1 系統整體設計
1．1 系統架構
整個數據采集傳輸系統結構如圖1所示。利用LPC2148對ADIS16355進行控制并負責把采集的數據送往SD卡，數據在存儲的同時可以利用ZigBee模塊進行無線的發送，送往客戶端接收處理。在接收端，可以利用客戶端平臺進行觀測處理采集的數據；也可以通過把SD卡取下來放PC機上進行分析。
1．2 電路設計
整個設計分為3部分：ADIS16355數據采集、ZigBee數據發送、SD卡數據存儲。
(1)數據采集與發送電路
電路連接如圖2所示。ADIS16355提供了SPI接口，主要由4個引腳構成：SCLK0、MOSI0、MISO0及SSEL0。其中SCLK0是整個SPI總線的公用時鐘引腳，MOSI0、MIS0為主機、從機的輸入輸出引腳。SSEL0是從機的標志引腳，對于相互通信的兩個SPI總線的器件，SSEL0引腳電平低的是從機，電平高的是主機。
發送模塊采用ZigBee模塊。在數據傳輸接口電路方面提供了通用異步收發模式(UART)，主要有RXD1、TXD1、DTR1。RXD1為數據的發送，TXD1為數據的接收；DTR1作為ZigBee模塊的控制，可以通過主控芯片LPC2148控制該引腳來對ZigBee模塊的功率進行控制，在數據不向外發送時，使該模塊工作在睡眠模式。
(2)存儲電路
考慮到系統攜帶的方便性以及對于數據存儲量大和低功耗的需求，選擇了SD卡。SD卡有兩種接口協議模式，分別為SD模式與SPI模式，不同的模式下各個引腳的定義不同。在具體的通信中，主機LPC2148只能選擇一種通信模式，卡會自動檢測復位命令的模式，而且在以后的通信中都會按照該種通信模式進行通信。
LPC2148自帶了硬件接口SPI，所以使用SPI接口訪問卡是很方便的。在圖3的電路設計中給出了4條線，SSEL1是主機LPC2148向卡發送的片選信號、MOS11是主機向卡發送的單向數據信號、SCLK1是主機向卡發送的時鐘信號、MISO1是卡向主機發送的單向數據信號。
1．3 系統設計中功耗的考慮
在數據采集傳輸方面，要求使用方便且工作時間長，所以在供電方面采用了可充電電池，這就對系統的功耗提出了一個要求，即必須是低功耗的，使系統能長達數月連續工作。LPC2148采用了精簡指令的32位高速處理器，供電電壓為3．3 V，內核電壓2．5 V，芯片功耗是比較低的。
傳感器模塊ADIS16355與ZigBee傳輸模塊都具有可編程的功耗控制，通過設置寄存器數據可以使其在待機模式下進入睡眠模式，充分滿足系統設計要求。經測試，系統在利用自制的可充電7 V電池，容量為1 300 mAh的供電條件下，可以連續工作4～5個月。
2 軟件設計
系統軟件設計主要分為3部分：SD卡的讀寫、傳感器數據采集、ZigBee數據收發，程序的流程如圖3所示。對于固件的程序開發采用Keil uVision3來完成，然后利用Keil ULINK2仿真器進行下載調試。
在此給出三軸傳感器ADIS16355數據采集的部分實現程序：
3 性能測試
該套數據采集設備采用了無線的ZigBee傳輸模塊構成自組織網絡，實測最大的無障礙通信距離可以達到400 m左右。