数据分析记录仪广泛应用在农业研究、食品、医药、化工、气象、环保、电子、实验室等领域中。工程车辆因为工作环境的特殊性,要求其对工作的安全性、可靠性以及实时性极为苛刻,因此工程车辆对一个功能完善的数据记录系统具有迫切需求。工程车辆在资源采集、物料运输、建筑工程等领域中作用巨大,现今的工程车辆由于具备的传感器、各种电子设备的丰富,进行数据采集也变得越来越重要,对数据记录仪上传速度与存储容量的要求也随之提高。随着现代工业化进程的逐渐提速,尤其物联网技术的快速发展,数据记录仪本身的技术水平不断提高,使数据记录仪具有良好的市场前景。数据记录仪的设计研究,对于保障工程车辆系统的稳健运行,保证车辆行驶安全性、功能稳定性有着极大的应用价值与社会意义。本课题主要针对物联网工程车辆的数据记录,设计了一套由采集器和中控台两部分组成的数据采集分析系统。为了能够实时的反应工程车辆状态,提高数据上传速度与存储效率,本文将车载数据记录仪分为两个主要设计内容:用于采集车辆传感器数据的采集器和用于展示数据与人机交互操作的中控台。本文的主要工作内容如下:根据车载平台的应用环境,对多种无损压缩算法进行比较分析。虽然数据的传递速度与存储效率是受到硬件制约的,但是可以利用数据压缩算法,用减小数据体积的方式,间接增加数据上传与存储的效率。以采集器上传时对数据压缩的实时性要求以及中控台数据存储的压缩效率要求为衡量标准,通过对比香农编码、费诺编码、哈夫曼编码、LZO编码等无损压缩算法,最终实现了适用于中控台的高效率压缩算法哈夫曼编码和适用于采集器的注重实时性的LZO编码算法程序。最后提出了针对本数据记录平台的算法改进和两种算法的具体实现方式。硬件方面,根据需求分析,设计了基于STM32的数据记录仪采集器,采用双路CAN总线满足了对工程车辆信号源的采集需求;通过USB有线与蓝牙无线通讯,满足上传数据到中控台或PC的功能。设计了基于IMX6UL的数据记录仪中控台,其中,蓝牙无线模块实现了和采集器的实时无线通讯;触摸显示器实现了中控台作为上位机终端的人机交互功能;4G模块实现了中控台联网功能。软件方面,进行了系统的软件设计,完成了采集器与中控台软件系统功能的实现。采集器软件结合嵌入式实时操作系统μC/OS-III以及STM32的性能特点,在基于STM32的数据记录仪采集器上完成了μC/OS-III的移植,并编写了μC/OS-III下的CAN总线设备和无线网络等驱动程序,完成了满足采集器需求的应用程序设计。中控台采用嵌入式Linux操作系统对中控台的功能进行开发,包括基于QT的人机交互界面的实现流程、数据压缩存储功能的实现、数据上传的实现等。本文最后设计了针对数据记录仪功能与性能的测试。通过对数据记录仪的数据压缩性能的实测,LZO编码的压缩速度为微秒级,满足采集器的实时性要求,提高了数据上传效率;通过哈夫曼编码算法对实际工程车辆数据进行压缩,平均压缩率约为37%,改进后的哈夫曼编码完全适用于中控台,有效压缩了采集数据,节约大量SD卡空间。采集器采集的数据准确清晰,与信号源完全一致;中控台与采集器通讯及时,传输数据完整无误;中控台的人机交互界面工作良好。实验结果表明本文设计的数据记录仪采集系统工作良好、运行稳定,适用于工程车辆应用环境。