ARM嵌入式系統(tǒng)在大型設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控中的應(yīng)用

戴芬良（貴州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,貴陽(yáng) 550008）

ARM嵌入式系統(tǒng)在大型設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控中的應(yīng)用

戴芬良
（貴州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,貴陽(yáng) 550008）

工業(yè)領(lǐng)域不斷的發(fā)展，機(jī)械設(shè)備對(duì)系統(tǒng)提出了更高的需求，遠(yuǎn)程監(jiān)控成為了一種必須的技術(shù)。基于RAM嵌入式系統(tǒng)是一種高效、高性能的系統(tǒng)，可以滿足大型設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控的功能需求。本文介紹RAM嵌入系統(tǒng)及其在大型設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控中的運(yùn)用。

大型設(shè)備；嵌入式系統(tǒng)；遠(yuǎn)程監(jiān)控

0 前言

類(lèi)似于壓縮機(jī)、發(fā)電機(jī)、傳送帶、制冷器之類(lèi)的大型設(shè)備被廣泛應(yīng)用于石油化工、機(jī)械制造等領(lǐng)域，大型設(shè)備的市場(chǎng)前景廣闊。但是值得重視的兩個(gè)問(wèn)題是，第一，大型設(shè)備成本高，企業(yè)不可能準(zhǔn)備備用品，一旦設(shè)備發(fā)生損壞，企業(yè)將會(huì)因此承受巨大的經(jīng)濟(jì)損失；第二，設(shè)備維修需要的專(zhuān)業(yè)水平高，企業(yè)內(nèi)部不可能常備專(zhuān)業(yè)維修人員，所以維修的任務(wù)必然落在了銷(xiāo)售大型設(shè)備的廠家手中。所以說(shuō)，如何提高設(shè)備的使用壽命，降低設(shè)備的故障概率，完善售后服務(wù)，就成為了大型設(shè)備生產(chǎn)廠家實(shí)力較量的關(guān)鍵。在我國(guó)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域全球化的當(dāng)今，大型設(shè)備廠家之間的競(jìng)爭(zhēng)尤為激烈，因此，一套能夠及時(shí)甚至提前檢測(cè)出設(shè)備故障，并安排維修專(zhuān)家進(jìn)行維修的監(jiān)控系統(tǒng)就顯得尤為有價(jià)值了。

1 ARM嵌入式系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

嵌入式系統(tǒng)是以建設(shè)一個(gè)中心系統(tǒng)，提供微型系統(tǒng)和客戶(hù)端操作平臺(tái)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。通過(guò)這種操作系統(tǒng)，可以根據(jù)實(shí)際情況來(lái)分配對(duì)軟硬件的大小，達(dá)到減少功耗、成本的效果。而ARM作為占有處理器市場(chǎng)比例高達(dá)80%，并且省電、功能強(qiáng)大、性?xún)r(jià)比高的處理器。RAM處理器包含十六位和32位雙指令集，逐漸成為移動(dòng)制式手機(jī)以及其他移動(dòng)設(shè)備解決嵌入式系統(tǒng)硬件的標(biāo)準(zhǔn)方案。并且基于ARM處理的的嵌入式系統(tǒng)有著良好的編碼環(huán)境，這些有利的條件不斷帶來(lái)基于ARM操作系統(tǒng)應(yīng)用快速發(fā)展的機(jī)會(huì)，廣泛的應(yīng)用在工業(yè)、航空及高尖端行業(yè)。

2 基于ARM嵌入式系統(tǒng)裝置結(jié)構(gòu)

（1）硬件接口的配備。為了解決大型設(shè)備對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的挖掘、監(jiān)控，從而達(dá)到處理機(jī)械發(fā)生故障及時(shí)處理以及設(shè)備維修等功能。基于RAM系統(tǒng)設(shè)計(jì)專(zhuān)門(mén)為了這個(gè)目標(biāo)開(kāi)發(fā)相應(yīng)功能，首先采用RAM處理器NET+50型號(hào)。它是由32位芯片集一體，專(zhuān)門(mén)為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用設(shè)計(jì)，可以配套多個(gè)外接功能。

（2）其他硬件結(jié)構(gòu)。Flash可編輯存儲(chǔ)器和程序存儲(chǔ)器共同的功能是用來(lái)儲(chǔ)存系統(tǒng)數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序，而EEPROM是專(zhuān)門(mén)用來(lái)儲(chǔ)存有關(guān)用戶(hù)分組形式的信息。系統(tǒng)上的時(shí)間則是由裝置里面的時(shí)鐘芯片提供信息和規(guī)劃。JTAG接口的設(shè)置，是為了方便系統(tǒng)在編譯之后，便于系統(tǒng)被轉(zhuǎn)移。同時(shí)系統(tǒng)裝置被配備了調(diào)制解調(diào)器，可以撥號(hào)連入互聯(lián)網(wǎng)，對(duì)設(shè)備信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、數(shù)據(jù)收集，便于用戶(hù)遠(yuǎn)程操作和遠(yuǎn)程維修。

（3）軟件設(shè)計(jì)模塊化，功能逐步實(shí)現(xiàn)?；贏RM系統(tǒng)設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)JTAG數(shù)據(jù)端和計(jì)算機(jī)相連接，同時(shí)設(shè)計(jì)PC端用于ARM開(kāi)發(fā)工具，使得通過(guò)軟件就可以實(shí)現(xiàn)控制大型設(shè)備的需求。采用NET+OS系統(tǒng)作為操作系統(tǒng)，因?yàn)樗梢灾С侄喾N互連協(xié)議，高級(jí)別的任務(wù)調(diào)整分配功能和豐富的算法功能。在互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器的支持下，通過(guò)RS485接口，可以對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和遠(yuǎn)程協(xié)議傳送，以及通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)布在Web服務(wù)器機(jī)制下,實(shí)現(xiàn)了通過(guò)RS485接口進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸以及基于嵌入式系統(tǒng)web發(fā)布。

（4）系統(tǒng)任務(wù)調(diào)度。ARN內(nèi)核將系統(tǒng)分為，停止組態(tài)，工作，三個(gè)主任務(wù)。這三個(gè)主任務(wù)是根據(jù)ARM的信號(hào)量特點(diǎn)和線程機(jī)制來(lái)劃分的。信號(hào)量控制系統(tǒng)其他部分的工作狀態(tài)，根據(jù)實(shí)時(shí)的觸發(fā)去解決相應(yīng)的任務(wù)。在組態(tài)狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)自身的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和設(shè)備其他部分的傳感器進(jìn)行配置。在工作狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)用戶(hù)指令來(lái)實(shí)時(shí)響應(yīng)，啟動(dòng)系統(tǒng)中各功能。ARM內(nèi)核的實(shí)時(shí)性和體統(tǒng)內(nèi)部調(diào)度機(jī)制維護(hù)了程序的運(yùn)行，保證了多個(gè)任務(wù)同時(shí)進(jìn)行的可靠性。

3 ARM嵌入式系統(tǒng)遠(yuǎn)在大型設(shè)施程監(jiān)控和維護(hù)的應(yīng)用

ARM嵌入式網(wǎng)絡(luò)裝置之所以是對(duì)大型設(shè)備的監(jiān)控、檢測(cè)和維修看護(hù)是有極其重要的必要性。因?yàn)樗哂械氖窃O(shè)備診斷和維護(hù)的技術(shù)，并且是在大型基礎(chǔ)的設(shè)備上不管是復(fù)雜性還是在工礦業(yè)也具有重要重要的作用。

（1）系統(tǒng)實(shí)時(shí)信息。當(dāng)今，各式各樣的信號(hào)測(cè)量技術(shù)完全可以掌控現(xiàn)下每時(shí)每刻的信息。這是因?yàn)橛?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展技術(shù)為遠(yuǎn)程控制提供了優(yōu)良的數(shù)據(jù)通信線路。在不僅能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程設(shè)備的監(jiān)控還能夠?qū)Π汛笮驮O(shè)施的診斷故障和維護(hù)都融合到系統(tǒng)中來(lái)。ARM嵌入式裝置是為遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸、大型設(shè)施的狀態(tài)檢測(cè)分析所服務(wù)的。在企業(yè)中建立遠(yuǎn)程服務(wù)中心，它對(duì)于設(shè)備的維修、故障檢測(cè)還有數(shù)據(jù)的輸入和輸出、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、檢測(cè)設(shè)備的運(yùn)行等工作上起了關(guān)鍵性的作用。

（2）遠(yuǎn)程服務(wù)。遠(yuǎn)程服務(wù)中心的建起，可以把專(zhuān)業(yè)技術(shù)還有專(zhuān)業(yè)人才都可以有利的集中起來(lái)，這樣可以完成一個(gè)專(zhuān)家“會(huì)診”。與此同時(shí)，還可以把對(duì)這些設(shè)備的診斷集合處理，并且利用這些診斷的經(jīng)驗(yàn)不斷完成專(zhuān)家?guī)斓臄?shù)據(jù)。所以這就從而節(jié)約了時(shí)間，運(yùn)用這個(gè)網(wǎng)絡(luò)裝置也就可以把一些企業(yè)的人才優(yōu)勢(shì)、專(zhuān)家的經(jīng)驗(yàn)、專(zhuān)業(yè)技術(shù)和數(shù)據(jù)分析這幾方面，能夠很快速的完成設(shè)備的維護(hù)、維修和排除故障。

兩個(gè)互相獨(dú)立的存儲(chǔ)器叫子存儲(chǔ)器，他們都是獨(dú)立的訪問(wèn)和編制，從而提升了數(shù)據(jù)的吐吞效率。它不使用累加寄存器而是用三十二位通用的寄存器，可以讓數(shù)據(jù)傳輸更加有效。并且在外界4MHC晶振，用的是先進(jìn)第耗能的CMOS制造工藝。

4 結(jié)論

筆者在文中提到了ARM嵌入式網(wǎng)絡(luò)在大型設(shè)備的遠(yuǎn)程系統(tǒng)中所實(shí)現(xiàn)的三個(gè)功能，它具有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。報(bào)警處理和監(jiān)控功能。這種強(qiáng)大的嵌入式網(wǎng)絡(luò)具有不可限量的功能，實(shí)現(xiàn)跨越各個(gè)區(qū)域的信息訪問(wèn)那是理所當(dāng)然，還節(jié)省了通訊費(fèi)用，在嵌入式Web的大型設(shè)備監(jiān)控和診斷維修中注入了鮮活的氧氣，可謂是雪中送炭。這也就為企業(yè)的發(fā)展和革新帶來(lái)了新的活力，也為企業(yè)帶來(lái)了更好的經(jīng)濟(jì)效益。

[1]胡罡."智能塵埃"的體系結(jié)構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)[J].傳感器世界,2004(01):18-19．

[2]黃智偉.數(shù)字溫度傳感器AD7418及其應(yīng)用[J].傳感器世界,2002(08):25-26．

[3]任豐原.無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)[J].軟件學(xué)報(bào),2003,14(07):47-48．

戴芬良（1985-），女，侗族，貴州從江人，貴州大學(xué)碩士，貴州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，講師，研究方向：自動(dòng)控制，機(jī)械電氣控制等領(lǐng)域。