基于ARM9的電梯緩沖器復(fù)位時(shí)間測試儀的設(shè)計(jì)
0 引言
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/272747.htm隨著《電梯監(jiān)督檢驗(yàn)規(guī)程》的發(fā)布,對檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)的電梯檢驗(yàn)質(zhì)量提出了新的要求。但在《檢規(guī)》的實(shí)施過程中,不斷發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的檢驗(yàn)項(xiàng)目缺乏必要的、科學(xué)的檢測手段。為此,探索研制一些檢測儀器,設(shè)法滿足特種設(shè)備檢驗(yàn)的需要?jiǎng)菰诒匦小?/p>
本研究針對電梯緩沖器復(fù)位時(shí)間的檢測要求而展開?!稒z規(guī)》中是這樣描述的:"對耗能型緩沖器需進(jìn)行復(fù)位試驗(yàn),復(fù)位時(shí)間應(yīng)不大于120s。"對應(yīng)的檢驗(yàn)方法是:"轎廂在空載情況下,以檢修速度下降,將緩沖器全壓縮,從轎廂開始離開緩沖器瞬間起,直到緩沖器回復(fù)原狀。觀察并用秒表計(jì)時(shí)。"
上述檢測手段主觀性太大,造成實(shí)際的檢驗(yàn)結(jié)果不具有科學(xué)性、準(zhǔn)確性,應(yīng)當(dāng)開發(fā)一套成本相對較低,但檢驗(yàn)精度高、效率高,安裝容易,可靠性好的系統(tǒng),用于緩沖器復(fù)位時(shí)間的檢驗(yàn)??紤]到上述要求和用戶的易用性,我們提出了基于ARM9的嵌入式Windows CE平臺方案。
1 系統(tǒng)功能特點(diǎn)
采用三星S3C2410芯片,基于ARM-Windows CE的電梯緩沖器復(fù)位時(shí)間測試儀具備以下功能特點(diǎn):精確性:采用轎廂運(yùn)動過程中的緩沖器受力變化狀態(tài)信號以及緩沖器復(fù)位狀態(tài)信號的實(shí)時(shí)采集、分析方式,達(dá)到檢測結(jié)果精確,瞬時(shí)性好的目標(biāo)。
實(shí)用性:應(yīng)用數(shù)據(jù)通信接口規(guī)范,使檢驗(yàn)結(jié)果判斷和檢驗(yàn)結(jié)果輸出自動進(jìn)行,達(dá)到有效提高檢驗(yàn)的安全性和工作效率的目標(biāo)。
易用性:采用便攜式設(shè)計(jì),提供彩色圖文界面和觸摸屏操作,直觀方便易用。
2 系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)方案
2.1 總體設(shè)計(jì)方案
電梯緩沖器復(fù)位時(shí)間測試儀三星S3C2410的ARM芯片為核心,采用TFT彩色液晶圖文顯示和觸摸屏操作。預(yù)留各種通信接口。系統(tǒng)主要有控制部分,數(shù)據(jù)采集部分,數(shù)據(jù)存儲部分,輸入輸出部分等4個(gè)主要組成部分。硬件上主要有上位機(jī)和下位機(jī)兩部分組成,之間采用串口標(biāo)準(zhǔn)RS232通訊,具體硬件框圖如下圖1所示:
系統(tǒng)的下位機(jī)部分主要負(fù)責(zé)前端的傳感器數(shù)據(jù)采集存儲以及和上位機(jī)的有關(guān)通訊,有關(guān)數(shù)據(jù)的分析和算法處理及用戶程序設(shè)計(jì)主要有上位機(jī)的S3C2410來完成。其通過串口接收下位機(jī)上傳的數(shù)據(jù)包,負(fù)責(zé)向下位機(jī)發(fā)送包含采樣參數(shù)的信息包,并承擔(dān)數(shù)據(jù)的處理,算法分析以及靜態(tài)參數(shù)的計(jì)算和顯示等工作。
2.2 數(shù)據(jù)采集方案
下位機(jī)是一個(gè)基于高性能AVR單片機(jī)的超聲波測距系統(tǒng),具有溫度校正和軟件補(bǔ)償,承擔(dān)現(xiàn)場緩沖器恢復(fù)狀態(tài)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)檢測采集,并按照一定的協(xié)議打包成數(shù)據(jù)包通過串口傳給上位機(jī)。測量最小距離4cm,最大距離500cm,分辨率為1cm。圖2為數(shù)據(jù)采集的硬件框圖:
3 系統(tǒng)軟件部分:
Windows CE主要分為四個(gè)模塊,如圖所示,這四個(gè)模塊提供最重要的操作系統(tǒng)功能:內(nèi)核,對象存儲模塊,網(wǎng)絡(luò)與通訊模塊和GWES模塊。
Windows CE還包含其它可選模塊,支持如管理可安裝設(shè)備驅(qū)動程序和支持COM的任務(wù),圖3為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖:
3.1 定制操作系統(tǒng)
為了把Windows CE移植到特定的目標(biāo)平臺上,微軟提供了一套完整的開發(fā)工具Platform Builder。該工具以對象庫格式提供給操作系統(tǒng),以便開發(fā)人員可以將其作為特定操作系統(tǒng)平臺的組件。
首先,選擇造作系統(tǒng)的基本配置,并且為特定的平臺選擇相應(yīng)的微處理器和板級支持包BSP(Board Suppor Packet)。本測試儀采用S3C2410處理器,因此我們改造了微軟提供的基于S3C2410的BSP,自定義了符合我們要求的BSP。
其次,制定平臺,在此階段可開發(fā)設(shè)備驅(qū)動,適當(dāng)?shù)夭眉?、添加組件。然后,封裝所需的各功能模塊,編譯生成OS鏡像文件。接著,把鏡像文件下載到目標(biāo)設(shè)備,進(jìn)行調(diào)試。在此階段,我們主要進(jìn)行了串口和觸摸屏程序系統(tǒng)相關(guān)組件的添加和裁剪,編譯生成符合我們測試儀硬件要求的OS鏡像。
最后,導(dǎo)出定制操作系統(tǒng)的SDK(Soltware Development Kit)軟件開發(fā)工具包,安裝到EVC中,便可以進(jìn)行基于我們定制的測試儀硬件平臺的應(yīng)用程序開發(fā)。如圖4所示為操作系統(tǒng)移植流程圖:
3.2 應(yīng)用軟件開發(fā)
操作系統(tǒng)的主要任務(wù)是為了管理所有硬件資源,并且提供應(yīng)用軟件一個(gè)合適的操作環(huán)境。將Windows CE操作系統(tǒng)移植到ARM平臺上以后,下一步工作就是進(jìn)行應(yīng)用軟件的開發(fā)。本系統(tǒng)的上位機(jī)軟件主要在EVC的環(huán)境下開發(fā)完成,使用C語言為主要編程語言。主函數(shù)主要包含以下幾個(gè)模塊:用戶界面模塊、上下位機(jī)串口通訊模塊、算法分析處理模塊。
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