ARM嵌入式系统在电力机车主变压器综合测试系统中的应用研究

论文摘要

随着计算机技术的发展,嵌入式系统已成为计算机领域的一个重要组成部分。本文用嵌入式系统构建了一个电力机车主变压器故障诊断试验平台。在电力机车主变压器综合测试及故障诊断领域中,我国几个大型的电力机车厂的变压器测试依然采用人工读数,而这种方法的特点是:效率比较低,数据存在误差等。因此非常有必要采用自动测试系统,而如果用工控机作为控制中心来进行测试,成本将比较高,因此,本文采用基于ARM的嵌入式系统作为控制中心来进行测试。这样系统的成本更低,操作更方便,数据更准确。本文详细地介绍了基于ARM微处理器ST2410及Linux操作系统的电力机车主变压器综合测试及故障诊断系统的开发与实现过程。主要有三部分:硬件平台设计与实现部分;软件平台设计部分;应用程序的开发等3部分。本论文的研究主要是基于ARM-linux的平台。它的内核模块采用了ARM920T核的S3C2410,外部有SDRAM、FLASH、串口、网卡、鼠标、键盘、LCD等,同时还提供有扩展插槽,该平台主要面向高性能的电力、工业控制等,适用于网络的研究;本文探讨嵌入式软件开发模式,宿主机与目标机,交叉编译环境的搭建,Linux内核和外设驱动的移植,以及图形用户界面QT和应用程序开发移植等;另外,在该平台开发了应用程序,具体包括串口通信,网络通信,数据库编程等。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 嵌入式系统概论
• 1.1.1 嵌入式系统概念
• 1.1.2 嵌入式系统组成
• 1.1.3 嵌入式系统特点
• 1.2 研究背景及意义
• 1.2.1 机车变压器试验和故障诊断简介
• 1.2.2 目前的试验现状与自动测试的特点
• 1.3 研究内容
• 1.4 论文结构安排
• 第二章 测试系统总体方案
• 2.1 系统总体设计
• 2.2 可编程控制系统
• 2.3 系统串口扩展
• 2.4 本章小结
• 第三章 嵌入式系统
• 3.1 ARM微处理器
• 3.1.1 常用微处理器介绍
• 3.1.2 ARM微处理器的特点
• 3.1.3 ARM微处理器的应用选型
• 3.2 嵌入式LINUX操作系统
• 3.2.1 引入操作系统的目的
• 3.2.2 常用操作系统介绍
• 3.2.3 Linux操作系统特点
• 3.3 主控芯片ST2410
• 3.3.1 ST2410开发板介绍
• 3.3.2 ST2410外围电路
• 3.4 本章小结
• 第四章 嵌入式系统软件平台设计
• 4.1 交叉编译环境的搭建
• 4.1.1 宿主机与目标机
• 4.1.2 交叉编译
• 4.2 Linux内核的编译与移植
• 4.3 根文件系统的编译与移植
• 4.4 Qt/Embedded平台移植
• 4.4.1 Qt与Qt/Embedded
• 4.4.2 虚拟帧缓冲服务器
• 4.4.3 Qt/Embedded安装包与依赖关系
• 4.4.4 Qt/Embedded交叉编译开发环境
• 4.5 设备驱动程序的移植
• 4.5.1 设备驱动程序的分类
• 4.5.2 驱动程序的组成
• 4.5.3 驱动程序的移植
• 4.6 本章小结
• 第五章 嵌入式系统软件开发
• 5.1 LCD显示分析
• 5.1.1 LCD控制器
• 5.1.2 Linux的帧缓冲设备
• 5.1.3 QT显示机制
• 5.1.4 绘图的底层操作
• 5.2 应用软件总体设计
• 5.2.1 需求分析
• 5.2.2 人机界面程序设计
• 5.3 应用软件设计
• 5.3.1 通信软件设计
• 5.3.2 网络软件的设计
• 5.3.3 数据库软件的设计
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间的主要研究成果