应用ARM-uClinux铁路信号电源测控终端研究与设计

应用ARM-uClinux铁路信号电源测控终端研究与设计

论文摘要

嵌入式系统的核心是嵌入式处理器和嵌入式操作系统。近年来,ARM-uCinux成为许多领域应用研究的热点。uClinux开放源代码、具有完备的操作系统功能、对硬件资源要求不高。应用ARM-uCinux设计的系统,在体积、成本、功耗、功能等方面具有综合的优势。这一技术在远动领域有一定的应用前景,以往采用台式计算机设计的系统,有可能采用嵌入式系统设计。本文研究应用嵌入式系统(ARM-uClinux)设计实现一种新型的小型的远动终端—铁路信号电源测控终端。实现遥控、遥信、遥测功能,实现远动通信协议,并为潜在的需要而设计了一个网络通信接口,解决应用中的一些基础问题。主要研究内容分成以下几个部分:1.设计了远动终端硬件。以ARM处理器S3C4510B为核心的最小系统为起点,依据远动测控终端的基本功能,按照可扩展性和可维护性的要求,提出并设计了一种测控终端的硬件总体结构。定义了一种母板总线,设计了处理器到母板总线的驱动电路。设计了主要功能模块,包括主板模块、遥控模块、遥测模块、遥信模块。2.采用DSP实现交流采样功能。减少主处理器的计算量。主板模块和遥测模块采用现场总线(CAN)连接。3.为硬件设计了uClinux的驱动程序。串口驱动程序,遥信采集驱动程序,定时器驱动程序,遥控输出驱动程序,CAN总线驱动程序。修改uClinux的启动代码,实现了安全启动模式。4.实现了通信协议基本功能。在uClinux环境下实现协议IEC60870-5-101的基本功能,是论文的一个重点。结合了uClinux操作系统应用程序和驱动程序特点。根据通信协议分层的特点,提出了uClinux串口驱动程序方式实现该协议链路层的方法。5.实现了事件顺序记录。综合应用了uClinux驱动程序技术和应用程序资源,实现了遥信事件顺序记录,分辨率是5ms。样机实现了远动终端的基本功能,经过试验运行稳定可靠。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第1章 绪论
  • 1.1 引言
  • 1.2 课题发展与现状
  • 1.3 课题的目的和意义
  • 1.4 论文主要工作和完成情况
  • 第2章 UCLINUX操作系统
  • 2.1 uClinux 特点
  • 2.2 uClinux 开发环境
  • 2.3 驱动程序
  • 2.4 本章小结
  • 第3章 远动终端硬件设计
  • 3.1 远动终端总体结构
  • 3.2 RTU 母板总线
  • 3.3 主板
  • 3.4 基于RTU 母板总线的模块扩展
  • 3.5 本章小结
  • 第4章 UCLINUX环境远动通信协议的实现
  • 4.1 通信协议
  • 4.2 API 实现串口通信的分析
  • 4.3 驱动程序实现101 协议链路层
  • 4.4 链路规约控制信息(LPCI)
  • 4.5 应用程序接口
  • 4.6 应用服务数据ASDU 报文
  • 4.7 ASDU 类型标识符派生应用服务
  • 4.8 调制解调器Modem 操作
  • 4.9 网络通信
  • 4.10 本章小结
  • 第5章 基于UCLINUX事件顺序记录研究与实现
  • 5.1 实现方法
  • 5.2 事件顺序记录结果
  • 5.3 本章小结
  • 第6章 结果与试验
  • 6.1 功能试验
  • 6.2 基本性能试验
  • 6.3 本章小结
  • 第7章 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 声明
  • 个人简历
  • 在学期间发表的学术论文
  • 在学期间的研究成果
  • 相关论文文献

    • [1].基于ARM-uClinux的网络MP3设备的设计与实现[J]. 微计算机信息 2008(23)
    • [2].基于嵌入式ARM-uClinux的ZigBee网络设计[J]. 仪表技术与传感器 2009(01)

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