基于ARM的人防电声警报控制器的设计

论文摘要

人防警报系统是人民防空的重要一环,是人民政府和人民防空主管部门迅速准确的传递和发放防空袭警报信号基本手段。和平时期,人防警报系统同时担任着抗灾救灾和突发事故情况下灾情紧急报知的工作。战时,向辖区发放防空袭警报信号,传递敌空袭信息以及平时完成规定的试鸣任务的系统。人防警报发放装置趋向于统控化、交互化、准抗毁化、智能化。本文所研究的新型电声警报控制器是在交互式人防警报控制系统的基础上发展完成的。该控制器的主要功能是接收处理主控中心警报命令、驱动电声警报执行器、完成警报发放及现场信息的采集(包括供电电压、现场温度以及现场声音的采集),并对信息进行处理、存储及回传；同时当系统发生故障时,终端将分析故障并将原因传输给主控中心,以实现智能化。本文首先对人防警报终端控制器的设计做了整体论述和方案分析论证,确定方案后进行了系统的硬件设计。本设计选用以三星公司的S3C2410A的ARM9为主控单元的微处理器,并进行了相关外围电路和音频电路的设计,外围电路主要包括串口、SD卡接口、存储器、以太网接口、液晶显示、按键、调试接口等。通信方面以捷麦公司的SA68D21无线数传模块建立了专用无线数传通信网络。音频解码对MP3格式文件做了处理。主控制单元的软件部分主要介绍了嵌入式操作系统Windows CE及该操作系统的移植,在该基础上使用C语言进行了应用程序开发。最后初步的阐述了终端故障的检测与诊断的含义和在控制系统领域研究的内容,在理论上为以后更深入的研究做了铺垫。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 人防警报系统的简介
• 1.2 防空警报系统在国内外的发展状况
• 1.2.1 国内发展状况
• 1.2.2 国外发展状况
• 1.3 本论文主要研究内容
• 第2章 系统总体结构设计及方案论证
• 2.1 电声警报终端控制器的整体设计遵循以下原则
• 2.2 系统主要功能
• 2.3 电声警报执行终端方案论证
• 2.3.1 执行终端控制器方案的选择
• 2.3.2 电声警报控制器核心芯片的介绍
• 2.3.3 电声警报执行器的选择
• 2.4 人防电声警报通信技术
• 2.5 本章小结
• 第3章 人防电声警报终端控制器硬件设计
• 3.1 微处理器最小系统电路设计
• 3.1.1 复位电路
• 3.1.2 系统时钟电路
• 3.1.3 调试接口电路
• 3.2 微控制器主控单元核心模块构建
• 3.2.1 Flash 芯片介绍及硬件连接
• 3.2.2 SDRAM 芯片介绍及硬件连接
• 3.2.3 处理器启动方式选择
• 3.3 按键电路设计
• 3.4 音频处理电路的设计
• 3.4.1 STA013音频解码芯片介绍
• 3.4.2 音频处理电路设计
• 3.5 主控单元主要外围接口电路设计
• 3.5.1 USB接口的设计
• 3.5.2 SD卡接口电路设计
• 3.5.3 以太网控制器
• 3.5.4 LCD与触摸屏设计
• 3.5.5 RS232接口电路
• 3.6 系统电源设计
• 3.7 终端信息采集电路的设计
• 3.7.1 多点温度测量电路
• 3.7.2 现场声音的采集
• 3.7.3 电压的测量
• 3.8 电路板设计
• 3.9 本章小结
• 第4章 警报控制器的软件设计
• 4.1 嵌入式操作系统简介
• 4.2 嵌入式操作系统的比较和选择
• 4.3 Windows CE系统的开发流程
• 4.4 Windows CE操作系统的移植
• 4.4.1 嵌入式系统内核定制、编译以及映像下载
• 4.4.2 SDK的导出
• 4.5 程序整体设计
• 4.6 音频文件播放系统的外设驱动设计
• 4.6.1 警报声音的存储
• 4.6.2 播放音频文件的程序设计
• 4.6.3 录制环境声音程序设计
• 4.7 本章小结
• 第5章 控制器的故障自诊断技术研究
• 5.1 概述
• 5.1.1 故障检测与诊断的含义
• 5.1.2 故障检测与诊断的研究
• 5.2 执行终端故障范围及解决方案
• 5.2.1 供电装置故障的检测与诊断
• 5.2.2 执行终端的硬件抗干扰
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢