基于ARM的军用工程机械监测终端设计.pdf

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1、2015年5月机械设计与制造工程Mav．2015第44卷第5期MachineDesignandManufacturingEngineeringVo1．44No．5DOI：10．3969／j．issn．2095—509X．2015．05．008基于ARM的军用工程机械监测终端设计李翔，刘廷勇，李焕良，孙琰，杨雪松(解放军理工大学野战工程学院，江苏南京210007)摘要：针对军用工程机械现有监测仪表的缺陷，采用嵌入式技术与数据采集处理技术，完成了基于ARM的军用工程机械监测终端硬件部分的设计，并进行了终端软件系统数据处理、显示报警、通信

2、存储等功能模块的开发，实现了终端对军用工程机械的信息化改造，使军用工程机械具备了实时定位、信息记录、显示报警、数据通信的数字化作业功能。关键词：军用工程机械；ARM；状态监测中图分类号：U270文献标志码：A文章编号：2095—509X(2015)05—0033—05军用工程机械平时使用频率高、强度大、专业数据采集处理装备状态性强，在可靠性、维修性和保障性等方面的信息化实时监测程度要求越来越高。美国军队大部分工程装备已异常报警经加装了CMS监测，方便战时及时作出指挥调度。在我国，天津工程机械研究所为了实现工程机械参基于ARM的实时定

3、位智能监控终端数的报警和显示，采用电子逻辑控制和信息显示报警相结合，研制了新一代EMS型监测仪。虽然数据传输很多成果在国内民用领域得到广泛的应用，但是结信息存储—+I数据存储模块合部队实际特点的成果还很少j。目前，军用工程机械信息输出仍以指针式仪表为主，单纯依靠装图1终端设计方案备自身现有的异常状况超限报警来进行监测已经1)装备状态实时监测与显示。监测终端最重不能满足装备状态实时准确监测的需求，目前由于要的一个功能是实现实时状态数据监测与显示，以缺乏对军用工程机械作业状态的记录和作业时间便操作手和指挥员及时掌握装备状态信息，终端通的

4、统计，无法对军用工程机械进行精细的健康度评过数据采集与处理模块进行装备状态信息参数的估，只能根据其使用时间确定维修保养计划，一方采样监测，利用LCD显示模块直观地进行显示，方面造成了维护、维修成本的浪费，另一方面某些需一一一一一一一一便操作手掌握情况。要维修维护的工程机械得不到及时的维修。为2)异常状况报警。为了保证装备正常合理地此，本文以数字化仪表盘为支撑，以ARM为核心，使用，防止不安全事故的发生，当发现监测参数异综合运用电子传感、LCD数显、北斗定位通信等技常时，监测终端通过LED报警模块进行报警提示。术，设计开发了新一代工程

5、机械终端。3)装备实时定位。为了及时掌握装备动态，终端通过北斗定位模块接收坐标信息，确定装备所1系统总体设计处位置。本设计通过基于ARM的监测终端替换原有4)数据传输。为了实现远程监测管理，终端军用工程机械的仪表盘，实现对装备状态信息的通过通信模块的串口连接数传电台，将采集到的装监测，结合监测管理内容，终端设计方案如图1备状态信息和位置信息传输给指挥管理人员。所示。5)装备信息存储记录。通过终端数据存储模收稿日期：2015—03—10基金项目：江苏省青年科研基金资助项目(BK2012061)作者简介：李翔(1989一)，男，河北南宫

6、人，解放军理工大学硕士研究生，主要研究方向为军事装备技术、机电一体化。·33·2015年第44卷机械设计与制造工程块进行工程机械的状态参数存储和作业时间精确端硬件部分主要包括了基于ARM的核心控制单记录，为装备的故障分析、维护保养提供数据资料。元、供电模块、信号采集与处理模块、显示功能模块、存储模块以及通信接口模块等，系统总体框图2系统主要硬件模块的设计与实现如图2所示。按照模块化的设计原则，军用工程机械监测终本文采用多处理器协同处理技术，以ARM9：v．SDRAM[IFLASHIlLcD显示屏Ih』't●l_总线RGBu<．乏存储

7、控制器lLCD~DVUART●—_-．R$232l仪表控制电路I，oMCUI按键电路卜_+口l声光报警电路}·一($3C2440)／(LPC2478)CANHICAN通信SPl．__叫SD卡SPI总线USBHlu盘t数据采集处理电路I图2系统总体方案设计框图嵌入式处理器s3C2d40为主处理器，以LPC2478单片关信号的采样处理模块原理设计如图3所示。机为辅助处理器，处理器分工协作。供电模块为终端=关信号IP上拉／vo各部分提供电源，将车载24V直流电转换成12V、5V、一I下拉3．3V等不同电压的直流电源输出；终端信息采集与F关

8、信号IPlLl上拉／Iv1处理模块由17路处理电路、l7路ADC检测、脉冲处-I下拉lA7D25G滤波比理电路和4种类型的传感器组成，负责将传感器采集多路保较开关信厂选择—●护—●电J处到的监测参数进行转换，处理成单片机能够识别的数开