ARM與Linux嵌入式系統(tǒng)在煤礦井下的應(yīng)用

2)系統(tǒng)環(huán)境Linux的主要特點(diǎn)

a．采用模塊化設(shè)計(jì)，源代碼完全開放，任何人都可以根據(jù)需要任意修改并在GUN協(xié)議下發(fā)行。

b．具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能，能提供各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

c．具有豐富的軟件資源，幾乎所有的Unix下的應(yīng)用軟件都可移植到Linux平臺(tái)上。

d．支持多種體系結(jié)構(gòu)，如ARM、SPARC、X86等。

(3)系統(tǒng)工作原理

溫度采集器主要部分是溫度傳感器PH100TMPA，具有分辨率精確和準(zhǔn)確度高；壓力采集器采用陜西紅翔科技開發(fā)有限公司的GD一307，能自動(dòng)將工作面的頂板壓力轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)電信號傳送給相關(guān)設(shè)備；氣體濃度采集器采用意大利的OGGI防爆氣體傳感器，它具有靈敏度高，能夠測量O ／NH，／CO／H：S等多種氣體。分線器的硬件部分為單片機(jī)AT89S52和串行電平接口芯片MAX483，主要用作數(shù)據(jù)傳輸和控制信號尋址，遠(yuǎn)程控制站是一臺(tái)PC機(jī)及其所需配套器件。

嵌入式控制器通過基于TCP／IP協(xié)議的以太網(wǎng)和遠(yuǎn)程控制站連接，使用RS485現(xiàn)場總線與分線器連接。前端采集器分布在礦井中的各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)，負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)地采集壓、溫度和井下氣體濃度數(shù)據(jù)，然后將采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)分線器通過RS485現(xiàn)場總線上傳導(dǎo)嵌入式控制器。分散器接收嵌入式控制器的控制信號，切換相應(yīng)的檢測點(diǎn)，并將前端傳感器采集到的數(shù)據(jù)上傳到嵌入式控制器。嵌入式控制器負(fù)責(zé)接收各個(gè)前端傳感器上傳的數(shù)據(jù)，并對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，再將這些處理后的結(jié)果經(jīng)以太網(wǎng)發(fā)送到遠(yuǎn)程監(jiān)測站供技術(shù)人員做進(jìn)一步的分析。

2 軟件設(shè)計(jì)

(1)系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境

系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境主要有嵌入式控制器主板啟動(dòng)程序BootLoader、Linux內(nèi)核、根文件系統(tǒng)cramfs、初始化進(jìn)程、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序等組成．為應(yīng)用程序提供低層服務(wù)。設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序能夠讓嵌入式操作系統(tǒng)訪問和控制外圍設(shè)備，使這些設(shè)備在該系統(tǒng)下工作。本系統(tǒng)中的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序有CS8900A網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)和其他通信接口驅(qū)動(dòng)，負(fù)責(zé)完成系統(tǒng)通訊的低層工作。

(2)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)

應(yīng)用程序主要運(yùn)行于嵌入式控制器，負(fù)責(zé)收發(fā)和處理數(shù)據(jù)，并對相應(yīng)的外設(shè)進(jìn)行控制。其流程圖如圖3所示。