基于ARM9芯片S3C2410收工勘察监控编制的运用宗旨

2020-10-14 22:02  来自: 本站 作者:原创 浏览次数:

  解决器的运用树立更是风起云涌,这严重是由于嵌入式编制的高性价比和较短的建立周期短,而且可以落成于五颜六色的应用体例中。本文介绍了基于中•,并始末 IP 聚集订交杀青远程拜谒监控。体例安排方针先辈,集成度较高,在执行中获得了广阔的应用。

  S3C2410X 是三星公司供应的基于 ARM920T 内核的 32 位RISC处罚器,它的低功耗•、低价值、高效用计划特殊适关于手持开发和通用嵌入式使用场合••,为灰心集体体例的成本,它供应了富庶的内里确立,包含隔开的 16KB 指令 Cache 和 16KB 数据 Cache,MMU 虚拟保存器处理,24bbp 模式下最大 16M 色 TFT LCD 节制器•,赞成 NAND Flash 体例指引,片选逻辑和dram限制器的编制措置器,3 通道UART,4 通路DMA,4 通路 PWM依时器,117个通用 IO 端口和 24 通途外部勾留源,具有日历效率的 RTC,8 通路 10 位ADC和触摸屏接口,IIC、IIS 接口,USB主从确立•,SD&MMC 卡接口,2 通途的 SPI以及 PLL时钟倍频器•。它领受了 AMBA 新型微节制器总线机关,极大地进步了数据及指令的传输速度••。其坚实的ARM体捆绑构MMU可用于WinCE和Linux等驾御体系的移植, 并帮助种种低代价、大容量的 NOR/NAND Flash 或 EEPROM启动•。最高劳动频率到达 266MHz••,并基于小封装272FBGA。ARM 内核具有法度 JTAG 组织,为应用体系建树供应了便利的调试东西。目前商场上具有很多通用的建立器械可以用于 S3C2410X 的调试竖立。

  由于 S3C2410X 具有丰饶的接口和内嵌硬件局部器,所以操纵其最简系统即可告竣大个别运用体例的效果。其最简体系如图 1 所示,仅包含 S3C2410X ARM9 芯片、32 位 sdram,价格低廉的大容量 Nand Flash。为了落成串口和网口通信,需添加串口电平更动芯片MAX232 和麇集 MAC 和 PHY 芯片 DM9000(或 LAN9115) 。系统中其他们模块均用于实现各类参数的勘测传感等效劳。

  本体系需对被测设立筑设如电力修筑或太阳能的电压•、电流或温度、光照度等实行勘察、参数采撷、保全,并完毕远程监控•。数据保全体式为 SNMP 的 MIB 数据库办法,数据库可以通过体系的NMP 代劳被远方掌管员的 SNMP 节制平台所调查存取。传输答应为以太网的 IP 结交。讯休同时可能被腹地驾驭显示,因此腹地附有串行接口,基于以上行使必要,告终编制框图如下图 1 所示。

  本系统需收罗远端、腹地两个温度检测•,一个光照度检测,三个直流 DC 8-130V 电压检测,三个直流 DC 0- 电流检测•,一个相易 AC 105-280V 电压检测•,一个互换AC 0- 电流检测。勘探运用理由及所用传感器件下节陈谈•。编制硬件平台接受3C2410X 榜样硬件平台,主 CPU 带 sdram 算作主存,NAND Flash 当作顺序保留空间,并从 NAND Flash 实行启动,其偶然数据库寄存于 sdram 中,当到必定时候间隔,大要接收到命令时,将sdram 中的数据库备份到 Flash 中。测量时历程 ARM9 的 IO 端口勘探温度和光照度, 历程片内ADC将交直流电压电流经历传感器转变后的输出电压举行采样•,尔后颠末 CPU 打定后存入数据库。

  各参数测量是本体系的前端电路•,也是终末办法。由于 ARM 系统 3.3V 供电,具有通用IO 接口和内置 ADC 电道,于是只要将各勘察参数经由相应的传感设立建设变更为 IO 数据或0-3.3V 的效仿电压量,就可经过 ARM 照料器搜罗,从而调度为数字暗号进而数字留存或通过蚁集传输。各参数的测量采撷电途见图 2 所示。

  直流电压的收集能够直接原委电阻分压获得,原由已知须要采集的直流电压的鸿沟,将最大电压值照射为 3.3V,即可获得图 2 中的两个分压电阻的值。测量时•,将 ARM 搜聚取得的 ADC 值乘以已知的系数即可得到此刻的直流电压值。为了对 CPU IO 的防守,电路中加了BAV99双二极管进行防守。 设分压电阻区别是12KΩ和470KΩ, 则Uo = 12/(12+470)×Ui = Ui/40,凭借 ARM 10 位 ADC 采样终于,如 ADC 采样值为 Uadc,则搜集到的输入电压值为:Ui = [ Uadc/1024] ×3.3×40(V)。

  调换电压的采集采纳 TV19G_E 系列精巧电压互感器,该器件接纳坡膜闭金铁芯,线%。体积小,直接焊接在电途板。全关合,抗电强度高。它是一种电流型电压互感器,分歧的输入电压经历限流电阻使一次侧流过差别的电流,二次获得一个与一次一致的电流。经运算扩大器或电阻直接取样,获得分歧的输出电压,如图 2 所示。

  此时采集到的电压值现实上是交换电压的瞬物价•,本来时性好,相位失真小,本文用软件庖代硬件完成交换电压搜集可以使得硬件投资减小,实施谈明,接纳该妙技并颠末算法计划后博得的电压、电流、有功功率、功率因数等电力参数有着较好的仔细度和稳定性。

  式中 ΔTm为相邻两次采样的时刻屏绝;um 为第 m-1 个时辰绝交的电压采样瞬市价;N 为 1 个周期的采样点数。若相邻两采样的时候阻遏相当,即 ΔTm 为常数 ΔT,研究到 N=(T/ΔT)+1,则有

  值。功率因数为 cosφ=P/UI。编制的采样时刻阻遏由用户决计。采样时,在 1 个信号周期内等时辰中断确实采样 16 点并保留终归,搜聚完后,对采集的数据举办数字滤波并企图获得反响的值。

  交直流电流的搜集选用霍尔器件 ACS752SCA-050 和 ACS706ELC-20A,其作事旨趣一样,支持的最大电流鉴识为-50A 到+50A 和-20A 到+20A。它将流过该器件的电流过程霍尔感应后再管束夸张输出响应的电压值,该电压值和流过的电流值成正比,其比例相闭如图3a 所示。当流过电流为 0 时,输出电压为 2.5V(5V 供电)••,当流过电流为 50A 时,输出电压为 4.5V,当流过电流为-50A 时,输出电压为 0.5V,其间为线性转折,由此按照测出的电压值可能预备出电流为 I=25×(V-2.5)A,由于电流可能正反方向,以是用同样的技能能够尝试交换和直流电流。

  编制中温度勘察选取 DS18B20 鉴识率可编程单线数字温度计•,并可结联利用,其运用原因如图 2 所示•。勘察温度边界为-55 度至+125 度,精度可达 0.5 度,数字精度可编程为9 至12bit。该芯片仅单线输出,可相连 CPU 的 IO 管脚,需实行编程控制。本体系选取Linux 操作编制下的 IO 输入输出修筑驱动限定进行读写安排,进而实现温度数据的采撷,全部的依次历程如下节所述。

  编制中光照度勘察接收光敏传感器 TSL235 电途,该电路是光照度到频率的互换电路,内置一个硅光敏二极管和电流到频率的调度器,输出为 50%占空比的差异频率的方波,管脚只有电源、地和输出,输出可直接和 CPU 的 IO 联贯•,CPU 颠末TIMER 限定或搁浅检测即可测得该方波的频率,从而可计算出响应的光照度。其光照度和频率的干系曲线. 软件模块

  本体系软件在 linux 独揽系统下完毕,其软件机合如图 4 所示。凭据需求定义,需完工多种软件缔交,有 EIA232, IEEE802.3, IPv4, ICMP, ARP•, TCP, UDP, SNMP V2,3 Agent, NTP Client, DNS Client, TFTP Server•, HTTP Server,

  LNET Server 等。编制启动时需对硬件和软件模块举办初始化和诊断,并将诊断到底实时输出到串口。然后将范围权交给独霸系统。 把持系统和行使循序保存于 flash 中, 当完全运行时装载到 sdram 中。启动时读取用户筑设文件(或默认修设)并进行各种参数的设置,如通信疾率、IP 地方等,尔后起先勘探、采撷、保管数据在sdram 和 flash 的 MIB 数据库中。当有搜集或串口用户进行通信时完成数据更换和召唤的完成。体例中 ADC、IO 等左右均接纳征战驱动妙技完成,先编写征战驱动秩序,将驱动参加到驾御系统中,然后在操纵中调用驱动递次。如 DS18B20 温度收集接收 IO 掌管的妙技。先扶植 IO 驱动, module_init(DS18B20_init), 严重实现建筑挂号 register_chrdev(240, “ds18b20••”, &DS18B20_fops)。DS18B20_fops 文件左右告急包含 ioctl,过程 ioctl 中WriteOneChar,ReadOneChar 等 IO 的限定完工温度的采集•。

  本文介绍了基于 S3C2410X ARM 的参数测量体例,该系统可针对电力树立的电压、电流、温度、光敏度等进行勘察•、搜集,存储于体系内部基于 SNMP 的 MIB 数据库中,并过程蚁集缔交实行远程探问。系统选取 ARM 嵌入式完竣,性价比高,成绩强,在实质中取得了很好的运用•。

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