喷水推进上位机监控系统ARM设计与实现.pdf

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1、喷水推进上位机监控系统ARM设计与实现王晓初。等喷水推进上位机监控系统ARM设计与实现ARM—-basedDesignandImplementationofSupervisionControlSystemforWaterjetPropulsion互晓初1徐麦1砻租华2c9宝建平2袁墨游1(上海交通大学自动化系1，上海200240；中船708研究所喷水推进技术重点实验室2，上海200011)摘要：为提高喷水推进监控系统的效能和可靠性，提出了一种基于ARMCortex—A8内核和WinCE7．0操作系统的上位机监控系统设计

2、方案。分析了系统的硬件架构和软件实现，并详细讨论了系统采样模块、人机交互界面的设计与实现，以及WinCE下多线程编程和SQLite数据库实现等关键技术。该系统可实现6通道高速采样，人机交互界面良好，且具有体积小、功耗低、可靠性高等优点。关键词：喷水推进嵌入式系统上位机监控系统WinCE串口通信多线程CAN总线ARM中图分类号：TH一39；TP312文献标志码：ADOI：10．16086／j．cnki．issnl000—0380．201603011Abstract：BasedOHkernelofARMCortex—A8a

3、ndWinCE7．0operatingsystem-thedesignschemeofasupervisioncontrolsystemforwaterjetpropulsionisproposed．Thehardwarearchitectureandsoftwareimplementationare跚mlyzed，andthekeytechnologiesofthedesignandimplementationofsamplingmodllle-interactiveinterface-andmulti—thread

4、programmingunderWinCEandSQLitedatabasearediscussedindetail．Thesystemischaracterizedwith6一channelhiSh—speedsampling，SoeduserinterfaceIcompact，lowpowerconsumptionandhishreliability．Keywords：WaterjetpropulsionEmbeddedsystemHostcomputermonitoringsystemWinCESerialpor

5、tcommunicationMulti—threadCANbusARM0引言喷水推进是一种重要的船舶动力技术，广泛应用于高性能船舶¨1。喷水推进器的可靠运行离不开稳定、高效的上位机监控系统。喷水推进系统上位机监控系统的主要任务包括：对输入设备的采样、为用户提供良好的人机交互界面、与下位机进行数据通信以及对系统信息的存储与查询等。上位机监控系统的实现需要稳定、高效的嵌入式硬件和软件。随着高性能芯片制造技术的不断提升，具有体积小、功耗低、可靠性高的ARM系列芯片得到广泛应用旧o。由于ARM芯片可适应多种嵌入式操作系统，因此

6、成为嵌入式处理器的首选。在操作系统的选择上，VxWorks在实时性和可靠性上具有巨大优势，但价格相当昂贵，且开放性差，开发难度大；Linux具有源代码开放、实时性和可移植性良好等特点，但是尚没有很好的用户图形界面；WinCE是微软推出的一款多任务、多线程的实时操作系统，具有紧凑、可靠性高等国家自然科学基金资助项目(鳊号：61233004)；教育部博士点基金资助项目(鳊号：20110073110018)。修改稿收到日期：2015—07—28。第一作者王晓初(1990一)，男，现为上海交通大学控制科学与工程专业在读硕士研究

7、生；主要从事喷水推进控制系统和嵌入式系统的研究。特点，且用户图形界面良好，开发周期短、通用性强，可满足大部分工业领域嵌入式系统开发‘31。因此，本文采用WinCE作为上位机操作系统。1总体框架基于ARM和WinCE喷水推进系统上位机的总体框架见图1，主要包括采样模块、组态串口屏、数据库和CAN总线通信4个部分。图1喷水推进系统上位机总体框架Fi&1Overallframeworkofthehostcomputerinwaterjetpropulsionsystem系统采样模块包括6路模拟量采样(A／D)和8路数字量采样

8、(DI)，采样周期达到20ms；组态串口屏包括喷水推进系统仪表及数值的显示，并提供历42PROCESSAUTOMATIONINSTRUMENTATIONVoL37No．3March2016喷水推进上位机监控系统ARM设计与实现王晓初，等史数据查询的人机交互界面；数据库则对系统实际运行数据进行存储，并响应用户的查询操作；CAN总线通