基于ARM9和Linux的机器人控制系统设计

２０１３年５月　第３４卷第５期　计算机工程与设计　

ＣＯＭＰＵＴＥＲ　ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ　ＡＮＤ　ＤＥＳＩＧＮ　Ｍａｙ．２０１３　Ｖ０１．３４　Ｎｏ．５　

基于ＡＲＭ９的远程抄表系统集中器的设计与实现　

丘森辉，罗晓曙＋，闭金杰　

（广西师范大学电子工程学院，广西桂林５４１００４）　

摘要：为了满足新的国家电网公司企业标准对远程集中抄表系统集中器的规范要求，提高集中器的整体性能，设计和实　

现了一种采用工业级微处理器ＡＴ９１ＳＡＭ９Ｇ４５和嵌入式Ｌｉｎｕｘ操作系统的远程集中抄表系统集中器，完成了集中器的硬件　

电路理论设计、功能仿真和电路实验，并开发出了相应的控制软件。实际运行的实验结果表明，该集中器的整体性能良　

好，能满足新的国家电网公司企业标准对集中器的规范要求，并且其软件系统还具有开发进程短，高可扩展性和高可移植　

性特点，具有广阔的应用前景。　

关键词：远程集中抄表；集中器；ＡＴ９１ＳＡＭ９Ｇ４５；Ｌｉｎｕｘ；软硬件设计　

中图法分类号：ＴＮ９１１　文献标识号：Ａ　文章编号：１０００—７０２４（２０１３）０５—１６４０—０６　

Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＡＲＭ９　ｉｎ　

ｒｅｍｏｔｅ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄ　ａｍｍｅｔｅｒ　ｒｅａｄｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　

ＱＩＵ　Ｓｅｎ－ｈｕｉ，ＬＵＯ　Ｘｉａｏ—ｓｈｕ＋，ＢＩ　Ｊｉｎ－ｊｉｅ　

（Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｇｕａｎｇｘｉ　Ｎｏｒｍａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕｉｌｉｎ　５４１００４，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｔａｔｅ　ｇｒｉｄ　ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ　ｐｕｔ　ｆｏｒｗａｒｄ　ｔｈｅ　ｎｅｗ　ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ　ｓｔａｎｄａｒｄｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒ　ｉｎ　ｒｅｍｏｔｅ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄ　

机电信息2012年第33期总第351期图1系统原理图TOUT0GNDLED1GNDTOUT0GNDLED1GNDTOUT0GNDLED1GNDGPIO信号地232OPF光耦RDARDBSDASDBSGFRE500232OPF光耦232OPF光耦232OPF光耦S3C2440PF+PF－PR+PR－SEDA－02AVNPF+PF－PR+PR－SEDA－02AVNPF+PF－PR+PR－SEDA－02AVNUVWGNDUVWGNDUVWGNDUVWGNDM1M2M3M4PEPEPEPE

133机电信息2012年第33期总第351期来控制电机。根据加工线型的不同，本数控系统的插补计算分为圆弧插补、直线插补计算。3结语采用S3C2440和运动控制芯片SEDA－02AVN组成的嵌入式数控系统能减轻研发任务，提高研发速度，在较短的时间内得到性能良好的数控系统。Samsung公司的16／32位RISC处理器S3C2440对调制PWM实现方便，可编程，电机转速、转向的改变迅速，无停顿，还可以进行Linux操作系统的移植。而Linux是UNIX类、多用户、多任务的开放式操作系统，借助Linux操作系统，大大提高了软件开发的灵活性，缩短了数控系统软件的开发周期。［参考文献］［１］韦东山．嵌入式Ｌｉｎｕｘ应用开发完全手册．北京：人民邮电出版社，２００８［２］杜春雷．ＡＲＭ体系结构与编程．北京：清华大学出版社，２００３［３］刘刚，赵剑川．Ｌｉｎｕｘ系统移植．北京：清华大学出版社，２０１１［４］秦云川改编．构建嵌入式Ｌｉｎｕｘ系统．北京：中国电力出版社，２０１１［５］刘淼．嵌入式系统接口设计与Ｌｉｎｕｘ驱动程序开发．北京：北京航空航天大学出版社，２００６［６］于明，范书瑞，曾祥烨．ＡＲＭ９嵌入式系统设计与开发教程．北京：电子工业出版社，２００６［７］Ｓ３Ｃ２４４０芯片手册［８］ＴＱ２４４０开发板使用手册收稿日期：2012－08－08作者简介：程龙（1987—），男，辽宁沈阳人，硕士研究生，研究方向：机械电子。图2PWM定时器工作方式定义寄存器计数器TCNTn载入值TCMTBn赋值TCNTn减1否是结束否根据插补判断是否继续？比较两个寄存器值是否相等？重载TCNTBn发出中断输出PWM图3控制流程图外部中断赋值给UART定义寄存器根据插补时序判断是否正转是否输出2.2网络结构的优化鉴于以上对原网络结构的分析，为了提高网络的实时性，充分发挥硬件的优势，本文采用了采样值信息共网传输方式，优化后的总体网络结构为GOOSE+SV并行结构。该结构在硬件方面进行了升级，交换机之间的级联端口采用千兆连接，其他硬件设备不做升级。在进行网络结构优化设计时，应参照国家电网《智能变电站技术导则》。优化改造后的系统网络结构概述如下：（1）层次1。该层次中包含了220kV故障录波、220kV网络分析仪、220kV母线保护以及时钟服务器等。（2）层次2。本层中设有220kV过程层母差交换机（标号#1），该交换机含有4个1000M的单模光口和16个100M的多模光口。（3）层次3。本层中单设一个具有9个1000M单模光口的220kV过程层母差交换机（标号#2），用于接收来自4个支路的数据，各支路的结构分别为：1）支路1。该支路直接连接于一个含有1个1000M单模光口和14个100M多模光口的220kV过程层间隔交换机（标号#3），该交换机与2条220kV线路（线路1、线路2）的测控、保护、MU和智能操作箱相连；2）支路2。该支路的基本结构和支路1类似，不同之处在于连接的线路为线路3和线路4；3）支路3。该支路直接连接于一个含有1个1000M单模光口和14个100M多模光口的220kV过程层间隔交换机（标号#5），该交换机作为1号主变交换机，同#2母差交换机直接相连，同#5间隔交换机相连的设备有1号主变220kV侧智能操作箱、1号主变220kV侧测控、1号主变保护以及电能表；4）支路4。该支路和支路3类似，只是所连接的过程层交换机编号为#6，主变编号为2号。2.3网络流量的优化在上述网络结构优化的基础上，采用虚拟局域网的方式来实现对流量的优化，为了控制SV业务对关键业务的带宽挤占，设置了端口速率限制方法，并配合GVRP动态组播协议来尽量降低网络中的总体数据流量。通过以上技术手段的组合，可大幅度降低网络中数据的冲突几率，提高网络的利用效率。3结语智能变电站的网络结构改造与优化是当前的热点亦是难点，其关键问题不仅仅和电气设备有关，还和计算机、网络技术等学科相关，是一个多学科交叉的研究领域。本文以某智能变电站的网络结构优化为例，参照行业规范，并采用较为成熟的方法对原有的网络结构进行优化，为了避免改造后的网络中数据的冲突，附加使用了一些网络流量优化的手段，进一步提高了网络的利用效率。［参考文献］［１］刘娇，刘斯佳，王刚．智能变电站建设方案的研究［Ｊ］．华电电力，２０１０（７）［２］李斌，薄志谦．智能配电网保护控制的设计与研究［Ｊ］．中国电机工程学报，２００９（Ｓ１）［３］国家电网公司．智能变电站技术导则［Ｊ］．华东电力，２００９（１１）收稿日期：2012－08－03作者简介：丁文树（1980—），男，江苏泰州人，工程师，研究方向：电力系统及其自动化。ShejiyuFenxi◆设计与分析（上接第133页）

基于ARM9的嵌入式pH值测控系统设计

谷海涛;宋绍剑

【期刊名称】《自动化技术与应用》

【年(卷),期】2008(27)9

【摘 要】本文介绍了一种基于ARM9微处理器S3C2410A的嵌入式pH值测控系统,包括S3C2410A自带的A/D转换器ADC,D/A转换芯片DAC8420等接口芯片的软硬件设计.利用微处理器S3C2410A丰富的I/0接口,通过74LS245电平转换芯片,解决了S3C2410A嵌入式处理器I/0接口输出电平与外设驱动电平不匹配的问题.

【总页数】4页(P70-72,63)

【作 者】谷海涛;宋绍剑

【作者单位】广西大学电气工程学院,广西,南宁,530004;广西大学电气工程学院,广西,南宁,530004

【正文语种】中 文

【中图分类】TQ016.52

【相关文献】

1.基于ARM9的嵌入式Linux测控系统实时性增强研究 [J], 袁辉建;陈曾汉;晏来成

2.基于ARM9的WINCE组网液态气体测控系统设计 [J], 李璟;王小鹏;于挥

3.基于ARM9的嵌入式测控设备图形界面设计实例 [J], 竺菊梅;梁明;陈敬谦;王璐;张继庆 4.基于ARM9的航空相机测控系统设计与实现 [J], 朱毖微;梁志毅;乔永征

5.基于ARM9的测控系统设计 [J], 马悦

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《工业控制计算机｝２０１１年第２４卷第４期　

基于工业以太网Ｅｔｈｅｒｎｅｔ　Ｐｏｗｅｒｌｉｎｋ　

和ＡＲ　Ｍ９的伺服控制系统的设计　

Ｓｅｒｖｏ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｅｔｈｅｒｎｅｔ　Ｐｏｗｅｒｌｉｎｋ　ａｎｄ　ＡＲＭ９　

刘争明　王钦若　万振磊　（广东工业大学自动化学院，广东广州５１０００６）　

摘要　分析了印刷机的特点和控制要求，根据印刷机的要求，设计以ＡＲＭ９微控制器为核心的位置、速度和Ｉ／Ｏ端口的电气　

控制系统硬件系统；构建基于现场可编程逻辑器Ｃｙｃｌｏｎｅ…ＥＰ３Ｃ２５及实时工业以太网Ｅｔｈｅｍｅｔ　Ｐｏｗｅｆｌｉｎｋ的伺服系统　

通信的无轴传动系统；同时，阐述了该系统软件的设计。　

关键词：Ｅｔｈｅｒｎｅｔ　ＰｏｗｅｒＬｉｎｋ，ＡＲＭ，Ｎｉｏｓ　ＩＩ，嵌入式系统，无轴传动系统　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ａｎａｌｙｚｅｓ　ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ｆｏｒ　ｐｒｉｎｔｉｎｇ　ｐｒｅｓｓｅｓ　Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ，ｄｅｓｉｇｎ　ｅｍｂｅｄｅｄ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ￥３Ｃ２４１０Ｘ　ｍｉｃｒｏ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　ｆｏｒ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ　ｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｖｅｌｏｃｉｔｙ　ａｎｄ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　Ｉ／Ｏ　ｐｏｒｔｓ．Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ｔｈｅ　ｓｈａｆｔｌｅｓｓ　ｓｙｓｔｅｍ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｆｉｅｌｄ　ｐｒｏｇ　ｒａｍｍａｂｌｅ　ｌｏｇｉｃ　ｄｅｖｉｃｅ　Ｃｙｃｌｏｎｅ　Ｉｌｌ　ＥＰ３Ｃ２５　ａｎｄ　ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ　ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　Ｅｔｈｅｒｎｅｔ　Ｅｔｈｅｒｎｅｔ　Ｐｏｗｅｒｌｉｎｋ　ｆｏｒ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｅｒｖｏ　ｓｙｓｔｅｍ．Ａｔ　ｔｈｅ　ｓａｍｅ　ｔｉｍｅ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｄｅｓｉｇｎｓ　ｔｈｅ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｓｙｓｔｅｍ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｅｔｈｅｒｎｅｔ　ＰｏｗｅｒＬｉｎｋ．ＡＲＭ，Ｎｉｏｓ　Ｉ１，ｅｍｂｅｄｄｅｄ　ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅ　ｓｈａｆｔｌｅｓｓ　ｓｙｓｔｅｍ