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基于Linux的泵舱信号采集板的设计与实现
| 论文题名： | 基于Linux的泵舱信号采集板的设计与实现 |
| 关键词： | 船舶监测系统;燃油泵舱;压力监测;信号采集板;嵌入式Linux |
| 摘要： | 随着嵌入式系统的急速发展和工业以太网络的广泛应用，使得现代化的监测、控制、管理系统越来越呈现出微型化、信息化、智能化的特点，逐步成为引领各行业提升效率、改善管理的重要措施。借助上述日益成熟的电子技术改进传统船舶监测系统，使现代船舶监测实现智能化、自动化，从而为船舶运行提供一个集实时性、安全性、可靠性为一体的保障体系俨然已成为一种发展趋势。本文着眼于船舶监测中的燃油泵舱压力监测及预警系统，针对传统监测手段存在的准确度、实时性、快速反应能力等方面的弊端，同时综合考虑监测系统的制造成本，提出了基于Linux的泵舱信号采集板的系统设计。 根据系统需求及所要达到的性能指标，研究了泵舱管道压力信号监测系统的设计方案，主要包含为系统各部分提供电源的供电通道、系统工作状态及预警指示灯通道、以压力信号接收、转化、模数转换为主的泵舱压力处理通道、以TCP/IP为协议基础的以太网通信通道，从而构成泵舱管道压力值的远程监测及压力超限报警的设计方案。 系统硬件电路设计中采用ARM9系列的S3C2440A为主控制芯片，并连接了Nand Flash、Nor Flash、SDRAM等组成存储电路，压力信号采集电路设计了三路采集通道，并可通过对控制电路的适应性跳转实现对压力传感器输出的4～20mA或0~10mA的电流信号中的一种进行采集处理。为实现以太网冗余通信功能，确保通信的稳定可靠，本设计采用双冗余100/1000M自适应以太网接口。 控制软件层面，为引导启动内核首先移植了u-boot，并根据设计需求及资源的合理利用，对嵌入式Linux操作系统进行裁剪，将其移植到S3C2440A中。编写AD芯片的驱动程序及滤波函数，实现管道压力信号的采集处理。以TCP/IP为通信协议，编写Linux内核下的SOCKET程序，实现压力数据的TCP和UDP网络通信。 通过硬件电路设计和软件联调，可实现对前端泵舱压力值的接收、采集处理，并通过以太网实现与上位机的网络通信，经过测试验证了设计的可行性与可靠性。该系统可实现对泵舱压力信号的远程监测及压力超限报警，增强了系统的实用性，具有一定的应用价值。 |
| 作者： | 吴龙龙 |
| 专业： | 电子科学与技术 |
| 导师： | 张忠民 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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