解析电力测控终端设备系统

　　1、 应用背景

　　由于缺乏一个稳定工作的硬件基础，国内测控系统开发工作的重点大都放在调试硬件故障上。首先，所有项目的开发几乎全部使用汇编语言，严重影响了程序的可读性和可移植性，更换不同的处理器就意味着一切从头开始，就连使用相同处理器的不同项目组之间的程序重用也很困难；而对于嵌入式应用系统应着重解决的实际问题往往无暇顾及，非常不利于我国嵌入式应用水平的提高。另外，传统的8位单片机已经越来越不能适应日渐复杂的应用需求；友好的交互界面、网络互连功能、智能化的软件、实时的数据处理几乎成了现代实时测控系统的共同需求。

　　ARM（Advanced RISC Machines）是微处理器行业的一家企业，设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件。技术具有性能高、成本低和能耗省的特点。适用于多种领域，比如嵌入控制、消费/教育类多媒体、DSP和移动式应用等。

　　基于ARM的电力实时测控系统开发平台，采用了高性能、低功耗32bit RISC结构的ARM内核处理器。为开发各种智能化、小型化现代测控系统提供可重用、高性能、图形化、网络化软硬件基础平台和高效的开发模式。充分利用语言的优势在多任务操作系统的基础上，为平台添加友好的人机交互方式、图形化界面、网络、各种通信接口驱动，使其平台具备现代嵌入式系统的特征。

　　2、 系统构架

　　一个嵌入式系统装置一般都由嵌入式计算机系统和执行装置组成，嵌入式计算机系统是整个嵌入式系统的，由硬件层、中间层、系统软件层和应用软件层组成。执行装置也称为被控对象，它可以接受嵌入式计算机系统发出的控制命令，执行所规定的操作或任务。执行装置可以很简单，如手机上的一个微小型的电机，当手机处于震动接收状态时打开；也可以很复杂，如SONY 智能机器狗，上面集成了多个微小型控制电机和多种传感器，从而可以执行各种复杂的动作和感受各种状态信息。

　　此项目的主要目标是实现一个基于ARM计算机的嵌入式设备，用于对工业配电的电压电流功率等数据进行采集和监控。系统的基本结构如下图：

　　3、 系统硬件功能

　　3.1 通信接口

　　1）   CAN接口，与分布式电源的DSP通信。

　　2）   一个10／100M以太网接口，与管理中心通信。

　　3）   一个RS485接口，与其他产品通信，如微机等。

　　4）   一个RS232接口，用于连接电脑调试。

　　3.2人机界面交互接口

　　1）        显示驱动：支持4－8英寸TFT液晶，能够完成各种采集数据的实时显示（包括数字和波形）；

　　2）        键盘输入电路，各种参数（地址、波特率、变比等）均可通过计算机远程设定或仪表面板设定；

　　3）        USB接口，可以读取U盘数据。

　　3.3 可靠性与电磁兼容性

　　1）      强抗干扰能力设计、工业级器件，产品适用多种复杂电磁环境及恶劣场所；

　　2）     工作环境：工作温度：-20～70℃；相对湿度≤90%，无腐蚀气体场所；

　　3.4 输入输出接口

　　1）        8路模拟量采集，可以实时采集3相电压电流和直流后备电池的电压电流。

　　2）        2路模拟量输出

　　3）        4路开关量输入

　　4）        8路数字IO输出

　　4、 系统软件功能

　　1）        嵌入式专用LINUX操作系统。Linux操作系统的内核的名字也是“Linux”。Linux操作系统也是自由软件和开放源代码发展中着名的例子。严格来讲，Linux这个词本身只表示Linux内核，但在实际上人们已经习惯了用Linux来形容整个基于Linux内核，并且使用GNU 工程各种工具和数据库的操作系统。Linux得名于计算机业余爱好者Linus Torvalds。

　　2）        用户可以进行行业特定的2次开发。