便携式数据处理器.doc

西安电子科技大学嵌入式系统实验计划项目立项书项目名称： 便携式数据处理设备 项目负责人： 苏浩楠 项目组成员： 李浪浪 李骏昊 曹刚 项目名称 便携式数据处理设备项目来源 学生自选题目资助经费项目完成时间2012年3月申请人(团队)姓名年级专业手机E-mail苏浩楠09级智能科学与技uhaonan_李浪浪09级智能科学与技李骏昊09级智能科学与技曹刚09级智能科学与技1、团队成员情况 苏浩楠：2010-2011学年参加学校的科研训练项目基于环境音检测的音频播放器辅助设备，参 加数学建模竞赛，获得学校二等奖； 李浪浪：参加国家创新实验计划忆阻器的应用与研究 ； 李骏昊: 参加2011-2012 TI杯C2000及MCU设计大赛； 曹刚: 参加数学建模竞赛，获得学校二等奖；2、国内外的研究现状及研究意义国内外现状：在最近几年里，移动通信和互联网成为当今世界发展最快、市场潜力最大、前景最诱人的两大业务。它们的增长速度都是任何预测家未曾预料到的。迄今，全球移动用户已超过15亿，互联网用户也已逾7亿。 随着移动互联网时代的来临，人们的生活越来越依赖于各种互联终端。 同时，随着信息化，智能化，网络化的发展，嵌入式系统技术也将获得广阔的发展空间。美国著名未来学家尼葛洛庞帝99年1月访华时预言，45年后嵌入式智能工具将是PC和因特网之后最伟大的发明。具有体积小、低功耗的、专用型的嵌入式系统正是当今时代的一个潮流方向。作为经常处理实验数据，需要实时数据处理的我们，迫切的需要一个经济、便携的移动平台。嵌入式系统是根据应用需求对软硬件进行裁剪，以满足应用系统的功能、可靠性、成本、体积等要求。 目前广泛使用的ARM处理器是嵌入式系统的理想开发平台，其三大特点是：耗电少功能强、16位/32位双指令集和合作伙伴众多。基于Linux的嵌入式系统有着巨大的优势：首先，Linux是开放源代码的，不存在黑箱技术，遍布全球的众多Linux爱好者又是Linux开发者的强大技术支持；其次，Linux的内核小、效率高，内核的更新速度很快，Linux是可以定制的，其系统内核最小只有约134KB。第三，Linux是免费的操作系统，在价格上极具竞争力。目前嵌入式Linux的应用领域非常广泛，主要的应用领域有:信息家电、PDA 、机顶盒、Screen Phone 、数据网络、Ethernet Switches、Router、Bridge、Hub、Remote access servers、ATM、远程通信、医疗电子、交通运输计算机外设、工业控制、航空航天领域等。由此,基于Linux的嵌入式计算平台正是一个很好的载体，具有很大的开发价值与应用潜力。研究意义; 市场上大多数的数据处理产品，基本可以分为专业数据处理与日常应用两大类。 前者多为单一领域的数据处理，对于系统环境，硬件设备的要求很严格，并且大多为授权软件，使用成本很高。更重要的是，这些专业处理软件对使用者的要求较高，需要有较深的专业基础与丰富的编程经验。这些不足都极大的阻碍了专业数据处理软件的发展。而日常数值处理的软件功能又过于简单，对于理工研究的数据处理支持有限，难以满足研究人员常用的科研计算。相比而言，该开发平台具有如下特点：1. 该平台采用简单易懂的界面交互方式，使用者无需掌握专门的知识便可操作，完成数据处理，降低了对使用者的要求，适合科研工作的日常计算；2. 集数学计算、信号处理、统计分析于一体，可以多方面实现数据处理，并且为以后增加专业包提供接口，可以对不同领域的数据做出初步处理，各个领域都可使用，有很大的扩展前景；3. 该平台充分发挥ARM的便携特性与Linux的开源优势，充分发挥硬件优势，能够对数据进行实时的处理，较快的得出结果，十分适合实验室中的科研工作。3、项目研究的主要内容及目标 本项目旨在研发便携信号处理器，采用ARM11为核心处理器，以Linux为系统开发平台，采用GCC，开发支持图形显示、可视化桌面的数据处理软件。主要内容实现如下： 1、实现数学通用多功能计算； 2、实现专业信号处理功能，实现方式如下： （1）通过蓝牙模块或无线模块接收数据信号，对信号进行收集，之后传输至系统平台； （2）根据输入要求判断将信号分到具体的模块进行处理； 3、实现图形处理、绘图功能； 4、实现大量数据的统计分析；4、项目实施方案及实施计划 项目实施方案：本项目基于Linux开发环境中，利用GCC编译环境开发该软件系统，支持图形显示、可视化桌面，以实现方便、快捷、多功能处理数据。该软件结构框架以及主要模块设计如下：主要模块说明： 1、输入模块：本软件系统开发可视化触摸界面和输入软键盘，可以在触摸屏上完成数据和处理要求的输入；同时可以选择通过蓝牙或无线的方式从外部完成信息、图形的输入； 2、处理模块：（1）数学多功能计算：实现通用多功能机计算，主要实现基本运算、三角函数计算、微积分运算功能、方程求解，同时可以实现图形化显示三角函数、微积分等可视化函数的结果； （2)统计分析：实现大量数据的平均数、方差、置信区间的处理，并在图形中显示数据各参数；同时根据要求绘出大量数据形成的图形（折线图、直方图、饼形图等）以及表格； (3)信号处理：实现信号的一般处理，通过蓝牙（无线）模块或自身模拟接收数据信号，根据要求进行傅里叶变换、电学量测量、卷积积分等计算，并绘出傅里叶变换图像。同时输出一份关于信号各个参数处理和分析的报告； (4)图形处理：实现可以对大量数据进行线性、二项式、一般多项式拟合以及函数绘图功能； 3、输出模块：根据要求输出可视化图形结果或生成数据分析结果报告；程序流程图： 5、实验实施计划： 2011年10月2011年11月 1、分工查阅资料，对作品的设计形成更加准确的整体认识，建立基本的设计方案，确定详细实施计划； 2、熟悉Linux系统环境，以及GCC的编程环境； 3、学习相应模块的知识并进行简易的编程； 2011年11月2012年1月底 1、成员分块对各模块进行编程设计，并进行相应的测试； 2、根据进度在一定程度上完成系统的整体搭建； 2012年2月2012年3月 完成系统的整体搭建， 测试整个系统的各模块，进一步整体测试，发现并优化细小的问题，提高系统的稳定性和实用性。6、成员分工 苏浩楠：主要负责数学多功能计算模块，软件系统的整体组建