基于TCP/IP的数据采集智能信息终端设计(3)
本设计主要是为了解决工业现场设备的检测、数据收集的难题。通过嵌入式系统完成工业现场设备、仪表、传感器与信息管理系统的有机结合，从而达到对工业现场的实时监测的目的，进一步能够更迅速更准确地对工业现场的各种状况作出评估和处理。
各种通信协议之间可以通过通信平台来进行通信，各种终端设备需要嵌入相应的通信接口，从而可以实现设备到设备和设备到主机的通信，如门禁系统、监控系统等。本设计内容有以太网接口和USB接口。
1.3设计的内容
设计的主要内容是实现以太网协议、通用串行总线、串行通信的移植和串口到网口，通用串行总线到网口数据传输的实现。采用的是μC/OS-II的嵌入式系统作为操作系统，硬件选用的是STM32F103作为微处理器。研究内容可以细分为搭建基于STM32F103的硬件平台，将μC/OS-II系统移植到ARM平台需进行代码的编写，把嵌入式系统融合到网络中，完成通用串行总线和以太网数据之间的的透明传输等几个方面。
第二章 系统总体设计
硬件部分和软件部分作为本次设计中最关键的两个方面存在很多重要的问题需要被解决。
在设计硬件时需要完成系统中各个模块相互间的连接电路，如微处理器和串口还有通用串行总线以及以太网等各个模块，还有控制信号的处理；
软件设计主要有串口与网口、通用串行总线与网口相互间的数据传输，还要完成USB主机驱动，这个过程中还要完成硬件系统启动，智能数据采集系统在应用当中必然是要满足能够使数个任务同时进行的要求从而采用了嵌入式作为操作系统，为了完成以太网通讯需要实现TCP/IP协议，为了满足串行数据收发的需要应该安装有串口驱动程序，另外为了实现对通用串行总线设备的操作以及数据处理需要安装通用串行总线主机驱动程序。
2.1μC/OS-II操作系统的选择
本课题选择嵌入式作为操作系统。嵌入式操作系统稳定可靠且功能强大。在多种嵌入式系统中μC/OS-II优点尤其突出，在网上可以很容易地得到μC/OS-II操作系统的源代码，在应用中可以十分方便的进行移植，能够非常方便的应用于各种应用场合，可实时进行多任务操作，因此该系统十分适应于微控制器设计。由于μC/OS-II操作系统源代码免费易得，其在众多领域中的应用已经越来越广泛。因此基于这些考虑在本次智能数据采集系统设计中使用μC/OS-II作为操作系统。
2.2微处理器的选择
微处理器是系统控制最重要的部分，它直接决定了设计产品成功与否。 在选择微处理器过程中有一些很重要的因素需要考虑：
（1）本次设计中由于串口和USB还有以太网数据要求及时进行数据的接收和发送，因此处理器速度应符合一定标准。 本设计中微处理器位数应选择32位。因其性能较高能够满足数据精度要求。而8位或是16位微处理器性能较低无法满足设计要求。
（2）要求基本指令丰富，便于程序设计并且能够提高数据处理的效率，系统对数据处理能力得到提高。调试过程中应尽量提高效率，可在芯片中提前安装调试工具。
为满足以上要求本设计选择STM32F103处理器。STM32F103支持实时仿真，是32位的微控制器。其存储器接口完全能够支持位数较大的代码，使得32位代码运行速度依然很快。
STM32F103应用广泛且特点鲜明。它有144个管脚，其静态的RAM为16KB,它拥有多个存储器，单组存储器为16MB容量，一般支持的数据为8或者16位，还有32位也能够支持。
该芯片拥有大量的的串行接口，有UART和SPI接口各两个，另外还有传输速度非常快的I2C接口。拥有超过几十个GPIO口和丰富的外部中断引脚。