HK-2000系列数据采集仪说明书(V2)
重 要 声 明
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1.概述
HK-2000系列多路数据采集仪是北京环控系列数采仪的第二代产品，一款高性能、全功能、低功耗的基于嵌入式工业控制系统，嵌入式Linux系统设计，具有先进的嵌入式系统和丰富的端口资源，由于采用了嵌入式系统，结合各个行业特性决定其可以在很多行业内进行应用，能够为各个行业用户提供全方位的数据采集方案，本产品以最大限度满足客户的需求。
HK-2000系列多路数据采集仪致力于面向行业系统性用户，根据用户的实际情况提供GPRS、CDMA、
HK-2000采用开放式架构设计，在实现工业控制常用功能需求的情况下，便于用户根据自身需求，进行各种软硬件扩展，系统的核心是32位ARM920T核的高速ARM处理器AT91RM9200，AT91RM9200是一款高性能、低功耗、低成本的嵌入式ARM微处理器，作为一款高性价比的ARM处理器，AT91RM9200已被广泛应用于各种工业控制系统中。
HK-2000适用于嵌入式工业控制、移动计算等场合。
HK-2000系列多路数据采集仪在保持对业界先进技术密切跟踪的同时，以及对各个行业特性研究，参考各个行业标准，不断的提高产品的技术水平，为行业用户提供强大的应用支持，充分满足用户的远程数据采集业务的需求。
图1.1翻盖式机壳
图1.2
Gprs通讯模块
图1.3
V2内部核心板
HK-2000系列基于低功耗、低成本、高性能ARM920T内核，主频
HK-2000系列数据采集仪是集数据采集、数据储存、数据传送、远程控制强制采样输出等功能于一体的新型远程终端设备（Remote Terminal Unit 或 RTU，以下简称“采集仪”），专门用于工矿企业中，记录、上报污水排放数据，如流量数据，COD，氨氮、PH等浓度量数据，以及记录污水处理设施运行状况的开关量数据。远程计算机可以通过GPRS/CDMA对采集仪进行远程通信。计算机通过对采集仪发送各种通信命令，实现计算机对采集仪的远程实时监控、历史数据下载、强制采样、定时或立即反控以及运行参数配置、时钟校正、密码设定、查询报警信息等操作。该产品可广泛用于污染源与环境质量自动监控系统中。其通讯协议参考了国家环保总局的《污染源在线自动监控系统（监测）系统 数据传输和接口标准技术规范》.
2.介绍
2.1工作原理及特点
HK-2000系列基于低功耗、低成本、高性能ARM920T内核，主频
图1.4原理图
HK-2000系统板配置
l
AT91RM9200微处理器是一款由ATMEL设计生产的嵌入式ARM微处理器，采用208脚PQFP封装，内含一个ARM920T核和以下片内外围，其主要特性如下：
ARM920T
ARM-Thumb微处理器核：
工作频率：180MHz，运行速度：200MIPS；
内嵌16KB的数据Cache，16KB指令Cache，写缓冲区；
全功能的MMU（Memory
Management Unit）；
内嵌Debug通信通道的Emulator；
嵌入式Trace Macrocell
（仅限于256-ball BGA 封装）；
片内存储器：
内嵌16KB SRAM和128KB ROM，方便用户调试；
外部总线EBI接口：
支持SDRAM、Static Memory、Burst Flash、Glueless
Connection to CompactFlash®、 SmartMedia™ 和NAND Flash；
功能强大的片内外围电路：
增强型的时钟产生器和电源管理控制器；
带有两个PLL的片内振荡器；
慢速的时钟操作模式和软件电源优化能力；
四个可编程的外部时钟信号；
包括周期性中断、看门狗和第二计数器的系统定时器；
带有报警中断的实时时钟（RTC）；
调试单元，支持两线UART的Debug调试通道；
带有8个优先级、可单个屏蔽中断源、Spurious中断保护的先进中断控制器；
7个外部中断源和一个快速中断源；
四个32位的PIO控制器，可达122个可编程I/O引脚（每个都有输入控制、可中断及开路的输出能力）；
20通道的DMA控制器；
传输媒体独立接口（MII）或精简传输媒体独立接口（RMII）；
集成28字节的FIFOs和直接用于收发DMA通道；
双USB 2.0 主口(
两个片内收发器（208脚的PQFP封装只有一个）；
集成的FIFOs和DMA通道；
一个USB 2.0从口(
一个片内收发器；2KB可配置的集成FIFOs；
多媒体卡接口（Multimedia Card
Interface，MCI）：
支持自动协议控制和快速自动数据传输器；
兼容MMC卡和SD存储卡，最多可支持两个SD存储卡；
三个同步的串行控制器（Synchronous Serial
Controllers，SSC）：
每个收发器均有的独立的时钟和帧同步信号；
支持I2S模拟接口，支持时分多路复用；
支持32位高速连续数据流发送；
四个同步/异步收发器 (USART)：
支持ISO7816 T0/T1标准智能卡；
支持软、硬件握手功能；
支持RS485传输、速度可达115 Kbps的红外传输；
USART1带有全功能Modem控制线；
主/从串行外围接口（SPI）：
8/16位可编程数据长度，4个外围芯片选择信号；
两个3通道，16位的定时器/计数器（TC）：
3个外部时钟输入， 每个I/O通道有两个可以复用的I/O口；
双PWM生成，捕获/波形模式，向上和向下计数兼容；
两线接口（Two-wire
Interface，TWI）：
以主模式支持所有两线的Atmel EEPROMs设备；
供电电源：
1.65V 到1.95V for
VDDCORE, VDDOSC and VDDPLL；
1.65V 到3.6V for VDDIOP
(外设I/Os) and for
VDDIOM (内存I/Os)；
l 包含8MB的NOR Flash存储器
l 包含32MB SDRAM，作为程序的运行空间
l 包含64MB（可替换为128MB～2GB）的NAND Flash存储器
l 外接7个Rs232通讯端口
l 外接1个RS485通讯端口
l
内嵌
l
集成的USB通讯控制器，外扩了一个USB主口和一个USB从口，用于支持USB设备的读写
l 为方便系统的扩展，增加使用的灵活性，外扩了PC104总线接口，用户可以外接各种支持PC104接口的外设模块，便于用户组建复杂的嵌入式工业控制系统
l 外扩了16路12的ADC接口，可以支持电压信号和电流信号的A/D转换
l 外扩了1通道的16位DAC接口，支持电压信号和电流信号输出
l 外扩了立体声输入输出的音频接口，支持音频的录、放功能
l
设计了专门的2D显示接口控制器，支持标准的VGA信号接口，可以直接与标准VGA显示器连接
l 同时支持多种尺寸的STN/TFT LCD显示
l 设计专门的触摸屏接口
l 具有丰富的GPIO接口，支持多种复用功能，所有的GPIO分为三组（BGA封装为四组）：PA、PB、PC和PD（PD仅限于BGA封装）。引出了所有可用的GPIO，方便用户系统扩展
l 复位电路可以完成上电复位和系统运行时按键复位的功能。
系统软件配置:
l Linux嵌入式操作系统
l 嵌入式文件系统
l 相关的驱动程序
l 嵌入式数据库
l Web服务器
l 采用环境行业标准协议HJ/T 212-2005的GPRS/CDMA通讯程序(H2000SC)
l 采用环境行业标准协议HJ/T 212-2005的Modem的通讯程序(H2000SM)
l 采用环境行业标准协议HJ/T 212-2005的ADSL等以太网客户端通讯程序(H2000LC)
l 采用环境行业标准协议HJ/T 212-2005的ADSL等以太网服务器通讯程序(H2000LS)
l 系统在线自动升级更新程序(需要一定GPRS/CDMA数量流量)
l 数据采集以及开关量控制工艺程序(H2000GD)
l LCD数据显示程序(H2000LCD)
l 用户自己开发的扩展程序等
2.2系统组成
HK-2000系列多功能数据采集处理器硬件采用各个功能子模块分开设计，这样可以根据行业用户来量身订制。系统分为四个部分硬件组成：嵌入式主板（HK-9200）、通信单元、显示接口与输出接口和供电单元（HKP12）。
2.3技术指标及性能特点
l 基于低功耗、低成本、高性能ARM920T内核，主频
l 包含8MB的NOR Flash存储器
l 包含32MB SDRAM，作为程序的运行空间
l 包含64MB（可替换为128MB～2GB）的NAND Flash存储器
l 外接7个Rs232通讯端口
l 外接1个RS485通讯端口
l 内嵌
l 集成的USB通讯控制器，外扩了一个USB主口和一个USB从口，用于支持USB设备的读写,如摄像头,U盘等.
l 为方便系统的扩展，增加使用的灵活性，外扩了PC104总线接口，用户可以外接各种支持PC104接口的外设模块，便于用户组建复杂的嵌入式工业控制系统
l 16路12的ADC接口，可以支持电压信号和电流信号的A/D转换
l 16*2路隔离DIO接口
l 1通道的16位DAC接口，支持电压信号和电流信号输出
l 立体声输入输出的音频接口，支持音频的录、放功能
l 设计了专门的2D显示接口控制器，支持标准的VGA信号接口，可以直接与标准VGA显示器连接（专门定制）
l 同时支持多种尺寸的STN/TFT LCD显示（专门定制）
l 设计专门的触摸屏接口（专门定制）
l 具有丰富的GPIO接口，支持多种复用功能，所有的GPIO分为三组（BGA封装为四组）：PA、PB、PC和PD。引出了所有可用的GPIO，方便用户系统扩展（专门定制）
l 复位电路可以完成上电复位和系统运行时按键复位的功能。
图1.5 电子产品检验报告
