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基于嵌入式系统的远程参数测量的方法和实

基于嵌入式系统的远程参数测量的方法和实

点击数:7555 次   录入时间:03-04 11:57:28   整理:http://www.55dianzi.com   电工文摘
测出的电压值可以计算出电流为 I=25×(V-2.5)A,由于电流可以正反方向,因此用同
样的方法可以测试交流和直流电流。
 
系统中温度测量采用 DS18B20 分辨率可编程单线数字温度计,并可结联使用,其应用原
理如图 2 所示。测量温度范围为-55 度至+125 度,精度可达 0.5 度,数字精度可编程为
9 至 12bit。该芯片仅单线输出,可连接 CPU 的 IO 管脚,需进行编程控制。本系统采用
Linux 操作系统下的 IO 输入输出设备驱动控制进行读写操作,进而实现温度数据的采
集,具体的程序流程如下节所述。


  
图 3a 电流感应输出电压关系图   图 3b 光照度频率关系图 
 
系统中光照度测量采用光敏传感器 TSL235 电路,该电路是光照度到频率的转换电路,
内置一个硅光敏二极管和电流到频率的转换器,输出为 50%占空比的不同频率的方波,
管脚只有电源、地和输出,输出可直接和 CPU 的 IO 相连,CPU 通过 TIMER 控制或中断检
测即可测得该方波的频率,从而可计算出相应的光照度。其光照度和频率的关系曲线如图 3b 所示。

5. 软件模块 
 


 
 
本系统软件在 linux 操作系统下实现,其软件结构如图 4 所示。按照需求定义,需实现
多种软件协议,有 EIA232, IEEE802.3, IPv4, ICMP, ARP, TCP, UDP, SNMP V2,3 Agent,
NTP Client, DNS Client, TFTP Server, HTTP Server, TELNET Server 等。系统启动
时需对硬件和软件模块进行初始化和诊断,并将诊断结果实时输出到串口。然后将控制
权交给操作系统。 操作系统和应用程序存储于 flash 中, 当具体运行时装载到 sdram 中。
启动时读取用户配置文件(或默认配置)并进行各种参数的配置,如通信速率、IP 地址
等,然后开始测量、收集、存储数据在 sdram 和 flash 的 MIB 数据库中。当有网络或串
口用户进行通信时完成数据交换和命令的实现。
 
系统中 ADC、IO 等操作均采用设备驱动方法实现,先编写设备驱动程序,将驱动加入到
操作系统中,然后在应用中调用驱动程序。如 DS18B20 温度采集采用 IO 操作的方法。
先建立 IO 驱动, module_init(DS18B20_init), 主要实现设备注册 register_chrdev(240,
"ds18b20", &DS18B20_fops)。DS18B20_fops 文件操作主要包括 ioctl,通过 ioctl 中
WriteOneChar,ReadOneChar 等 IO 的控制实现温度的采集。
 
6.结语
 
本文介绍了基于 S3C2410X ARM 的参数测量系统,该系统可针对电力设备的电压、电流、
温度、光敏度等进行测量、采集,存储于系统内部基于 SNMP 的 MIB 数据库中,并通过
网络协议进行远程访问。系统采用 ARM 嵌入式实现,性价比高,功能强,在实际中得到
了很好的应用。
 
参考文献:
[1] 王学德,周敏,高璟,一种基于ARM核处理器的嵌入式网络温度传感器设计,机械管理
开发 ,2006年03期.
[2] S3C2410X User's manual,
http://www.hhcn.org/maindoc/um_s3c2410s_rev12_030428.pdf.
[3] 刘俊峰,李雪玲,基于单片机的电力监控系统交流采样技术的实现, 单片机及嵌入
图 4 系统软件结构 式系统应用. 2001年第1期 P.330-332
[4] DS18B20 Programmable Resolution 1-Wire Digital Thermometer.
http://www.maxim-ic.com.cn/pdfserv/en/ds/DS18B20.pdf
[5] Current Sensor: ACS750xCA-050, ACS706ELC-20A, datasheet of Allegro
Microsystems, Inc.
http://www.allegromicro.com/en/Products/Part_Numbers/0750/0750-050.pdf
[6] TSL235, light-to-frequency converter, datasheet of Texas Instruments Inc.
http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/tsl235.pdf
 
作者袁三男,男,1967年 2 月出生,籍贯江苏苏州,博士,副教授,毕业于上海交通大
学电子信息学院通信与信息系统专业,现从事上海电力学院电子及通信的教学和科研工
作。主要研究方向为嵌入式系统及流媒体网络。
通信地址:上海平凉路 2103 号计信学院,200090
Email:samuel.yuan@tom.com
 
作者王绍徐,女,1967 年 7 月出生,籍贯浙江绍兴,毕业于上海交通大学电子工程系,
现担任上海电力学院电子及通信的教学和科研工作。主要研究方向为嵌入式系统应用。

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