嵌入式解决方案

嵌入式解决方案数据采集终端工业过程控制远程网络控制通信网关税控机与POS产品嵌入式解决方案根据多年对嵌入式计算技术的积累和总结，中嵌科技目前已在军工、工业与民用控制、科教、医疗、消费电子等场合为若干客户提供了专业的方案与产品，更好的促进了先进计算技术在各行各业中的应用与推广。

数据采集终端CDMA无线数据采集与控制解决方案应用背景随着CDMA网络技术的逐步成熟，基于CDMA无线数据传输的远程采集与控制系统得到越来越广泛的使用，特别是对于电力、电信、石油、水利、地质、和交通行业中场所不固定的应用系统，或者由于种种条件的限制，无法架设有线网络，但又需要进行远程数据采集与控制，采用基于CDMA的无线网络技术，具有无可比拟的优势。

中嵌科技将高性能嵌入式计算技术与CDMA无线通讯技术结合，针对不同行业用户应用需求，提供最优的无线数据采集与监控解决方案。

方案简介无线数据传输系统的设计可以采用两种方式：第一种方式为“低端单片机＋CDMA模块”，此方案的优点是硬件成本略低，但功能比较有限，在协议的开发和支持上都有一定难度，目前多数数据采集终端都采用这种方案。

第二种方式为“高性能嵌入式微处理器＋CDMA模块”，此方案虽然硬件成本稍高，需要高性能嵌入式微处理器来支持嵌入式操作系统，但可以实现丰富协议接口，便于移植和向高端系统应用升级，同时更加便于数据采集与远程监控的实现。

随着应用需求的逐步提高，采用第一种方式已经越来越不能满足用户的需要，特别是随着高性能嵌入式微处理器的价格逐渐降低，第一种方式的价格优势已经不复存在，因此，本方案采用第二种实现方式，可完全满足行业用户的复杂需求。

技术优势与传统的数据方案相比较，该方案的前端模块采用基于ARM架构的高性能32位嵌入式微处理器，结合大容量的存储器，运行嵌入式操作系统，可以实现丰富协议接口，便于应用程序开发和向高端系统应用升级，提高产品的市场竞争力。

该方案依托高性能嵌入式微处理器和嵌入式操作系统的强大功能，该方案实现了CDMA自动拨号、永远在线、心跳检测、掉线自动重拨、支持VPN(点到点隧道协议PPTP)、可配置NAT、SNMP代理内嵌、动态域名解析、协议栈支持（HTTP、HTML、ICMP、IGMP、TCP、UDP、ARP、SNMP、PPP、IP、FTP、DHCP、DNS、TELNET等）、支持串口/无线、串口/以太网、以太网/无线等各种应用方式，同时内嵌中、英文界面Web Server和Telnet Server，具有网络监控、短信报警、自诊断与指示灯报警等功能，可完全满足行业客户在不同应用需求和高端的应用升级。

高速数据采集解决方案应用背景随着嵌入式微－处理器的工作速度越来越快，数据采样的速率也变得越来越高，在某些工业控制领域，要求在严格的时限内，对对象进行大量数据的采集，因此，系统对信号处理前端的A/D采样电路提出了更高的要求，即希望A/D采样速度、采样精度都能较高，以便满足系统进一步处理的要求。

中嵌科技将高性价比的嵌入式技术应用到了该领域，结合ARM嵌入式微处理器和CPLD技术，设计推出了专用于高速数据采集解决方案，并在一些领域中获得了成功的应用。

方案简介该方案采用高性能、低功耗、低成本、小体积，且接口丰富的工业级嵌入式微处理器作为系统核心，包含工业控制系统中各种常用的标准接口，可方便采集数据的进一步处理和远程传输。

系统结构如下图所示：系统采用工业级ARM9处理器作为控制核心，外扩双口RAM作为高速数据缓存，CPLD逻辑实现对高速ADC的采样控制，同时作为双口RAM的地址发送器，将高速转换的数据同步写入双口RAM中，当双口RAM中的数据达到半满或全满时，CPU读取其中的数据，并根据系统需求，对数据进行相应的运算或远程传输。

根据CPLD内部逻辑的不同，该系统可方便完成多通道数据的等间隔采样，或者同相位采样，满足多种高速数据采样系统的应用需求。

应用案例某电网技术有限公司，提出了对三相电压、电流的多个信号采集点，进行高速、同相、等时间间隔数据采样的要求，同时希望对采样数据进行DSP运算，并将运算结果本地显示和远传。

通过该方案，完全满足了系统的需求。

系统实物如下图所示：远程视频采集与传输应用背景随着多媒体技术、网络技术的逐步成熟，远程视频采集相关应用已经成为安防、人防等行业的重要应用，而如何更好的获得监控现场的图象数据一直是个热点问题，传统的采用 CCD 摄像机获取现场视频信息的方法易于实现，但成本较高，相较之下采用 ARM ＋ Linux 嵌入式系统实现图象的采集与传输具有无可比拟的优势。

嵌入式远程视频采集及传输系统主要应用在以下场合：远程监测与安防系统应急通信及高清晰图片即时传输领域安全监控、事故鉴定、车辆防盗等领域方案简介该方案以实时抓拍高清晰图片为主要手段，辅以现场环境数据采集，将远程无人值守或观测人员无法到达的现场情况以高清晰图文信息、准确的现场状态数据的方式实时传送至监控中心并呈现给监测人员，从而实现了实时图片状态信息数据的采集、通信、分析、处理和应用的一体化，为系统监控人员实时观测、分析及处理现场状况提供了快速的、便捷的、高效率的、全新的解决方案。

该方案可应用于各种不同需求的场合。

对于仅对高清图文信息有特别需求的用户，可以携带移动终端进行随时随地的图文信息实时采集，即时传送；又可以通过固定前端定时自动拍摄、发送现场图片；还可以远程操控固定前端拍照，实时获取前方高清晰图片。

对于既需要获取现场图片又要求得到现场环境监测数据的用户，在以上述方式获取高清现场图片的同时，还可以通过终端带扩张的 485 通信接口实时采集多路现场监测数据。

该系统基于 32 位 ARM 微处理器芯片和嵌入式 Linux 操作系统。

高性能的 ARM 处理器与其它外围器件构成了一个嵌入式多媒体开发平台 , 它们构成了一个嵌入式多媒体开发平台，可以满足复杂计算和图形显示的需求。

系统构成框架图：该方案采用 USB 摄像头采集图像，对现场图象进行高速捕捉，然后将捕捉图象通过 USB 总线传输到ARM 处理器以 MJPEG 的方式进行压缩处理，打包生成 UDP 包，向网络发送。

最后，通过网络接口，在 PC 上保存和接收，用户使用标准的网络浏览器和流媒体播放程序即可查看远程视频影像，同时也可以通过网络控制视频采集设备。

该系统为实现远程实时监控系统，对监控数据的管理以及视频网络传输等提供了解决方案。

大容量嵌入式存储解决方案应用背景随着应用系统的日益复杂，对系统存储能力的要求也越来越高，传统的8位机系统，一般能支持几十到几百KB的数据存储，即使外接大容量的存储芯片，但在数据读写速度、数据安全的问题上，也没有很好的解决办法。

目前，大容量嵌入式数据存储的实现方式有如下几种：第一种方式为“硬盘存储方案”，即将PC机系统的硬盘挂接到嵌入式系统中，以实现大容量的数据存储，如常见的硬盘录像机、硬盘监控系统等，但这种方式具有功耗高、体积大、且极易损坏等局限性，其应用场合受到很大限制。

第二种方式为“存储卡方案”，即在嵌入式系统中采用SD存储卡、MMC、U盘等存储介质，实现大容量的数据存储，该方式在系统功耗、体积等方面优于前一种方式，但由于这些存储介质均采用插座方式接入系统，因此，系统的可靠性较低，特别是在使用环境比较恶劣的场合，同时数据的安全性也得不到保证。

显然，这两种方式已经越来越不能满足系统需求，特别是随着高性能嵌入式微处理器价格逐渐降低和芯片级存储介质的存储密度越来越大，完全可以采用一种新的方式来实现高性能的嵌入式大容量数据储存。

中嵌科技设计推出了专用于嵌入式领域的大容量数据存储方案，克服了以上两种方式的缺点，能安全、可靠的解决大容量数据存储问题。

方案简介该方案采用高性能、低功耗的工业级嵌入式微处理器作为系统核心，结合先进的大容量NAND FLASH存储技术，采用嵌入式操作系统对NAND FLASH进行管理，实现了存储介质的自动管理、自动纠错、疲劳算法等，保证了存储数据的高可靠性。

系统结构如下图所示：系统以高性能嵌入式微处理器和大容量存储芯片为核心，随着半导体技术的不断发展，目前已经很容易在单芯片上实现几GB～几十GB的数据存储，采用多片并联的方式，可以方便实现大容量嵌入式存储系统，系统除了可以存储传统的控制数据以外，还可存储音频、视频数据等。

系统同时提供RS232/RS485、以及10M/100Mbps自适应以太网络接口，可方便实现数据的远程传输，便于用户对数据进行进一步的处理。

因此，采用该嵌入式大容量数据存储方案，可以以极低的体积、功耗和成本，实现高可靠性的大容量数据存储，满足多种场合的应用需求。

工业过程控制ZigBee传感/控制网络解决方案应用背景近距离无线数据传输在人们的生活中越来越重要，目前主要的技术有Wi-Fi、3G/HSDPA、WiMAX、UWB、BlueTooth 等，但这些技术都不太适合于应用领域日益广泛的传感或控制网络。

传感或控制网络有一些特性，与我们常用的无线技术有较大的差异：>> 只需要传输少量数据，无太高带宽要求；>> 无线收发器的传输距离无需太远，但需要能与邻近节点组成可靠网络；>> 设备由电池供电，必须是低功耗设计；>> 需要较高的网络容错性；>> 应用环境比较恶劣，耐用性要求较高；显然，目前常用的无线技术都不能完全满足这些条件，而ZigBee正是专门为此类应用设计的，能完全满足传感或控制应用需求。

方案简介ZigBee网络由多个节点组成，每个节点充当如下三种角色之一：ZigBee协调器（Coordinator）、ZigBee路由器（Router）和ZigBee终端（EndDevice），网络拓扑支持星形、树型和网-树型。

由中嵌科技开发的ZigBee网络节点（模块），采用ARM7作为主处理器，实现了高性能、低功耗、低成本、小体积的系统目标，由于ZigBee协议必须执行在适当的嵌入式操作系统上，模块内嵌uC/OS II作为底层软件平台。

同时，节点模块设计加入休眠功能，即当节点传感、控制或传送数据时，让节点进入休眠状态，因此系统功耗较低。

因此，采用该节点模块可以方便快捷的实现高性能、高可靠性和耐用性的传感/控制网络，满足诸如住宅监控、对象跟踪、高危险目标控制、火警侦测、交通流量监控等场合的应用需求。

嵌入式严格实时应用系统应用背景在现实的工业控制中，经常需要采用一些实时控制的技术，医疗管理系统、大型钢厂的轧钢系统、大型变电站的实时报警系统、多媒体通信、生产过程控制、在线事务处理等等都要求对外部事件在限定的时间内做出反应,因而嵌入式系统实时性问题越来越受到关注。

一般的说，实时系统是能及时响应外部发生的随机事件，并以足够快的速度完成对事件处理的计算机应用系统。