基于嵌入式系統(tǒng)的機械車載監(jiān)控終端研究

1、基于嵌入式系統(tǒng)的機械車載監(jiān)控終端研究近年來,隨著土地資源不斷的被開發(fā)利用,我國基礎(chǔ)建設(shè)的規(guī)模也進一步擴大,工程機械市場展現(xiàn)持續(xù)增長態(tài)勢,但是國內(nèi)的工程機械行業(yè)仍處于一種相對落后的生產(chǎn)方式,所以工程機械行業(yè)需要適合本行業(yè)要求的,智能的,性能優(yōu)越的監(jiān)控產(chǎn)品。技術(shù)、技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等高新技術(shù)融入到工程機械行業(yè)的監(jiān)控系統(tǒng)中來,是非常須要的。為此,本文設(shè)計了一種基于嵌入式系統(tǒng)和總線技術(shù)的工程機械監(jiān)控系統(tǒng)終端,具體研究了監(jiān)控系統(tǒng)終端的構(gòu)成和的設(shè)計。2 監(jiān)控系統(tǒng)終端的總體構(gòu)成監(jiān)控終端負責前端控制系統(tǒng)全部單元的監(jiān)控,包括平安監(jiān)控、電液比例等單元并通過液晶和鍵盤舉行人機交互,同時,銜接設(shè)備,隨時監(jiān)控現(xiàn)場的狀況。1

2、所示,監(jiān)控系統(tǒng)終端包括:車載監(jiān)控系統(tǒng)控制模塊、人機交互模塊、存儲模塊、視頻監(jiān)控模塊、can總線控制模塊。圖1監(jiān)控系統(tǒng)終端的總體構(gòu)成各部分的功能如下:1.載監(jiān)控系統(tǒng)控制模塊是囫圇終端的核心部件,采納720tdma內(nèi)核的嵌入式處理器arm7202,完成囫圇系統(tǒng)的控制功能。2.儲模塊用來舉行操作系統(tǒng)內(nèi)核、引導程序和應(yīng)用程序、以及驅(qū)動程序的存儲,并緩存執(zhí)行過程中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù),使系統(tǒng)能穩(wěn)定的運行。3.機交互模塊包括液晶顯示器和鍵盤輸入,用戶通過人機交互模塊舉行直觀的監(jiān)測和控制。4.為了對現(xiàn)場工作情況舉行挺直監(jiān)控,系統(tǒng)集成了視頻監(jiān)控模塊,通過視頻采集卡銜接攝像機,將采集到的圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并壓縮成jp

3、eg格式文件,輸入處處理器中,供用戶舉行監(jiān)測。5.系統(tǒng)通過can總線實現(xiàn)前端各個單元控制系統(tǒng)的監(jiān)測。3 硬件設(shè)計3.1 硬件總體結(jié)構(gòu)2 所示,監(jiān)控終端分成包括:嵌入式處理器7202、存儲系統(tǒng)、復位和晶振電路, jtag調(diào)試接口、顯示接口、rs-232串行接口、can總線接口。圖2載監(jiān)控終端硬件結(jié)構(gòu)圖各部分的功能如下:1.晶振電路為系統(tǒng)提供工作時鐘。2.復位電路用于完成系統(tǒng)上電復位和在系統(tǒng)工作時用戶按鍵復位。3.存儲系統(tǒng)由flash存儲器、sdram存儲器組成。flash存儲器用于存放己調(diào)試好的用戶應(yīng)用程序、嵌入式操作系統(tǒng)和其他在系統(tǒng)掉電后需要保存的用戶數(shù)據(jù)等。sdram存儲器作為系統(tǒng)運行時的主

4、要區(qū)域。4.jtag接口可對芯片內(nèi)部的全部部件舉行拜訪,通過該接口可對系統(tǒng)舉行調(diào)試、編程等。5.lcd接口用于銜接人機交互所需要的顯示裝置。6.can控制器為系統(tǒng)提供can總線接口,與前端各單元控制系統(tǒng)舉行數(shù)據(jù)和命令的傳遞。7.rs-232串行通信接口用于視頻壓縮卡的銜接,傳輸視頻圖像。3.2 can模塊的硬件設(shè)計通過can模塊接口,arm處理器可以挺直拜訪can寄存器組,這些寄存器可以配置can核心模塊、can信息處理模塊以及拜訪信息ram的方式。本系統(tǒng)采納飛利浦公司的tja1050作為,在can接口和can總線之間的收發(fā)器,作用是將3.3v的規(guī)律電平轉(zhuǎn)換為can的規(guī)律電平,也就是將發(fā)送和接

5、收到的信號轉(zhuǎn)換成can總線和arm可以識別的信號。圖3 can模塊的電路設(shè)計4 arm中can模塊的軟件設(shè)計在構(gòu)造和特性上,7202的can控制器與標準的can模塊基本沒有區(qū)分,只是在寄存器的個數(shù)與基地址的偏移上有些不同。4,在開頭舉行總線操作前需要做好4步工作。首先要使能can模塊,向can enable register寫入0x01,因為arm的引腳是復用的,所以在使能can模塊以前,先要將can模塊占用的引腳切換到特別模式。然后要初始化can模塊,主要是正確的配置command mask register,這個寄存器的作用是用來配置can模塊收發(fā)的信息體。接著,配置波特率,通過所想達到的

6、can總線波特率,計算出計算公式各個變量的值,而can的波特率計算公式如下:（tseg2+tseg1+sjw+3） brp = can_clk/fbps。左邊的4個變量在brp寄存器中,而等式右邊的can_clk是一個固定值,在這里是48mhz。最后,配置信息存儲器,信息體的配置是與詳細的應(yīng)用信息相關(guān)的,詳細到信息緩沖寄存器組中的每一個寄存器的設(shè)置。需要提出的是,前面三步都是在初始化模式下完成的,而最后一步則是在正常模式下舉行。在舉行完這四部以后,就可以對can模塊舉行操作了。圖4 can模塊操作挨次linux操作系統(tǒng)把對can的操作看成是對文件的操作,對于文件,最基本的操作是打開、關(guān)閉、讀和

7、寫。對于can模塊,讀與寫操作分離實現(xiàn)接收數(shù)據(jù)的讀取和發(fā)送,打開和關(guān)閉文件則分離實現(xiàn)can模塊的一些硬件資源的初始化和釋放從前所占有的資源,配置波特率、配置信息模式等配置特性的操作,則由ioctl函數(shù)完成的。static int _int can_init（void）初始化默認波特率、注冊驅(qū)動程序int can_open（struct inode inode, struct file filp）設(shè)置can工作寄存器、初始化讀操作隊列、注冊can模塊中斷static int can_ioctl（struct inode inode, struct file file, unsigned int cmd, unsigned long arg）按照cmd參數(shù)挑選相應(yīng)的操作上面列舉出了對can操作的初始化、打開、和配置