電化學(xué)工作站高效數(shù)據(jù)傳輸及存儲(chǔ)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、電化學(xué)測(cè)量系統(tǒng)的縮寫(xiě)就是電化學(xué)工作站,本質(zhì)是用來(lái)控制和監(jiān)測(cè)電化學(xué)設(shè)備的電流、電位及其他電化學(xué)參數(shù)的變化,常用于電化學(xué)研究和教學(xué)。本論文中的電化學(xué)工作站可進(jìn)行23種不同電化學(xué)測(cè)試,需要完成測(cè)試控制、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及數(shù)據(jù)分析功能,并且最高采樣頻率可達(dá)100MHz,而目前國(guó)內(nèi)外電化學(xué)工作站最高采樣率僅為10MHz。由于此設(shè)計(jì)需求,導(dǎo)致本系統(tǒng)在進(jìn)行電化學(xué)測(cè)試時(shí)產(chǎn)生大量的測(cè)試數(shù)據(jù),傳輸時(shí)需要較大的傳輸帶寬,存儲(chǔ)時(shí)需要更多的磁盤(pán)資源。這些問(wèn)題將

2、會(huì)影響系統(tǒng)的傳輸速率和性能,導(dǎo)致系統(tǒng)硬件資源不足。因此,本論文將圍繞提高電化學(xué)工作站測(cè)試數(shù)據(jù)的傳輸及存儲(chǔ)效率,進(jìn)行電化學(xué)工作站高效傳輸及存儲(chǔ)子系統(tǒng)和關(guān)鍵模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),展開(kāi)高效傳輸及存儲(chǔ)策略的研究。
　　本系統(tǒng)傳輸平臺(tái)以S3C2440A為主控芯片,其中CS8900A網(wǎng)絡(luò)傳輸芯片能提供的以太網(wǎng)傳輸速率低于10Mbps,而電化學(xué)工作站最高可達(dá)100MHz采樣率,同時(shí)又由于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的硬盤(pán)資源有限,因此系統(tǒng)傳輸速率與帶寬不匹配導(dǎo)致了傳輸

3、及存儲(chǔ)的瓶頸。分析電化學(xué)工作站測(cè)試數(shù)據(jù)特性,數(shù)據(jù)量大、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、較有規(guī)律、可能具有嚴(yán)格周期性等特點(diǎn)。因此,可采取數(shù)據(jù)壓縮傳輸及壓縮存儲(chǔ)的策略,提高數(shù)據(jù)的傳輸及存儲(chǔ)效率。本文將根據(jù)其數(shù)據(jù)特點(diǎn),分別從數(shù)據(jù)和信號(hào)兩個(gè)角度,研究與對(duì)比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)壓縮算法和重采樣算法,設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)ARM9+Linux的傳輸平臺(tái),Linux+Qt4的開(kāi)發(fā)環(huán)境,MFC+Oracle10g的控制及存儲(chǔ)平臺(tái),并提出將傳統(tǒng)數(shù)據(jù)壓縮和重采樣技術(shù)相結(jié)合的方式,進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)的傳輸

4、及存儲(chǔ)效率。
　　首先,研究與對(duì)比常用的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)壓縮算法,利用LZW壓縮算法處理冗余數(shù)據(jù),提高50％左右的數(shù)據(jù)壓縮傳輸及存儲(chǔ)效率。其次,鑒于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)壓縮并不能解決10倍左右的傳輸瓶頸,因此又研究與對(duì)比重采樣信號(hào)處理方式,在過(guò)采樣和多周期等效采樣情況下實(shí)現(xiàn)信號(hào)的重采樣壓縮傳輸,或者再與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)壓縮相結(jié)合。然后根據(jù)以上研究,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一款基于 S3C2440A的嵌入式控制平臺(tái),包括本系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸鏈路的軟硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),Linux系統(tǒng)移