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本课题在深入了解嵌入式Linux的优势基础上,具体分析PM10悬浮颗粒物分析仪的功能要求和原有的缺点,实现了环境监测领域的嵌入式产品设计。
首先介绍了嵌入式Linux系统的构成、优势及嵌入式系统开发的流程和编译技术。在分析原美国的Dasibi环境公司的Dasibi1000系统存在问题的基础上,提出了改进的体系结构设计方案,将PM10悬浮颗粒物分析仪的硬件平台分成管理平台和控制平台的设计模式,管理平台主要完成人机交互,菜单显示,数学模型计算等任务;控制平台主要完成数据的采集和外设的驱动输出,软件平台选择了Linux,整个设计工作完成了控制平台硬件的设计和整体系统的软件设计调试。
在实现过程中,PM10系统结构设计遵循协同分配软件/硬件的要求。将硬件结构设计完成后,把主要精力放在应用层的软件设计实现上。系统使用了“自顶向下”的设计方法,根据系统需求,将实现功能分成通信、机械传动、主控制任务、菜单、即时数据显示、历史数据存储、网络通信和数据计算八个部分,为实现这些功能将其抽象成三种类型的任务,即:独立执行的任务,基本任务和控制实现任务。这些任务的协同工作实现了系统设计。
调试过程中利用GDB调试器工具进行了功能模块的调试、系统级功能调试,在保证各个模块设计实现的正确性后,最终成功地实现系统的在现测试,达到了预定的设计目标。实践表明,Linux操作系统在环境空气监测仪器系统中应用,充分发挥了其优点,提高了分析系统单元的可靠性和系统的数据传输稳定性,提高了系统的性价比,具有广泛的应用前景。