基于S3C2410的氫氣濃度監(jiān)測系統(tǒng)設計
加入技術交流群
Linux內核中，每個設備驅動程序都對應一個file_operations數(shù)據(jù)結構。在file_operations數(shù)據(jù)結構中，定義了一些與此設備相關的打開、關閉、讀／寫、控制等功能函數(shù)，當用戶進行系統(tǒng)調用時，將自動使用驅動程序中特定的函數(shù)來實現(xiàn)具體的操作。實際上，編寫設備驅動程序的過程也就是實現(xiàn)struct file_operations結構中的部分所需函數(shù)的過程。
3．2 應用程序設計
有了設備驅動程序提供底層硬件與應用程序的接口，Linux系統(tǒng)訪問底層設備就像訪問普通文件一樣。例如，打開設備使用系統(tǒng)調用open()，關閉設備使用系統(tǒng)調用close()，讀／寫設備使用系統(tǒng)調用read()和write()等。應用程序流程如圖4所示。首先系統(tǒng)上電復位，程序初始化，然后掃描鍵盤值，看是否有鍵值按下。若有，則進行按鍵處理并按輸入步驟設置程序；若無，則開中斷并啟動A／D轉換，等待轉換完成產生中斷，進入中斷服務程序。中斷服務程序流程如圖5所示。首先關閉中斷，讀取A／D采集數(shù)據(jù)，調用適用于緩變信號的中值濾波算法處理轉換結果，將連續(xù)采樣的5次采樣值按大小排序，取中間值為本次有效值。然后，存儲處理后的數(shù)據(jù)并送顯示器顯示。最后，從中斷返回到主程序中，再判斷當前數(shù)據(jù)是否超過設定的臨界值。若大于臨界值，作報警處理；否則就開中斷，等待下一次轉換結束。依此循環(huán)處理。本文引用地址：http://2s4d.com/article/195385.htm
4 實驗
在容積約70 m3的密閉實驗室中，利用化學制氫法制取約40 ml氫氣，再用該系統(tǒng)來檢測環(huán)境中氫氣濃度值，實驗界面如圖6所示。在界面中，顯示了當前時間、當前環(huán)境濃度值、超限與否提示、當前通道以及1 h內的濃度變化曲線。監(jiān)測系統(tǒng)的準確度、靈敏度、實時性等各項指標基本達到設計要求。
結語
本文介紹了信號的前端調理電路，為微處理器S3C2410移植了嵌入式Linux操作系統(tǒng)，并在該系統(tǒng)下完成了設備驅動程序和應用程序的設計；利用軟件算法對A／D轉換后的信號進行了數(shù)值處理，最后介紹了圖形用戶界面，可動態(tài)顯示當前氫氣濃度值。該系統(tǒng)較好地滿足了對現(xiàn)場環(huán)境中氫氣濃度的實時動態(tài)監(jiān)測要求，系統(tǒng)體積小，功耗低，成本低；還可根據(jù)需求靈活配置，適合便攜式移動應用的場合，且具有良好的準確性、實時性和穩(wěn)定性。
評論