fatfs文件系统在微型水声监测系统中的应用

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1、FatFs文件系统在微型水声监测系统中的应用　　摘要：以典型微型水声监测系统硬件结构为例，分析了几种常见嵌入式应用方面的文件系统的优缺点，介绍了FatFs文件系统的详细移植方法和过程，最后以监测系统的实际使用效果证明了应用FatFs文件系统的优势。　　关键词：FatFs；文件系统；水声；监测系统　　中图分类号：TP368文献标识码：A文章编号：1009-3044（2016）22-0200-03　　Abstract：Takethehardwarestructureofthetypicalminiature

2、hydroaccousticmonitoringsystemasanexample，thispaperanalyzestheadvantagesanddisadvantagesofseveralcommonfilesystemsinembeddedsystemapplication，andintroducesthemethodandprocessofmigratingFatFsfilesystemindetail，finallythepracticeeffectprovesthatFatFsfilesy

3、stembenefitsminiaturehydroaccousticmonitoringsystem.　　Keywords：FatFs；filesystem；hydroaccousticmonitoringsystem　　1引言12　　随着科学技术的进一步发展和海洋探索的进一步加深，采用电池供电的便携式微型监测系统在水声信号采集和存储领域有着更多的需求[1]。尤其是目前对水声监测系统越来越长的工作时间要求，致使监测数据动辄几百M、几G甚至几十G字节，在这种情况下，对监测数据采用何种存储方式就显得尤为重

4、要。　　传统的存储方式一般采用在软盘、光盘、硬盘、闪存等存储介质上直接写入监测数据，完成监测任务后再使用特定编写的软件读出监测数据，转换成与操作系统兼容的TXT、DAT、XLS等文件，以便分析使用或者归档存储。随着存储数据量的越来越大，这种传统存储方式的弊端也愈发突出，如无法避免的转换过程、转换时间越来越长、多次记录数据管理能力的缺失等，都成为了水声监测系统发展上的制约。采用嵌入文件系统的存储方式，可以直接把数据存储为与操作系统兼容的文件格式，并且支持多次记录数据的管理，从而简化监测系统设计上的复杂度，

5、减少监测任务后的数据处理时间，增加水声监测系统使用方法上的灵活性。　　2硬件结构　　本文重在讨论FatFs文件系统在微型水声监测系统中的应用，因此硬件系统结构选择有代表性的典型部件来举例说明。在此，我们选择STM32F103RE作为MPU，ADS8326为AD采样核心器件，16GMicroSD卡作为存储介质。此外，硬件系统器件均采用低功耗器件，并进行最小化电路设计，使得我们可以选择普通手机电池为系统电源，以达到降低硬件系统成本和减少系统复杂度的目的。硬件结构如图1所示。　　3文件系统12　　操作系统中负

6、责管理和存储文件信息的软件机构称为文件管理系统，简称文件系统[2]。文件系统由三部分组成：与文件管理有关的软件、被管理的文件以及实施文件管理所需的数据结构。从系统角度来看，文件系统是对文件存储空间进行组织和分配，负责文件存储并对存入的文件进行保护和检索的系统。具体地说，它负责为用户建立文件，存入、读出、修改、转储文件，控制文件的存取，当用户不再使用时撤销文件等。　　3.1常见文件系统对比　　我们最早和经常接触的文件系统主要在计算机应用方面，比较常见的有window系统的FAT12、FAT16、FAT32

7、和NTFS，Linux系统的Ext2、Ext3和Ext4，还有大部分光盘使用的CDFS等。同样，在嵌入式系统应用方面，也有UC/FS、ZLG/FS、efsl、MINIFAT、FatFs等众多常见文件系统，下面进行简要介绍[3-4]。　　UC/FS是由Micrium公司开发的文件系统，它是一个高度可移植、可固化的嵌入式FAT文件系统。UC/FS是为与各种类型的硬件兼容而设计的，它适用于所有的存储介质。但它是一个付费的嵌入式文件管理系统，是一个商业版软件，它比较大，且对磁盘的操作效率不高。　　ZLG/FS是

8、广州周立功单片机科技有限公司开发的嵌入式文件系统，其公司很多的开发板上面都送了这个文件系统的源代码，但它对磁盘读写操作速度太慢，不适用于实际应用，比较适用于教学。　　efsl是sourceforge.net网站发布的一个开源、免费的文件系统，它的整体结构很简单，只需要提供读扇区和写扇区2个函数即可，因此移植工作量很少，但它功能较少，稳定性较差。　　MINIFAT是Toshiba提供的一个文件系统，此文件系统只支持12fat12/16，提供了