基于嵌入式系统的绿色能源测控系统研究

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1、南京航空航天大学硕士学位论文摘要ARM、DSP等32位微处理器以及VxWorks、Linux等嵌入式操作系统的广泛使用，使嵌入式系统的处理能力大大提高。随着测控对象复杂化、测控功能多样化的发展，嵌入式系统越来越多的应用到分布式测控系统中，以满足系统低功耗、高性能的测控要求。本文以“加拿大家居绿色能源系统的控制子系统”项目为背景，对嵌入式平台构建分布式测控系统的相关技术实现进行了研究。本文给出了项目的整体设计方案，并实现了以ARM微处理器为核心的中央控制单元和以DSP微处理器为核心的终端测控节点的电路设计，重点说明

2、了中央控制单元CAN总线接口电路和终端测控节点无刷直流电动机控制电路的具体设计。在对嵌入式软件开发模式和软件结构进行分析的基础上，建立了嵌入式Linux软件开发环境，并在中央控制单元实现了Linux操作系统、嵌入式数据库和FTP服务器的移植。为实现中央单元CAN总线通讯，针对本文设计的具体电路，给出了Linux系统下CAN总线接口设备驱动程序的实现。为提高控制性能，针对终端节点控制对象特点，设计了基于单神经元自适应PID算法的无刷直流电动机控制程序。为验证系统运行的可靠性，建立多CAN节点测试平台对系统进行了测试

3、。以ARM/Linux为平台实现中央控制单元，以DSP为核心处理器实现终端测控节点，使用CAN现场总线连接中央单元与各终端节点，构成嵌入式分布测控系统的结构参考模型，并实现嵌入式数据库、FTP服务器等高级功能，为建立复杂高性能的测控系统提供了切实可行的设计方案。关键字：嵌入式，测控系统，ARM，Linux，CAN，绿色能源I基于嵌入式系统的绿色能源测控系统研究ABSTRACTThewideapplicationof32-bitmicroprocessorslikeARM,DSPandembeddedoperati

4、onsystemslikeVxWorks,Linuxmakestheprocessingcapacityofembeddedsystemupgradedsignificantly.Withtheincreasingcomplexityoftheobjectsandthevariousfunctionaldemands,embeddedsystemhasbeenwidelyemployedintothemeasurementandcontrolsystemtomeetthedemandsoflowpowercons

5、umptionandhighperformance.BasedonthecontrolsubsystemoftheCanadaresidentialgreenenergygenerationsystem,thearchitectureofembeddeddistributedmeasurementandcontrolsystemandtherealizationofrelatedtechnologiesarediscussedinthispaper.CentralcontrolunitusingARMproces

6、sorandterminalunitusingDSPprocessorcomposethehardwaredesignofthesystem.ThepapermainlyintroducestherealizationofCANbusinterfaceinthecentralunitandthecontrolofbrushlessdirectcurrentmotorintheterminalunit.Basedontheintroductionofembeddedsoftwaredevelopingmodelan

7、dthesoftwarestructure,thedevelopmentenvironmentisbuiltforembeddedsoftwaredeveloping.LinuxOS,embeddeddatabaseandFTPserveraretransplantedtothecentralunittomeettherequirement.TorealizecommunicationbyCANbus,theCANbusinterfacedevicedriveronLinuxOSisimplemented.Aim

8、edatthecharactersofcontrolobject,thecontrolprogramforBLDCmotorusingsingleneuronadaptivePIDalgorithmisworkedout.AtlastatestingplatformincludingseveralCANnodesisbuilttotestifythereliability