一種基于ARM9的便攜式多參數(shù)氣體檢測(cè)儀設(shè)計(jì)

　　檢測(cè)儀采用可充電鋰電池供電，通過(guò)5V穩(wěn)壓器LM340A-5獲得5V電壓，從5V電源通過(guò)SPX5205系列LDO穩(wěn)壓芯片獲得3.3V和1.3V電壓。

　　3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　根據(jù)系統(tǒng)的需求，系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主要包括嵌入式操作系統(tǒng)Linux的移植和基于Linux操作系統(tǒng)的應(yīng)用程序設(shè)計(jì)。

　　3.1 Linux嵌入式操作系統(tǒng)的移植

　　傳統(tǒng)的系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)中一般采用前后臺(tái)的工作方式，這種工作方式實(shí)時(shí)性不強(qiáng)，處理多任務(wù)的能力較差，而嵌入式操作系統(tǒng)能及時(shí)響應(yīng)外部異步事件的請(qǐng)求，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)該事件的處理，并控制所有實(shí)時(shí)任務(wù)協(xié)調(diào)一致地運(yùn)行。因此，為提高系統(tǒng)CPU的利用率以及系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，本設(shè)計(jì)選擇移植入Linux嵌入式操作系統(tǒng)。

　　Linux是一個(gè)源代碼開放、功能強(qiáng)大、效率高的實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)，它軟件移植方便，可以根據(jù)具體的系統(tǒng)進(jìn)行裁減和優(yōu)化。Linux操作系統(tǒng)的移植主要包含以下三個(gè)部分：引導(dǎo)程序(BootLoader)移植、內(nèi)核配置與編譯、文件系統(tǒng)的加載。

　　3.2 系統(tǒng)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)應(yīng)用程序使用C語(yǔ)言進(jìn)行編寫，采用模塊化設(shè)計(jì)的思想，在主程序下分成若干彼此獨(dú)立的功能子程序，開發(fā)工具為VS2005。

　　系統(tǒng)主程序主要包括系統(tǒng)初始化子程序、按鍵輸入子程序、氣體數(shù)據(jù)采集子程序、LCD顯示子程序、聲光報(bào)警子程序、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)子程序、串口通信子程序、串口中斷處理子程序等。

　　系統(tǒng)主程序如圖2所示。

　　4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

　　檢測(cè)儀是井下一線生產(chǎn)人員獲得井下安全狀況的重要手段。檢測(cè)儀開機(jī)后，自動(dòng)初始化系統(tǒng)各模塊，通過(guò)LCD觸摸屏顯示系統(tǒng)主界面，人為觸摸控制各項(xiàng)功能，進(jìn)行氣體檢測(cè)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)查詢、報(bào)警處理、數(shù)據(jù)傳輸?shù)炔僮?。檢測(cè)儀上電后運(yùn)行主界面如圖3所示。

　　氣體檢測(cè)主要用于CH4、CO、H2S、O2四種氣體濃度的實(shí)時(shí)檢測(cè)，可一次性檢測(cè)四種氣體濃度，也可選擇其中的一種氣體進(jìn)行檢測(cè);數(shù)據(jù)存儲(chǔ)用以將檢測(cè)所得數(shù)據(jù)存放于存儲(chǔ)器中，以供歷史查詢;數(shù)據(jù)傳輸是檢測(cè)儀與上位機(jī)PC通信的功能，檢測(cè)儀可將測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸給PC機(jī)，同時(shí)也可通過(guò)PC對(duì)檢測(cè)儀的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置;當(dāng)氣體濃度超限時(shí)，檢測(cè)儀會(huì)進(jìn)行聲光報(bào)警，這時(shí)點(diǎn)擊報(bào)警處理，可解除報(bào)警。

　　5 結(jié)束語(yǔ)

　　本文以基于ARM9內(nèi)核的S3C2440A微處理器為核心，結(jié)合Linux嵌入式操作系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了一種新型的礦用便攜式多參數(shù)氣體檢測(cè)儀，本檢測(cè)儀體積小、攜帶方便、靈敏度高，能實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地檢測(cè)出礦井中有毒有害氣體的濃度，為井下作業(yè)人員提供安全保障，具有很高的實(shí)用性。

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