基于Linux的泵艙信號采集板的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、隨著嵌入式系統(tǒng)的急速發(fā)展和工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用，使得現(xiàn)代化的監(jiān)測、控制、管理系統(tǒng)越來越呈現(xiàn)出微型化、信息化、智能化的特點，逐步成為引領(lǐng)各行業(yè)提升效率、改善管理的重要措施。借助上述日益成熟的電子技術(shù)改進傳統(tǒng)船舶監(jiān)測系統(tǒng)，使現(xiàn)代船舶監(jiān)測實現(xiàn)智能化、自動化，從而為船舶運行提供一個集實時性、安全性、可靠性為一體的保障體系儼然已成為一種發(fā)展趨勢。本文著眼于船舶監(jiān)測中的燃油泵艙壓力監(jiān)測及預(yù)警系統(tǒng)，針對傳統(tǒng)監(jiān)測手段存在的準確度、實時性、快速反應(yīng)能力

2、等方面的弊端，同時綜合考慮監(jiān)測系統(tǒng)的制造成本，提出了基于Linux的泵艙信號采集板的系統(tǒng)設(shè)計。
　　根據(jù)系統(tǒng)需求及所要達到的性能指標(biāo)，研究了泵艙管道壓力信號監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計方案，主要包含為系統(tǒng)各部分提供電源的供電通道、系統(tǒng)工作狀態(tài)及預(yù)警指示燈通道、以壓力信號接收、轉(zhuǎn)化、模數(shù)轉(zhuǎn)換為主的泵艙壓力處理通道、以TCP/IP為協(xié)議基礎(chǔ)的以太網(wǎng)通信通道，從而構(gòu)成泵艙管道壓力值的遠程監(jiān)測及壓力超限報警的設(shè)計方案。
　　系統(tǒng)硬件電路設(shè)計中采用

3、ARM9系列的S3C2440A為主控制芯片，并連接了Nand Flash、Nor Flash、SDRAM等組成存儲電路，壓力信號采集電路設(shè)計了三路采集通道，并可通過對控制電路的適應(yīng)性跳轉(zhuǎn)實現(xiàn)對壓力傳感器輸出的4～20mA或0~10mA的電流信號中的一種進行采集處理。為實現(xiàn)以太網(wǎng)冗余通信功能，確保通信的穩(wěn)定可靠，本設(shè)計采用雙冗余100/1000M自適應(yīng)以太網(wǎng)接口。
　　控制軟件層面，為引導(dǎo)啟動內(nèi)核首先移植了u-boot，并根據(jù)設(shè)計需

4、求及資源的合理利用，對嵌入式Linux操作系統(tǒng)進行裁剪，將其移植到S3C2440A中。編寫AD芯片的驅(qū)動程序及濾波函數(shù)，實現(xiàn)管道壓力信號的采集處理。以TCP/IP為通信協(xié)議，編寫Linux內(nèi)核下的SOCKET程序，實現(xiàn)壓力數(shù)據(jù)的TCP和UDP網(wǎng)絡(luò)通信。
　　通過硬件電路設(shè)計和軟件聯(lián)調(diào)，可實現(xiàn)對前端泵艙壓力值的接收、采集處理，并通過以太網(wǎng)實現(xiàn)與上位機的網(wǎng)絡(luò)通信，經(jīng)過測試驗證了設(shè)計的可行性與可靠性。該系統(tǒng)可實現(xiàn)對泵艙壓力信號的遠程監(jiān)測