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嵌入式系統(tǒng)的遠(yuǎn)程參數(shù)測量的設(shè)計(jì)

作者: 時間:2011-09-27 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

由于性價比高開發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)目前得到了迅猛發(fā)展,各類基于 ARM 處理器的應(yīng)用開發(fā)更是如火如荼。這里介紹基于 ARM9 芯片 S3C2410 構(gòu)建的監(jiān)控,該方案先進(jìn),集成度較高,在實(shí)踐中得到了廣泛的應(yīng)用。

本文引用地址:http://2s4d.com/article/150157.htm

  2. ARM9 S3C2410X 簡介

  S3C2410X 是三星公司提供的基于 ARM920T 內(nèi)核的 32 位 RISC 處理器,它的低功耗、低價格、高性能特別適合于手持設(shè)備和通用嵌入式應(yīng)用場合,為降低整個系統(tǒng)的成本,它提供了豐富的內(nèi)部設(shè)備,包括分開的 16KB 指令 Cache 和 16KB 數(shù)據(jù) Cache,MMU 虛擬存儲器管理,24bbp 模式下最大 16M 色 TFT LCD 控制器,支持 NAND Flash 系統(tǒng)引導(dǎo),片選邏輯和dram 控制器的系統(tǒng)管理器,3 通道 UART,4 通道 DMA,4 通道 PWM 定時器,117個通用 IO 端口和 24 通道外部中斷源,具有日歷功能的 RTC,8 通道 10 位 ADC 和觸摸屏接口,IIC、IIS 接口,USB 主從設(shè)備,SDMMC 卡接口,2 通道的 SPI 以及 PLL 時鐘倍頻器。S3C2410X 具有豐富的接口和內(nèi)嵌硬件控制器,使用其最簡系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)大部分應(yīng)用系統(tǒng)的功能。

  3. 嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)

  本系統(tǒng)需對被測設(shè)備如電力設(shè)備或太陽能的電壓、電流或溫度、光照度等進(jìn)行采集、存儲,并實(shí)現(xiàn)監(jiān)控。數(shù)據(jù)存儲格式為 SNMP 的 MIB 數(shù)據(jù)庫方式,數(shù)據(jù)庫能夠通過系統(tǒng)的NMP 代理被遠(yuǎn)方操作員的 SNMP 控制平臺所訪問存取。傳輸協(xié)議為以太網(wǎng)的 IP 協(xié)議。信息同時能夠被本地操作顯示,因此本地附有串行接口,基于以上應(yīng)用需求,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)框圖如下圖 1 所示。

  

  圖 1 系統(tǒng)原理框圖(Fig1 System Diagram)

  本系統(tǒng)需采集遠(yuǎn)端、本地兩個溫度檢測,一個光照度檢測,三個直流 DC 8-130V 電壓檢測,三個直流 DC 0-20A@12VDC 電流檢測,一個交流 AC 105-280V 電壓檢測,一個交流AC 0-20A@120VAC 電流檢測。測量使用原理及所用傳感器件下節(jié)敘述。測量時通過 ARM9 的 IO 端口測量溫度和光照度, 通過片內(nèi)ADC將交直流電壓電流通過傳感器轉(zhuǎn)變后的輸出電壓進(jìn)行采樣,然后通過 CPU 計(jì)算后存入數(shù)據(jù)庫。

  4. 測量實(shí)現(xiàn)

  各測量是本系統(tǒng)的前端電路,也是最終目的。由于 ARM 系統(tǒng) 3.3V 供電,具有通用IO 接口和內(nèi)置 ADC 電路,因此只要將各測量參數(shù)通過相應(yīng)的傳感設(shè)備轉(zhuǎn)換為 IO 數(shù)據(jù)或0-3.3V 的模擬電壓量,就可通過 ARM 處理器采集,從而轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號進(jìn)而數(shù)字存儲或通過網(wǎng)絡(luò)傳輸。各參數(shù)的測量采集電路見圖 2 所示。

  

  直流電壓的采集可以直接通過電阻分壓取得,因?yàn)橐阎枰杉闹绷麟妷旱姆秶?,將最大電壓值映射?3.3V,即可獲得圖 2 中的兩個分壓電阻的值。設(shè)分壓電阻分別是12KΩ和470KΩ, 則Uo = 12/(12+470)×Ui = Ui/40,按照 ARM 10 位 ADC 采樣結(jié)果,如 ADC 采樣值為 Uadc,則采集到的輸入電壓值為:Ui = [ Uadc/1024] ×3.3×40(V)。

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