是提高暖通空调以及照明系统的能效比,降低能耗。其中,围护结构分担节能率约13%一25%;空调采暖系统分担节能率约为16%一20%;照明设备分担节能率约7%一18%。由此可见,用电能耗的节能潜力在公共建筑节能潜力中占很大比重。目前国内急需完善建筑能耗统计工作,准确提供我国建筑物所消耗终端能源的具体数据,以便准确地描述中国建筑能耗的特点。真实准确的建筑能耗统计数据对我国进一步推进建筑节能工作具有重大意义,而获得准确的能耗统计数据的关键是要有成熟的建筑能耗数据采集系统。

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