基于嵌入式操作系统的多通道水质分析仪

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1、华中科技大学硕士学位论文摘要水质分析仪能够定量的测量各种工业和生活用水中的物理和化学成分，确定水体受污染的程度。便携式水质分析仪具有操作简单、携带方便、测量灵敏度高等特点，是环境现场水质监测的主要测量仪器。随着微处理器技术和软件技术的不断发展，传统基于前后台结构的编程方法已不能适应嵌入式系统中日益增加的复杂性，实时性、可靠性的要求。而嵌入式操作系统因其良好的任务管理和硬件支持，成为计算机科学的一个重要组成部分，并且已经被广泛应用于制造工业、过程控制、仪器仪表、通讯等领域。本文在介绍嵌入式操作系统

2、的基本原理、操作系统的编程思想及其在开发中所要注意的各种问题的基础上，以三种典型嵌入式操作系统为例，说明了如何进行多任务的创建，分析了它们的调度策略及任务切换过程。文中还以多通道水质分析仪为对象，该仪器能够支持多个用户在不同通道上对多种水质成分同时进行测量。介绍了仪器结构、测量过程、系统任务的划分、嵌入式操作系统的运用，以及与之相适应的微处理器平台和仪器硬软件的设计。这种微处理器结合嵌入式操作系统的设计方案提升了应用层次，降低了构建系统软件的难度，并且提高了系统的可靠性和实时性。本文最后介绍了这

3、种基于嵌入式操作系统的多通道水质分析仪的使用结果。实验表明，本文介绍的方法是切实可行的，达到了预期的设计要求，并且这种方法完全可以移植到其它系统设计之中。关键词：嵌入式操作系统;水质分析仪;RTX51;SmallRtos51;uClinuxI华中科技大学硕士学位论文AbstractWaterqualityanalyzercandetectthevalueofphysicalandchemicalelementsinthewaterandmakesuretheextentofthewaterpol

4、lution.Protablewaterqualityanalyzersareeasytomanipulateandsensitive.Theyarethemaininstrumentsofmonitoringwaterquality.Withthedevelopmentofmicrochiptechniqueandsoftwaretechnique,thetraditionalcontrolsoftwarewhichisbasedontheforeground/backgroundsystem

5、can’tfittotheincreasingcomplexityoftheembeddedsystemandtherequirementofthereal-timeabilityandreliability.Embeddedoperationsystemhasbecomeanimportantpartofthecomputerscience.Ithasbeenwidelyusedinmanufacturingindustry,processcontrol,instrumentdesign,co

6、mmunicationsystemsandsoon.Thisthesisoutlinestheconceptsoftheembeddedoperatingsystem,elucidatestheprogrammingmethodanddiversifiedproblemsbasedonembeddedoperatingsystem.Then,explainshowtocreatemulti-task,analysestheirschedulersandcontextswitchwiththree

7、typicalembeddedoperationsystem.Takethemulti-channelwaterqualityanalyzerasanexample,thestructureandmeasuringprocessareintroducedandthetaskpartitionofthissystemiscompleted.Onthebasisofembeddedoperationsystemandcompatiblemicrochip,thedesignofhardwareand

8、softwareisachieved.Thisschemeprovidesamethodtoreducethedifficultyofdesigningthecontrolsoftwareandenhancetheperformanceofthesystem.Attheendofthethesis,theapplicationresultsofthemulti-channelwaterqualityanalyzeraregivenout.Theresultsshowthatthemethodin