基于ARM11的一体化无线数据采集仪设计

的转换时间较长一般要达到40ms~50ms；逐次逼近型具有较高转换速度，可达几微秒，价格适中。本设计采用ADI公司生产的AD7689芯片来对滤波后的电压信号进行A/D转换。AD7689是一款采用单电源供电的8通道、16位分辨率、无失码、电荷再分配逐次逼近型模数转换器（ADC）。AD7689使用简单的SPI接口实现配置寄存器的写入和转换结果的输出。

音频采集设计

嵌入式产品一大特点是CPU资源有限，为了减轻CPU在数据处理中的负担及减少数据传输所需的带宽，本设计对采集到的音频和视频数据分别进行了硬件压缩编码。音频采集处理中采用Micronas半导体设计及制造公司生产的MAS3587芯片。该芯片集成了前放以及A/D转换模块，支持模拟和数字串并行两种方式输入输出，具有MPEG1/2 layer3格式编码和MPEG1/2 layer2 and layer3格式解码功能。芯片内部包含耳机驱动模块，模拟输出信号可以不经过放大直接驱动耳机。音频采集电路如图4所示，MAS3587接收到模拟信号输入后，先通过芯片的A/D部分将模拟信号转换为数字信号，然后将A/D转换后输出的数字信号送入芯片内置的MP3压缩编码模块完成MP3格式的编码。图4中，S3C6410通过I2C总线对MAS3587芯片进行初始化，通过握手信号线与并行数据线读出经过MP3格式编码后的音频数据，并把数据进行存储及传输。

图3 A/D转换电路

图4 音频采集示意图

其它模块设计

视频采集

在视频采集上，因为S3C6410处理器内部集成了多媒体编解码器(MFC)，支持MPEG4/H.263/H.264编解码和VC1的解码，能够提供实时的视频会议以及NTSC和PAL制式的TV输出。另外，S3C6410集成了CameraIF接口，支持ITU RBT-601/656YCBCr 8位标准，最大输入尺寸为4096×4096像素。本设计充分利用S3C6410的片上资源即可完成视频的采集及硬件压缩编码。视频采集直接通过S3C6410的CameraIF接口与OV9650摄像头相连采集现场视频数据，再通过芯片内置的MFC模块对采集到的视频信号进行H.264格式的硬件压缩编码。

WIFI通信

采用无线的方式与上位机进行通信，采集数据时大大减少了环境上的限制，无线数据采集具有安装便捷、使用灵活、易于扩展等优点，可以随时改变数据采集位置，上传数据时也非常方便。为了满足大量数据实时性传输的要求，采集仪采用了802.11n协议与上位机进行通信。802.11n协议是Wi-Fi联盟在802.11a/b/g后面的一个无线传输标准协议，它比802.11a/b/g具有更快的数据传输速度和更强的信号稳定性。协议目的是为实现高带宽、高质量的WLAN服务，使无线局域网达到以太网的性能水平。在此，我们采用雷凌RALINK RT3070高速无线网卡，此网卡驱动支持Windows CE、Linux等嵌入式操作系统，兼容IEEE802.11b/g/n标准，具有体积小、信号稳定、数据传输速度快（最高可达150Mbps）等优点。

结语

本文以工业现场传感器及音视频信号的一体化采集为研究内容，把数据量巨大的音频及视频信号分别进行了硬件压缩编码，节省了CPU数据处理过程中的资源占用及数据传输带宽。利用S3C6410处理器集成度高、数据处理速度快的特点，设计了集多种物理量采集、处理、传输为一体的数据采集仪硬件平台。该采集仪具有体积小、集成度高、信号稳定、使用灵活等优点，可用于井下、电站、工厂等场所的数据采集及监控，具有广阔的应用前景。