CN114647449B - 一种终端设备的数据处理方法、装置及其系统 - Google Patents

一种终端设备的数据处理方法、装置及其系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种终端设备的数据处理方法、装置及其系统，应用于微处理器中，所述终端设备通过接口模块与FPGA通信，包括：从接口模块读取通道配置状态，所述通道配置状态表征与所需启动的终端设备匹配的一个或多个采集通道；其中，一个或多个采集通道位于所述接口模块内；根据所述通道配置状态获取配置程序；将所述配置程序发送至所述FPGA以令所述FPGA根据所述配置程序初始化所需启动的所述终端设备；获取终端数据，所述终端数据为所述FPGA从匹配的每个所述采集通道处获取的所述终端设备采集的终端数据；将所述终端数据发送至服务器端。本发明所述的方法解决了多终端设备组合使用以及新型终端设备扩展难的问题。

Description

一种终端设备的数据处理方法、装置及其系统
技术领域
本发明涉及物联网硬件设计技术领域，尤其涉及一种终端设备的数据处理方法、装置及其系统。
背景技术
随着物联网技术的发展，物联网应用越来越广泛。地质灾害监测也属于物联网领域的一种重要应用，主要是通过多种传感器监测地质的一些参数变化，如形变、水位、流量等，从而测量、监控地质灾害活动及各种诱发因素的动态变化。
地质灾害监测行业有如下特点：1)由于地质结构较为复杂，且不同区域形态不一，因此难以有标准的测量方法，使用传感器的种类和参数差异较大，因此会根据不同的监测主体，需要不同的传感器进行组合使用。2)对于地质结构模型以及算法仍处于探索和完善过程，同时随着技术的发展，会有多种新的传感技术以及传感器出现，导致应用碎片化，需求变化较快。3)物联网行业的普遍特点，对设备的小型化、低功耗、低成本等有着较高的要求。
基于以上特点，传统的处理方法存在如下问题：现有数据采集设备采用专有芯片，需尽可能预留多种传感器接口，导致必须选用资源丰富的处理器，同时设备尺寸偏大，对于多种传感器组合仍不够灵活。
发明内容
鉴于上述传统的处理方法带来多传感器组合使用以及新型传感器扩展难的问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种终端设备的数据处理方法、装置及其系统。
依据本发明的一个方面，提供一种终端设备的数据处理方法，应用于微处理器中，所述终端设备通过接口模块与FPGA通信，包括：
从接口模块读取通道配置状态，所述通道配置状态表征与所需启动的终端设备匹配的一个或多个采集通道；其中，一个或多个采集通道位于所述接口模块内；
根据所述通道配置状态获取配置程序；
将所述配置程序发送至所述FPGA以令所述FPGA根据所述配置程序初始化所需启动的所述终端设备；
获取终端数据，所述终端数据为所述FPGA从匹配的每个所述采集通道处获取的所述终端设备采集的终端数据；
将所述终端数据发送至服务器端。
优选的，根据所述通道配置状态获取配置程序包括：
获取配置程序列表；
判断所述配置程序列表中是否包含与所述通道配置状态匹配的配置程序；
若包含，则获取所述配置程序；
若不包含，则从外部接收所述配置程序并写入所述配置程序列表中。
优选的，获取终端数据具体包括：
获取命令寄存器的数据状态位；
判断所述命令寄存器的数据状态位是否为第一数据；所述第一数据表征所述FPGA已获取所述终端数据并存入数据寄存器；所述命令寄存器与数据寄存器均位于所述FPGA内；
若所述命令寄存器的数据状态位为第一数据，则从所述数据寄存器中获取所述终端数据。
优选的，将所述终端数据发送至服务器端后，所述方法还包括：
判断所述终端数据是否已全部获取完毕；
若是，则进入第一状态并控制所述FPGA进入所述第一状态，所述第一状态表征低功耗状态；
当在所述第一状态下获取到所述终端设备发送的触发信号后，由所述第一状态进入第二状态并控制所述FPGA由所述第一状态进入所述第二状态，所述第二状态表征唤醒状态；
根据所述第二状态向所述FPGA发送读取数据命令，所述读取数据命令用于命令所述FPGA通过所述采集通道获取所述终端设备的终端数据；
根据所述读取数据命令从所述FPGA处获取所述终端数据并发送至服务器端。
根据本发明的另一个方面，提供一种终端设备的数据处理方法，应用于FPGA中，所述终端设备通过接口模块与FPGA通信，包括：
接收配置程序，所述配置程序为微处理器根据通道配置状态获取的配置程序，所述通道配置状态为所述微处理器从接口模块读取的表征与所需启动的终端设备匹配的一个或多个采集通道；其中，一个或多个采集通道位于所述接口模块内；
响应于所述配置程序以初始化所需启动的终端设备；
从每个所述采集通道处获取所述终端设备采集的终端数据。
优选的，从每个所述采集通道处获取所述终端设备采集的终端数据后，所述方法还包括：
将所述终端数据存入数据寄存器后将命令寄存器的数据状态位置为第一数据，所述第一数据表征所述FPGA已获取所述终端数据并存入数据寄存器；所述命令寄存器与数据寄存器均位于所述FPGA内。
根据本发明的另一个方面，提供一种终端设备的数据处理装置，应用于微处理器中，所述终端设备通过接口模块与FPGA通信，包括：
第一读取单元，用于从接口模块读取通道配置状态，所述通道配置状态表征与所需启动的终端设备匹配的一个或多个采集通道；其中，一个或多个采集通道位于接口模块内；
第一获取单元，用于根据所述通道配置状态获取配置程序；
第一发送单元，用于将所述配置程序发送至所述FPGA以令所述FPGA根据所述配置程序初始化所需启动的所述终端设备；
第二获取单元，用于获取终端数据，所述终端数据为所述FPGA从匹配的每个所述采集通道处获取的所述终端设备采集的终端数据；
第二发送单元，用于将所述终端数据发送至服务器端。
根据本发明的另一个方面，提供一种终端设备的数据处理装置，应用于FPGA中，所述终端设备通过接口模块与FPGA通信，包括：
第一接收单元，用于接收配置程序，所述配置程序为微处理器根据通道配置状态获取的配置程序，所述通道配置状态为所述微处理器读取的表征与所需启动的终端设备匹配的一个或多个采集通道；其中，一个或多个采集通道位于所述接口模块内；
初始化单元，用于响应于所述配置程序以初始化所需启动的终端设备；
第三获取单元，用于从每个所述采集通道处获取所述终端设备采集的终端数据。
根据本发明的另一个方面，提供一种终端设备的数据处理系统，包括：
FLASH存储器，用于存储配置程序；
微处理器，用于执行如上任一项所述终端设备的数据处理方法的步骤；
FPGA，用于执行如上任一项所述终端设备的数据处理方法的步骤；
接口模块，所述FPGA通过所述接口模块与终端设备通信，所述接口模块包括一个或多个采集通道以及通道配置接口。
根据本发明的另一个方面，提供一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行如上任一项所述终端设备的数据处理方法的步骤。
通过上述终端设备的数据处理方法、装置及其系统解决了传统的处理方法带来多传感器组合使用以及新型传感器扩展难的问题，实现了终端设备组合使用灵活，并易于新型终端设备的扩展。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中一种终端设备的数据处理方法的流程图；
图2为本发明另一实施例中一种终端设备的数据处理方法的流程图；
图3为本发明另一实施例中一种终端设备的数据处理方法的流程图；
图4为本发明实施例中一种终端设备的数据处理装置结构示意图；
图5为本发明另一实施例中一种终端设备的数据处理装置结构示意图；
图6为本发明实施例中一种种终端设备的数据处理系统结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种终端设备的数据处理方法，应用于微处理器中，所述终端设备通过接口模块与FPGA通信，如图1所示，所述方法包括：
步骤101，从接口模块读取通道配置状态，所述通道配置状态表征与所需启动的终端设备匹配的一个或多个采集通道；其中，一个或多个采集通道位于所述接口模块内；
步骤102，根据所述通道配置状态获取配置程序；
步骤103，将所述配置程序发送至所述FPGA以令所述FPGA根据所述配置程序初始化所需启动的所述终端设备；
步骤104，获取终端数据，所述终端数据为所述FPGA从匹配的每个所述采集通道处获取的所述终端设备采集的终端数据；
步骤105，将所述终端数据发送至服务器端。
本发明提供的一种终端设备的数据处理方法基于微处理器与FPGA硬件结构的基础上，利用FPGA可重构特性通过接口模块接入多种接口形式的终端设备并通过上述实施例的流程，使得终端设备可灵活的组合使用，解决多传感器组合使用以及新型传感器扩展难的技术问题。
具体的，所述终端设备可以为各种形式的传感器，包括但不限于具有IIC接口的磁方位角传感器、SPI接口的加速度计传感器和UART接口的GPS模块等。微处理器采用STM32L151处理芯片，所述接口模块中包含一个或多个采集通道以及通道配置接口，每个所述采集通道包括P个IO接口，每个IO接口可连接一个终端设备，因此一个采集通道可以获取多个终端设备的终端数据。所述接口模块中包括M个IO接口作为通道配置接口，用于传输通道配置状态，因此所述接口模块总的IO接口数量为M+P*N，且M个通道配置接口可支持2M种通道配置状态，即每种不同的通道配置状态可以根据实际需求对终端设备的选取排列组合。较佳的，接口模块为双向电平转换模块，可以根据实际适用的接口电压和驱动电流选择合适的芯片。本发明实施例中，当接口模块采用SN74AVC16T245 IO接口时，其逻辑电平为3.3V，每个采集通道包含6个IO接口，因此IO接口的数量为M+6*N，每个采集通道可以兼容IIC、UART、SPI以及控制信号等多种形式的接口。所述FPGA采用iCE40LP处理芯片，可以通过接口模块接入多种接口形式的终端设备，且所述FPGA支持多个外部程序加载，因此可以加载多个配置程序。
在上述步骤101中，通道配置状态表征与所需启动的终端设备匹配的一个或多个采集通道。例如，当从接口模块的3个通道配置接口中读取的通道配置状态为“010”，该通道配置状态为与所需启动终端设备IIC接口磁方位角传感器、SPI接口的加速度计传感器和UART接口的GPS模块匹配采集通道。在本实施例中，采用3个IO接口作为通道配置接口，因此可具有8种通道配置状态。
在步骤102中，根据所述通道配置状态“010”获取配置程序，该配置程序即是与IIC接口磁方位角传感器、SPI接口的加速度计传感器和UART接口的GPS模块相关的配置程序，所述配置程序用于初始化磁方位角传感器、加速度计传感器和GPS模块。具体的，所述配置程序存储在程序存储模块，可以根据配置程序的大小以及数量选择容量合适的程序存储模块，所述程序存储模块为非易失性存储器，包括EEPROM或者SPI FLASH，需要针对FPGA型号选用专用存储器，在本发明实施例中可以采用FLASH存储器。
在步骤103中，所述FPGA接收配置程序后根据所述配置程序初始化所需启动的所述终端设备；当终端设备完成初始化后就可以执行终端数据的采集工作并通过与FPGA匹配的采集通道将所述终端数据提供给FPGA以供FPGA保存，由于FPGA可并行接收数据，因此在本发明实施例中FPGA并行接收多个采集通道提供的终端数据，节约工作时间。
在步骤104及105中，微处理器从FPGA处获取终端数据并将所述终端数据发送至服务器端以利后续大数据融合计算。
在本发明上述具体的实施例中，FPGA并行采集多终端设备的终端数据，多源数据之间延时较小，易于后期大数据融合计算，节约设备工作时间，利于功耗优化。同时采用微处理器与FPGA主从处理单元模式，微处理器更适合处理串行任务，FPGA更适合处理并行任务，合理有效的进行任务处理，提高硬件资源的利用率。
本发明实施例所述的一种终端设备的数据处理方法，较佳的，根据所述通道配置状态获取配置程序包括：
获取配置程序列表；所述配置程序列表为包含已有配置程序的列表。配置程序列表中包含程序存储器所存储的所有配置程序，每个配置程序对应一个通道配置状态。
微处理器判断所述配置程序列表中是否包含与所述通道配置状态匹配的配置程序。若所述配置程序列表中包含与所述通道配置状态匹配的配置程序，则获取所述配置程序并加载该配置程序为当前通道配置状态所选择的配置程序。
若所述配置程序列表中不包含与所述通道配置状态匹配的配置程序，则从外部接收所述配置程序并写入所述配置程序列表中。具体的，可以通过4G或串口从外部获取新的配置程序并存入程序存储器，同时写入配置程序列表中以利后续再次读取。
本发明实施例所述的一种终端设备的数据处理方法，较佳的，获取终端数据具体包括：
获取命令寄存器的数据状态位，具体的实施例中，FPGA获取完终端设备采集的终端数据后直接存入数据寄存器，并将此过程写入命令寄存器的数据状态位。
判断所述命令寄存器的数据状态位是否为第一数据；所述第一数据表征所述FPGA已获取所述终端数据并存入数据寄存器；所述命令寄存器与数据寄存器均位于所述FPGA内。
若所述命令寄存器的数据状态位为第一数据，意味着FPGA已获取所述终端数据并存入数据寄存器，则从所述数据寄存器中获取所述终端数据，随后命令寄存器的数据状态位又被置为第二数据，所述第二数据表示所述数据寄存器中的终端数据已被取走。
微处理器通过不断的查询命令寄存器的数据状态位，当查询到所述数据状态位为第一数据，例如数据状态位为“1”时，就从数据寄存器中读取最新的终端数据，并通过4G将终端数据发送到指定的服务器端。
本发明实施例所述的一种终端设备的数据处理方法，较佳的，将所述终端数据发送至服务器端后，所述方法还包括：
判断所述终端数据是否已全部获取完毕；
若是，表示数据寄存器中不再有任何终端数据，且命令寄存器的数据状态位为第二数据时，则进入第一状态并控制所述FPGA进入所述第一状态，所述第一状态表征低功耗状态，即微处理器和FPGA均进入低功耗状态，等待终端设备的触发。
当在所述第一状态下获取到所述终端设备发送的触发信号时，代表终端设备已获取新的终端数据，即有新的终端数据待接收，此刻由所述第一状态进入第二状态并控制所述FPGA由所述第一状态进入所述第二状态，所述第二状态表征唤醒状态。例如，当加速度传感器发生未知变化后，触发正在低功耗状态下的微处理器，微处理器接收到该触发信号后，从低功耗状态下唤醒，同时唤醒FPGA。
微处理器根据所述第二状态向所述FPGA发送读取数据命令，所述读取数据命令用于命令所述FPGA通过所述采集通道获取所述终端设备的终端数据；
所述FPGA根据所述读取数据命令，并行获取多个采集通道发送的终端数据并保存至数据寄存器，由微处理器再根据上述步骤获取命令寄存器的数据状态位，根据数据状态位为第一数据时从数据寄存器中读取终端数据并发送至服务器端。
本发明实施例还提供一种终端设备的数据处理方法，应用于FPGA中，所述终端设备通过接口模块与FPGA通信，如图2所示，所述方法包括：
步骤201，FPGA接收配置程序，所述配置程序为微处理器根据通道配置状态获取的配置程序，所述通道配置状态为所述微处理器从接口模块读取的表征与所需启动的终端设备匹配的一个或多个采集通道；其中，一个或多个采集通道位于所述接口模块内。具体的FPGA根据微处理器的控制而被启动，随后接收微处理器发送的配置程序。
步骤202，FPGA响应于所述配置程序以初始化所需启动的终端设备，用于令所述终端设备实时采集终端数据。
步骤203，从每个所述采集通道处获取所述终端设备采集的终端数据，其中，终端设备采集终端数据完成后，FPGA通过接口模块中的采集通道获取终端设备实时采集的终端数据并存入数据寄存器中。
本发明实施例中所述的一种终端设备的数据处理方法，较佳的，从每个所述采集通道处获取所述终端设备采集的终端数据后，所述方法还包括：
将所述终端数据存入数据寄存器后将命令寄存器的数据状态位置为第一数据，所述第一数据表征所述FPGA已获取所述终端数据并存入数据寄存器；所述命令寄存器与数据寄存器均位于所述FPGA内。这样微处理器不断读取命令寄存器的数据状态位当数据状态位为第一数据时，微处理器便去数据寄存器中获取FPGA刚存入数据寄存器中的终端数据。
本发明一具体的实施例提供一种终端设备的数据处理方法，所述终端设备通过接口模块与FPGA通信，如图3所示，所述方法包括：
步骤301，微处理器从接口模块读取通道配置状态；具体的，所述接口模块包括通道配置接口，微处理器从相应的通道配置接口中读取通道配置状态，其中通道配置接口的数量与通道配置状态的数量相关。例如，通道配置接口的数量为M，那么可包含2M种通道配置状态。
步骤302，微处理器根据所述通道配置状态获取配置程序。每一种通道配置状态对应一个配置程序，该配置程序存储在程序寄存器中。
在步骤302之前，所述方法还包括：判断配置程序列表中是否包含与所述通道配置状态匹配的配置程序；若包含，则意味着程序寄存器中存储有所需的配置程序，那么可以执行步骤302。如果配置程序列表中不包含与所述通道配置状态匹配的配置程序，则意味着程序寄存器中并没有所需的配置程序，因此需要接收外部发送的新的配置程序并存入程序寄存器中，随后执行步骤303。
步骤303，微处理器将所述配置程序发送至FPGA，此时FPGA已被启动。
步骤304，FPGA根据所述配置程序初始化所需启动的所述终端设备；由于FPGA可以根据所述配置程序与终端设备通信，因此在启动终端设备时，先由FPGA根据配置程序初始化终端设备，当终端设备被初始化后，就可以根据需要实施采集终端数据了。
步骤305，终端设备被启动后采集当前的终端数据。
步骤306，接口模块从所述终端设备中获取终端数据；终端数据通过接口模块的采集通道传输至FPGA。
步骤307，FPGA从接口模块并行获取终端数据并存入数据寄存器，同时将命令寄存器的数据状态位置为第一数据，所述第一数据表征所述FPGA已获取所述终端数据并存入数据寄存器；所述命令寄存器与数据寄存器均位于所述FPGA内；
步骤308，微处理器获取FPGA中的命令寄存器的数据状态位，该数据状态位可通过1位或多位二进制码表示；
步骤309，微处理器判断所述数据状态位是否为第一数据，即判断数据寄存器中是否包含尚未读取的终端数据。
步骤310，若命令寄存器的数据状态位为第一数据，则微处理器从数据寄存器中获取所述终端数据；
步骤311，微处理器将所述终端数据发送至服务器端。
较佳的实施例中，所述方法还包括：微处理器判断所述终端数据是否已全部获取完毕；
若是，表示数据寄存器中不再有任何终端数据，且命令寄存器的数据状态位为第二数据时，则微处理器进入第一状态并控制所述FPGA进入所述第一状态，所述第一状态表征低功耗状态，即微处理器和FPGA均进入低功耗状态，等待终端设备的触发。
另一较佳的实施例中，在步骤309判断所述数据状态位是否为第一数据时，若判断结果为否，即所述数据状态位不是第一数据时，则微处理器进入第一状态并控制所述FPGA进入所述第一状态。
当微处理器在所述第一状态下获取到所述终端设备发送的触发信号时，代表终端设备已获取新的终端数据，即有新的终端数据待接收，此刻微处理器由所述第一状态进入第二状态并控制所述FPGA由所述第一状态进入所述第二状态，所述第二状态表征唤醒状态。
微处理器根据所述第二状态向所述FPGA发送读取数据命令，所述读取数据命令用于命令所述FPGA通过所述采集通道获取所述终端设备的终端数据；
所述FPGA根据所述读取数据命令，并行获取多个采集通道发送的终端数据并保存至数据寄存器，由微处理器再根据上述步骤获取命令寄存器的数据状态位，根据数据状态位为第一数据时从数据寄存器中读取终端数据并发送至服务器端。上述具体的实施例采用微处理器与FPGA主从处理单元模式，利用微处理器更适合处理串行任务，FPGA更适合处理并行任务，从而达到合理有效的进行任务处理，提高硬件资源的利用率。
本发明实施例还提供一种终端设备的数据处理装置，应用于微处理器中，所述终端设备通过接口模块与FPGA通信，如图4所示，包括：
第一读取单元401，用于从接口模块读取通道配置状态，所述通道配置状态表征与所需启动的终端设备匹配的一个或多个采集通道；其中，一个或多个采集通道位于接口模块内；
第一获取单元402，用于根据所述通道配置状态获取配置程序；
第一发送单元403，用于将所述配置程序发送至所述FPGA以令所述FPGA根据所述配置程序初始化所需启动的所述终端设备；
第二获取单元404，用于获取终端数据，所述终端数据为所述FPGA从匹配的每个所述采集通道处获取的所述终端设备采集的终端数据；
第二发送单元405，用于将所述终端数据发送至服务器端。
较佳的实施例中，所述数据处理装置还包括：
第四获取单元，用于获取配置程序列表；
第一判断单元，用于判断所述配置程序列表中是否包含与所述通道配置状态匹配的配置程序；
第五获取单元，用于若包含，则获取所述配置程序；
第二接收单元，用于若不包含，则从外部接收所述配置程序并写入所述配置程序列表中。
第六获取单元，用于获取命令寄存器的数据状态位；
第二判断单元，用于判断所述命令寄存器的数据状态位是否为第一数据；所述第一数据表征所述FPGA已获取所述终端数据并存入数据寄存器；所述命令寄存器与数据寄存器均位于所述FPGA内；
第七获取单元，用于若所述命令寄存器的数据状态位为第一数据，则从所述数据寄存器中获取所述终端数据。
第三判断单元，用于判断所述终端数据是否已全部获取完毕；
第一控制单元，用于若是，则进入第一状态并控制所述FPGA进入所述第一状态，所述第一状态表征低功耗状态；
状态变更单元，用于当在所述第一状态下获取到所述终端设备发送的触发信号后，由所述第一状态进入第二状态并控制所述FPGA由所述第一状态进入所述第二状态，所述第二状态表征唤醒状态；
第三发送单元，用于根据所述第二状态向所述FPGA发送读取数据命令，所述读取数据命令用于命令所述FPGA通过所述采集通道获取所述终端设备的终端数据；
第八获取单元，用于根据所述读取数据命令从所述FPGA处获取所述终端数据并发送至服务器端。
本发明实施例还提供一种终端设备的数据处理装置，应用于FPGA中，所述终端设备通过接口模块与FPGA通信，如图5所示，所述装置包括：
第一接收单元501，用于接收配置程序，所述配置程序为微处理器根据通道配置状态获取的配置程序，所述通道配置状态为所述微处理器读取的表征与所需启动的终端设备匹配的一个或多个采集通道；其中，一个或多个采集通道位于所述接口模块内；
初始化单元502，用于响应于所述配置程序以初始化所需启动的终端设备；
第三获取单元503，用于从每个所述采集通道处获取所述终端设备采集的终端数据。
较佳的实施例中，所述数据处理装置还包括：
第一存储单元，用于将所述终端数据存入数据寄存器后将命令寄存器的数据状态位置为第一数据，所述第一数据表征所述FPGA已获取所述终端数据并存入数据寄存器；所述命令寄存器与数据寄存器均位于所述FPGA内。
本发明一实施例还提供一种终端设备的数据处理系统，如图6所示，包括：
FLASH存储器61，用于存储配置程序；所述配置程序为微处理器根据通道配置状态获取的配置程序，所述通道配置状态为所述微处理器从接口模块读取的表征与所需启动的终端设备匹配的一个或多个采集通道。
微处理器62，用于执行如上任一具体实施例中应用于微处理器中的所述终端设备的数据处理方法的步骤；
FPGA63，用于执行如上任一具体实施例中应用于FPGA中的所述终端设备的数据处理方法的步骤；
接口模块64，所述FPGA通过所述接口模块与终端设备通信，所述接口模块包括一个或多个采集通道641以及通道配置接口642。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行上任一实施例所述终端设备的数据处理方法的步骤。
综上所述，本发明实施例所述的终端设备的数据处理方法、装置及其系统具有以下有益效果：
1)通过多个采集通道接入终端设备，每个采集通道支持多种接口形式，终端设备组合使用灵活，并易于新型终端设备扩展。
2)使用FPGA并行采集多个终端设备的终端数据，多源数据之间延时较小，易于后期大数据融合计算。同时节约设备工作时间，利于功耗优化。
3)采用微处理器与FPGA主从处理单元模式，合理有效的进行任务处理，提高硬件资源的利用率。
应理解，在本发明的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
还应理解，在本发明实施例中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种终端设备的数据处理方法，应用于微处理器中，所述终端设备通过接口模块与FPGA通信，其特征在于，包括：
从接口模块读取通道配置状态，所述通道配置状态表征与所需启动的终端设备匹配的一个或多个采集通道；其中，一个或多个采集通道位于所述接口模块内；每个采集通道兼容IIC、UART、SPI以及控制信号多种形式的接口，一个采集通道可以获取多个终端设备的终端数据；每个采集通道包括P个IO接口，每个IO接口连接一个终端设备；所述接口模块中包括M个IO接口作为通道配置接口，用于传输通道配置状态；
根据所述通道配置状态获取配置程序；
将所述配置程序发送至所述FPGA，利用FPGA可重构特性令所述FPGA根据所述配置程序初始化所需启动的所述终端设备；
获取终端数据，所述终端数据为所述FPGA从匹配的每个所述采集通道处获取的所述终端设备采集的终端数据；
将所述终端数据发送至服务器端。
2.根据权利要求1所述的一种终端设备的数据处理方法，其特征在于，根据所述通道配置状态获取配置程序包括：
获取配置程序列表；
判断所述配置程序列表中是否包含与所述通道配置状态匹配的配置程序；
若包含，则获取所述配置程序；
若不包含，则从外部接收所述配置程序并写入所述配置程序列表中。
3.根据权利要求1所述的一种终端设备的数据处理方法，其特征在于，获取终端数据具体包括：
获取命令寄存器的数据状态位；
判断所述命令寄存器的数据状态位是否为第一数据；所述第一数据表征所述FPGA已获取所述终端数据并存入数据寄存器；所述命令寄存器与数据寄存器均位于所述FPGA内；
若所述命令寄存器的数据状态位为第一数据，则从所述数据寄存器中获取所述终端数据。
4.根据权利要求1所述的一种终端设备的数据处理方法，其特征在于，将所述终端数据发送至服务器端后，所述方法还包括：
判断所述终端数据是否已全部获取完毕；
若是，则进入第一状态并控制所述FPGA进入所述第一状态，所述第一状态表征低功耗状态；
当在所述第一状态下获取到所述终端设备发送的触发信号后，由所述第一状态进入第二状态并控制所述FPGA由所述第一状态进入所述第二状态，所述第二状态表征唤醒状态；
根据所述第二状态向所述FPGA发送读取数据命令，所述读取数据命令用于命令所述FPGA通过所述采集通道获取所述终端设备的终端数据；
根据所述读取数据命令从所述FPGA处获取所述终端数据并发送至服务器端。
5.一种终端设备的数据处理方法，应用于FPGA中，所述终端设备通过接口模块与FPGA通信，其特征在于，包括：
接收配置程序，所述配置程序为微处理器根据通道配置状态获取的配置程序，所述通道配置状态为所述微处理器从接口模块读取的表征与所需启动的终端设备匹配的一个或多个采集通道；其中，一个或多个采集通道位于所述接口模块内；每个采集通道兼容IIC、UART、SPI以及控制信号多种形式的接口，一个采集通道可以获取多个终端设备的终端数据；每个采集通道包括P个IO接口，每个IO接口连接一个终端设备；所述接口模块中包括M个IO接口作为通道配置接口，用于传输通道配置状态；
响应于所述配置程序，利用FPGA可重构特性令所述FPGA根据所述配置程序初始化所需启动的所述终端设备；
从每个所述采集通道处获取所述终端设备采集的终端数据。
6.根据权利要求5所述的一种终端设备的数据处理方法，其特征在于，从每个所述采集通道处获取所述终端设备采集的终端数据后，所述方法还包括：
将所述终端数据存入数据寄存器后将命令寄存器的数据状态位置为第一数据，所述第一数据表征所述FPGA已获取所述终端数据并存入数据寄存器；所述命令寄存器与数据寄存器均位于所述FPGA内。
7.一种终端设备的数据处理装置，应用于微处理器中，所述终端设备通过接口模块与FPGA通信，其特征在于，包括：
第一读取单元，用于从接口模块读取通道配置状态，所述通道配置状态表征与所需启动的终端设备匹配的一个或多个采集通道；其中，一个或多个采集通道位于接口模块内；每个采集通道兼容IIC、UART、SPI以及控制信号多种形式的接口，一个采集通道可以获取多个终端设备的终端数据；每个采集通道包括P个IO接口，每个IO接口连接一个终端设备；所述接口模块中包括M个IO接口作为通道配置接口，用于传输通道配置状态；
第一获取单元，用于根据所述通道配置状态获取配置程序；
第一发送单元，用于将所述配置程序发送至所述FPGA，利用FPGA可重构特性令所述FPGA根据所述配置程序初始化所需启动的所述终端设备；
第二获取单元，用于获取终端数据，所述终端数据为所述FPGA从匹配的每个所述采集通道处获取的所述终端设备采集的终端数据；
第二发送单元，用于将所述终端数据发送至服务器端。
8.一种终端设备的数据处理装置，应用于FPGA中，所述终端设备通过接口模块与FPGA通信，其特征在于，包括：
第一接收单元，用于接收配置程序，所述配置程序为微处理器根据通道配置状态获取的配置程序，所述通道配置状态为所述微处理器读取的表征与所需启动的终端设备匹配的一个或多个采集通道；其中，一个或多个采集通道位于所述接口模块内；每个采集通道兼容IIC、UART、SPI以及控制信号多种形式的接口，一个采集通道可以获取多个终端设备的终端数据；每个采集通道包括P个IO接口，每个IO接口连接一个终端设备；所述接口模块中包括M个IO接口作为通道配置接口，用于传输通道配置状态；
初始化单元，用于响应于所述配置程序，利用FPGA可重构特性令所述FPGA根据所述配置程序初始化所需启动的所述终端设备；
第三获取单元，用于从每个所述采集通道处获取所述终端设备采集的终端数据。
9.一种终端设备的数据处理系统，其特征在于，包括：
FLASH存储器，用于存储配置程序；
微处理器，用于执行如权利要求1-4任一项所述终端设备的数据处理方法的步骤；
FPGA，用于执行如权利要求5-6任一项所述终端设备的数据处理方法的步骤；
接口模块，所述FPGA通过所述接口模块与终端设备通信，所述接口模块包括一个或多个采集通道以及通道配置接口。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行如权利要求1-6任一项所述终端设备的数据处理方法的步骤。
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