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基于μC/OS―II操作系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)

作者: 時(shí)間:2009-05-05 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

摘要:為了滿足自動(dòng)灌溉施肥的要求,開發(fā)了一款。以ARM處理器為核心,設(shè)計(jì)了和控制模塊。各模塊之間通過485總線連接,采用標(biāo)準(zhǔn)的MODBUS協(xié)議通信。根據(jù)系統(tǒng)軟硬件環(huán)境定制了μC/OS―II和文件系統(tǒng)。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了多任務(wù)的有效調(diào)度,大容量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)訪問。此系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用于灌溉施肥的控制,并且能夠根據(jù)用戶的設(shè)置很好的完成施肥任務(wù)。
關(guān)鍵詞:;ARM;RS485;Modbus;C/OS―II;文件系統(tǒng)

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/195879.htm


O 引言
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展,智能化、自動(dòng)化、精確化的灌溉和施肥技術(shù)正逐漸取代傳統(tǒng)的灌溉方式。在施肥過程中,需要在線檢測肥料溶液的酸堿度和電導(dǎo)率以及灌溉壓力、管道流量等,然后根據(jù)這些參數(shù)來控制電磁閥和水泵的運(yùn)行達(dá)到自動(dòng)灌溉施肥的目的。目前,常用的數(shù)據(jù)采集都是為某一實(shí)際應(yīng)用而設(shè)計(jì)的,通用性和可擴(kuò)展性差、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力不足,價(jià)格昂貴。因此基于周立功公司的ARM7核心板設(shè)計(jì)了一種通用的數(shù)據(jù)采集,并且已經(jīng)應(yīng)用到自動(dòng)灌溉施肥系統(tǒng)中,能夠滿足穩(wěn)定性,實(shí)時(shí)性以及大容量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的要求。該數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì),可以很方便的擴(kuò)展和剪裁模塊,同時(shí)只要對軟件進(jìn)行少量修改就可以方便的移植到其它應(yīng)用系統(tǒng)中。


1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。系統(tǒng)采用LPC2220工業(yè)級ARM7微控制器,內(nèi)嵌μC/0S―II實(shí)時(shí),支持10M以太網(wǎng)(工業(yè)級)、CF卡接口、USB主機(jī)控制器、板載電子硬盤FOB(Flash On Board)、A/D轉(zhuǎn)換、低功耗RTC等功能。核心模塊與各采集控制模塊之間采用具有光電隔離的RS485通訊接口。基于RS485總線的數(shù)據(jù)采集控制模塊,可實(shí)現(xiàn)對電壓、電流、脈沖/頻率、狀態(tài)量等各種類型信號(hào)的采集和開關(guān)量控制,以滿足設(shè)施環(huán)境內(nèi)各種傳感器數(shù)據(jù)的采集和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的智能化控制。通過系統(tǒng)硬件擴(kuò)展和軟件開發(fā),可完整地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、報(bào)警、設(shè)備控制、智能管理、報(bào)表統(tǒng)計(jì)等通用功能,滿足各種設(shè)施環(huán)境的智能控制與管理。


2 硬件設(shè)計(jì)
2.1 MiniARM工控模塊
MiniARM工控模塊主要由LPC2220(ARM7TDMI)微控制器、程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、工業(yè)級以太網(wǎng)控制器CS8900A、USB Host控制器和NAND F1ash存儲(chǔ)器組成。MiniARM工控模塊接口圖如圖2所示。

同時(shí)工控模塊有256M的板載電子盤,一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的外置RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘(PCF8563),2個(gè)UART控制器,一路高速I2C總線以及一路高速SPI總線等硬件資源。同時(shí)工控模塊內(nèi)嵌μC/OS―II實(shí)時(shí),TCP/IP協(xié)議以及FAT32文件管理系統(tǒng)等。工控模塊上的這些軟硬件資源,可以很方便的實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)訪問,以及大容量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ),滿足我們的需要。
2.2.1 數(shù)據(jù)采集/控制模塊設(shè)計(jì)
數(shù)據(jù)采集/控制模塊的設(shè)計(jì)如圖3所示,具有4個(gè)輸入或輸出通道,通過單片機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與控制,與核心模塊之間通過RS485總線實(shí)現(xiàn)通訊,采用光電隔離技術(shù)和內(nèi)嵌工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的Modbus協(xié)議,有效增強(qiáng)通訊穩(wěn)定性,通訊距離可延伸至1200米,總線驅(qū)動(dòng)能力可達(dá)128個(gè)模塊。

linux操作系統(tǒng)文章專題:linux操作系統(tǒng)詳解(linux不再難懂)

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