袁 智，梁 波 ，鄧 輝，王 鋒,2，戴 偉,2，季凱帆

(1. 昆明理工大學(xué)云南省計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南 昆明 650051；2. 中國(guó)科學(xué)院云南天文臺(tái)，云南 昆明 650011)

一種面向選址的低功耗遠(yuǎn)程電源控制和視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)*

袁 智1，梁 波1，鄧 輝1，王 鋒1,2，戴 偉1,2，季凱帆1

(1. 昆明理工大學(xué)云南省計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南 昆明 650051；2. 中國(guó)科學(xué)院云南天文臺(tái)，云南 昆明 650011)

天文選址是天文研究的重要組成部分。在野外無(wú)人環(huán)境下，如何最大程度地確保望遠(yuǎn)鏡正常工作是當(dāng)前天文選址的迫切需求。實(shí)現(xiàn)了一套可以應(yīng)用于野外天文定點(diǎn)選址情況下通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程電源開(kāi)關(guān)控制的電源控制系統(tǒng)，并可以根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)視頻圖像的采集與現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)監(jiān)控。系統(tǒng)采用低功耗、低成本、高性能的S3C2440處理器為核心的ARM9開(kāi)發(fā)，內(nèi)嵌Linux操作系統(tǒng)，采用RS485總線與電源開(kāi)關(guān)電路控制模塊通信；通過(guò)OV9655的COMS攝像頭采集視頻。系統(tǒng)基于B/S構(gòu)架，直接使用瀏覽器進(jìn)行遠(yuǎn)程控制與監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程設(shè)備供電、斷電復(fù)位、緊急情況強(qiáng)切，遠(yuǎn)端現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)監(jiān)控。此外，系統(tǒng)在自主望遠(yuǎn)鏡維護(hù)上也有較好的應(yīng)用價(jià)值。

ARM9；Linux系統(tǒng)；遠(yuǎn)程控制

隨著嵌入式技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，天文選址設(shè)備的管理和監(jiān)控逐漸向自主運(yùn)行和遠(yuǎn)程監(jiān)控方向發(fā)展。對(duì)當(dāng)前天文選址設(shè)備進(jìn)行自主運(yùn)行改造并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，不僅可以提高天文選址設(shè)備的運(yùn)行效率，更可以顯著節(jié)約管理成本和人力資源。

電源控制與現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境狀態(tài)監(jiān)測(cè)是當(dāng)前天文選址設(shè)備自主運(yùn)行改造中的共性需求。以選址定點(diǎn)觀測(cè)為例，此時(shí)站址已經(jīng)具有一定條件，有供電設(shè)施(設(shè)備)，一般情況下互聯(lián)網(wǎng)也已經(jīng)接入(有線或無(wú)線接入)。如果可以通過(guò)技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)每天自動(dòng)開(kāi)機(jī)、自動(dòng)關(guān)機(jī)、現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)的視頻監(jiān)控，觀測(cè)人員可以在條件較好的地區(qū)遠(yuǎn)程對(duì)選址設(shè)備進(jìn)行控制，并可以在意外發(fā)生時(shí)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程緊急斷電；選址現(xiàn)場(chǎng)只需要委托當(dāng)?shù)仄胀ㄈ藛T進(jìn)行必要的硬件維護(hù)即可。顯然，遠(yuǎn)程控制技術(shù)，可以大大降低野外惡劣環(huán)境下的天文選址工作難度，使得選址人員可以在環(huán)境較好的遠(yuǎn)程工作室進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)控制，改善了工作環(huán)境，保障了人員健康，降低了人力成本，更提高了數(shù)據(jù)產(chǎn)出。

因此，在現(xiàn)階段，研制一套可以在電池供電情況下可靠運(yùn)行的遠(yuǎn)程電源控制與現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)開(kāi)關(guān)機(jī)和現(xiàn)場(chǎng)視頻監(jiān)控，顯然是有意義的。

1 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)基于ARM9開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，采用一款以S3C2440(http://www.witech.com.cn)處理器為核心的高性能綜合開(kāi)發(fā)板。S3C2440是SAMSUNG生產(chǎn)的一款32位低功耗、高性能、低成本的SAMSUNG ARM9(ARM920T)處理器。系統(tǒng)包括RS-232通信端口，電源開(kāi)關(guān)控制電路，COMS攝像頭，以太網(wǎng)接口以及無(wú)線網(wǎng)卡USB接口，LED顯示屏。其中，RS-232通信端口實(shí)現(xiàn)ARM9開(kāi)發(fā)板與系統(tǒng)其它模塊通信；電源開(kāi)關(guān)控制電路用于控制接入設(shè)備的開(kāi)關(guān)；COMS攝像頭采用的是OV9655控制芯片，像素高達(dá)130萬(wàn)，用以視頻采集；以太網(wǎng)絡(luò)采用DM9000A以太網(wǎng)接口控制芯片，支持100 Mbits以太網(wǎng)絡(luò)；無(wú)線網(wǎng)卡接口是防備在有線網(wǎng)沒(méi)有接通的地方插入無(wú)線網(wǎng)卡實(shí)現(xiàn)網(wǎng)線連接；LED屏是一塊4.3寸的彩色液晶屏(可以根據(jù)需要關(guān)閉輸出以免影響觀測(cè)，同時(shí)降低能耗)，用于現(xiàn)場(chǎng)近程顯示并可在上面進(jìn)行電源開(kāi)關(guān)控制操作。

1.1 電源開(kāi)關(guān)控制設(shè)計(jì)

選址設(shè)備工作電壓一般為220 V的交流高壓，而ARM9開(kāi)發(fā)板的工作電壓是5 V的直流。實(shí)現(xiàn)低電壓對(duì)高電壓的控制必然采用繼電器。

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中，選擇4路開(kāi)關(guān)量輸入、4路繼電器輸出工控模塊。工控模塊集成了4路AC270V-10A的JOC-3FF繼電器，每路可控制最高270 V的交流電壓，可承受最大10A的交流電流，常閉端、公共端、常開(kāi)端3端輸出。模塊工作電壓是DC8V-DC24V，適合不同場(chǎng)合。每塊工控模塊上有一個(gè)8位的撥碼開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)撥到ON，該位代表的二進(jìn)制數(shù)為“1”，反之為“0”，用以設(shè)置模塊的地址和波特率。其中，前兩位設(shè)置模塊的波特率，控制通信波特率范圍為00-11(0～3)，一共4種：4 800、9 600、19 200、38 400。3～8位為設(shè)置模塊的地址，范圍為：0000 0001-0011 1111(1～63)，即可以實(shí)現(xiàn)最多63個(gè)工控模塊串聯(lián)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)中將2塊工控模塊串聯(lián)一起組成系統(tǒng)的電源開(kāi)關(guān)控制電路模塊，最多可控制8路儀器設(shè)備的電源開(kāi)關(guān)，也為系統(tǒng)以后的拓展做準(zhǔn)備。工控模塊的結(jié)構(gòu)圖如圖1。

圖1 工控模塊結(jié)構(gòu)圖
Fig.1 Illustration of the structure of an industrial control module

工控模塊遵守Modbus-RTU協(xié)議，受RS-485接口電平控制，接收4路開(kāi)關(guān)量輸入，控制4路接入設(shè)備的電源開(kāi)關(guān)。采用標(biāo)準(zhǔn)的Modbus-RTU通信協(xié)議，接收一組16進(jìn)制指令可對(duì)工控模塊進(jìn)行獨(dú)立或批量讀寫控制。其中，第1個(gè)字節(jié)表示模塊地址，可控制同一網(wǎng)絡(luò)上256個(gè)這樣的模塊；第2個(gè)字節(jié)表示功能，有5種功能碼；3～4字節(jié)選擇模塊地址；5～6字節(jié)是操作碼；7～8字節(jié)為校檢碼(Modbus-RTU采用CRC-16校驗(yàn)，用模2法則計(jì)算校檢碼)。Modbus-RTU規(guī)約中，5種功能碼與其對(duì)應(yīng)的功能如表1。

表1 Modbus-RTU規(guī)約(功能碼)Table 1 Codes for functions in the Modbus-RTU protocol

當(dāng)功能碼為0x01、0x02、0x03或0x05時(shí)，控制指令為一組8字節(jié)的指令，如指令(以16進(jìn)制說(shuō)明，下同)：

01 05 0002 FF00 6C 39

第1字節(jié)“01”表示對(duì)模塊1進(jìn)行操作，“05”表示寫單路開(kāi)關(guān)量輸出狀態(tài)，“00 02”表示對(duì)模塊的第3路開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制，“FF 00”表示打開(kāi)操作對(duì)象，“6C 39”是根據(jù)前面6個(gè)字節(jié)的16進(jìn)制數(shù)計(jì)算出的校檢碼，整個(gè)指令實(shí)現(xiàn)的操作是：打開(kāi)模塊1的第3路開(kāi)關(guān)。

當(dāng)功能碼為0x0F時(shí)，控制指令為一組10個(gè)字節(jié)的16進(jìn)制指令，如指令：

02 0F 0000 00 04 01 0F 7E 83

第1字節(jié)“02”表示對(duì)模塊2進(jìn)行操作，“0F”表示寫多路開(kāi)關(guān)量輸出狀態(tài)，“00 00”表示起始位，“00 04”表示同時(shí)控制4路開(kāi)關(guān)，“01”表示字節(jié)計(jì)數(shù)，“0F”表示開(kāi)關(guān)量，“7E 83”是根據(jù)前面8字節(jié)的16進(jìn)制數(shù)計(jì)算出的校檢碼，整個(gè)指令實(shí)現(xiàn)的操作是同時(shí)打開(kāi)模塊2的4路開(kāi)關(guān)。

為實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離高效率的傳輸，考慮到現(xiàn)場(chǎng)有可能出現(xiàn)多個(gè)電源控制點(diǎn)，同時(shí)各個(gè)點(diǎn)之間存在一定的距離。實(shí)際系統(tǒng)中，在ARM9開(kāi)發(fā)板和電源開(kāi)關(guān)控制模塊之間連接一塊RS-232轉(zhuǎn)RS-458的SC-NC RS232<- ->RS485轉(zhuǎn)換器。該轉(zhuǎn)換器體積小，使用DB9連接器，無(wú)需外部的流量控制信號(hào)(RTS)，自動(dòng)發(fā)送/接收收據(jù)。采用異步半雙工的工作方式，通訊距離遠(yuǎn)達(dá)1 200 m，通訊速率達(dá)300BPS-115.2KBPS。電源控制流程如圖2。

圖2 電源控制過(guò)程圖
Fig.2 Illustration of the control process of an industrial control module

2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

本遠(yuǎn)程電源與監(jiān)控系統(tǒng)是基于ARM9的Linux嵌入式系統(tǒng)，軟件編程選用C語(yǔ)言和HTML語(yǔ)言?？梢栽谄涔倬W(wǎng)**Linux內(nèi)核，http://www.kernel.org上下載Linux內(nèi)核源碼包進(jìn)行裁剪，搭建開(kāi)發(fā)平臺(tái)。為簡(jiǎn)化操作人員流程，系統(tǒng)采用B/S模式，即使用人員可以通過(guò)瀏覽器遠(yuǎn)程訪問(wèn)本系統(tǒng)，直接在瀏覽器下進(jìn)行開(kāi)關(guān)電源等相關(guān)操作。結(jié)合開(kāi)發(fā)板與硬件資源情況，最終選用了Boa作為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，該軟件具有小巧、高效的特點(diǎn)，支持通用網(wǎng)關(guān)接口，是ARM-Linux嵌入式系統(tǒng)的較好選擇。源代碼可在官網(wǎng)**Boa服務(wù)器，http://www.boa.org下載。

2.1 遠(yuǎn)程電源控制實(shí)現(xiàn)

2.1.1 CGI技術(shù)與硬件控制

為實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件資源的控制，系統(tǒng)采用C語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā)。但直接采用C語(yǔ)言提供瀏覽器訪問(wèn)是非常困難的。為了解決用戶端采用瀏覽器界面進(jìn)行控制，而具體的控制部分采用C語(yǔ)言，系統(tǒng)采用了通用網(wǎng)關(guān)技術(shù)，即通用網(wǎng)關(guān)接口(Common Gateway Interface, CGI)技術(shù)。

通用網(wǎng)關(guān)接口是外部擴(kuò)展應(yīng)用程序與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器交互的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)接口。通用網(wǎng)關(guān)接口規(guī)范定義了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器如何向通用網(wǎng)關(guān)接口程序發(fā)送消息并接收處理結(jié)果。按照通用網(wǎng)關(guān)接口標(biāo)準(zhǔn)編寫的通用網(wǎng)關(guān)接口程序[1-2]在嵌入式網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中以函數(shù)的形式實(shí)現(xiàn)，支持HTTP協(xié)議，編譯后與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器一起作為一個(gè)整體運(yùn)行。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器收到網(wǎng)絡(luò)瀏覽器提交的CET和POST請(qǐng)求，就調(diào)用通用網(wǎng)關(guān)接口程序，通用網(wǎng)關(guān)接口程序會(huì)依照請(qǐng)求的內(nèi)容對(duì)請(qǐng)求進(jìn)行相應(yīng)處理，其工作流程如圖3。

圖3 通用網(wǎng)關(guān)接口工作流程圖
Fig.3 A block diagram of the CGI

采用通用網(wǎng)關(guān)接口技術(shù)后，遠(yuǎn)端用戶提交的各類控制參數(shù)，就可以傳入C語(yǔ)言編寫的底層控制代碼中，由C代碼實(shí)現(xiàn)硬件的控制。

2.1.2 遠(yuǎn)程電源控制的實(shí)現(xiàn)

如前所述，遠(yuǎn)程電源控制部分的實(shí)現(xiàn)包括兩個(gè)方面，一是HTML實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)頁(yè)部分，二是C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的底層控制部分。分別說(shuō)明如下：

(1)HTML的設(shè)計(jì)與表單

遠(yuǎn)程控制的網(wǎng)絡(luò)界面采用HTML編程設(shè)計(jì)，點(diǎn)擊不同的開(kāi)關(guān)控制按鈕會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的參數(shù)傳遞給通用網(wǎng)關(guān)接口程序，為達(dá)到比較好的用戶體驗(yàn)，本系統(tǒng)采用了Ajax技術(shù)，其中與通用網(wǎng)關(guān)接口參數(shù)相關(guān)的部分說(shuō)明如下：

varstate=$(btn).attr("class")=="switchOff"?1':'0';//開(kāi)關(guān)的兩種操作 $.ajax({url:"/cgi-bin/relay.cgi?n="+idx+"&s="+state, //操作后向CGI傳遞參數(shù)n,s type:"get", dataType:"text/html",

如打開(kāi)模塊1的開(kāi)關(guān)3，,就會(huì)把“n=3，s=1”傳遞給通用網(wǎng)關(guān)接口程序；關(guān)閉模塊2的開(kāi)關(guān)3，則吧“n=7，s=0”傳遞給通用網(wǎng)關(guān)接口程序。

(2)底層C語(yǔ)言控制

當(dāng)本系統(tǒng)采用ARM9[3-4]開(kāi)發(fā)板232串口與電源開(kāi)關(guān)控制電路模塊進(jìn)行通信，通過(guò)發(fā)送相應(yīng)的二進(jìn)制碼流實(shí)現(xiàn)硬件狀態(tài)的查詢、開(kāi)關(guān)的控制。在具體編程中，由于涉及RS232接口、485轉(zhuǎn)換單元以及模塊等多個(gè)部件，在通用網(wǎng)關(guān)接口程序中，先打開(kāi)RS232串口，再將tcgetattr、tcsetattr兩個(gè)用于獲取與終端相關(guān)參數(shù)的函數(shù)里面的這些參數(shù)設(shè)置相同即可實(shí)現(xiàn)對(duì)其初始化并使用，關(guān)鍵代碼如下：

structtermiosoptions;/*定義指向termios結(jié)構(gòu)類型的指針options*/ serial_port=open(PORT_NAME,O_RDWR|O_NOCTTY|O_NDELAY);tcgetattr(serial_port,&options);//獲得串口指向termios結(jié)構(gòu)的指針 cfsetospeed(&options,(speed_t)B9600);/*指定輸出波特率,9600bps*/cfsetispeed(&options,(speed_t)B9600);/*指定輸入波特率,9600bps*/ options.c_cflag&=～CSIZE;//屏蔽其他標(biāo)志 options.c_cflag|=CS8;//將數(shù)據(jù)位修改為8bit options.c_oflag&=～(OPOST);//原始數(shù)據(jù)(RAW)輸出 options.c_cflag&=～PARENB; options.c_cflag&=～CSTOPB;//設(shè)置奇偶校驗(yàn)位 options.c_lflag&=～(ICANON|ISIG|ECHO|IEXTEN); options.c_iflag&=～(INPCK|BRKINT|ICRNL|ISTRIP|IXON); options.c_cflag&=～CRTSCTS;//不使用數(shù)據(jù)流控制 options.c_cc[VMIN]=1;//讀取字符的最小數(shù)量為1 options.c_cc[VTIME]=0;//讀取第1個(gè)字符的等待時(shí)間為0 options.c_cflag|=CREAD|CLOCAL; cfmakeraw(&options); tcflush(serial_port,TCIFLUSH);//丟棄所有未讀取的接收的數(shù)據(jù) if(tcsetattr(serial_port,TCSANOW,&options)==-1) printf("Errorinsettingattribute ");//提示串口沒(méi)打開(kāi) fcntl(serial_port,F_SETFL,FNDELAY);

先打開(kāi)系統(tǒng)的串口，然后對(duì)其初始化。串口通信的參數(shù)設(shè)置和電源開(kāi)關(guān)控制電路模塊的參數(shù)保持一致。

通用網(wǎng)關(guān)接口腳本程序[5-6]的核心部分，就是獲取HTML提交的表單數(shù)據(jù)，判斷進(jìn)行操作的目標(biāo)以及需要的控制狀態(tài)(開(kāi)或關(guān))，通過(guò)串口發(fā)送相應(yīng)的二進(jìn)制碼流。由于參數(shù)較少，因此通用網(wǎng)關(guān)接口程序直接利用環(huán)境變量QUERY_STRING獲得網(wǎng)絡(luò)表單所提交的用戶數(shù)據(jù)，核心具體說(shuō)明如下：

…… printf("Content-type:text/html;charset=utf-8 "); serial_port_open();//初始化串口 data=getenv("QUERY_STRING"); on=atoi(n); num=atoi(s);;//分析處理參數(shù) ralay_change(on,num);//調(diào)用控制函數(shù)發(fā)送相應(yīng)的控制命令}

這里的環(huán)境變量QUERY_STRING就是點(diǎn)擊網(wǎng)絡(luò)操作產(chǎn)生并傳遞過(guò)來(lái)的參數(shù)，后面的程序則根據(jù)參數(shù)發(fā)送相應(yīng)的控制指令。

2.2 遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控實(shí)現(xiàn)

視頻監(jiān)控是嵌入式Linux操作系統(tǒng)調(diào)度V4L(video4linux)和開(kāi)啟COMS攝像頭驅(qū)動(dòng)完成視頻采集，借助以太網(wǎng)絡(luò)傳給遠(yuǎn)程的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器。V4L是Linux中關(guān)于視頻設(shè)備的內(nèi)核驅(qū)動(dòng)，掛載在ARM9開(kāi)發(fā)板上的COMS攝像頭采用的是OV9655芯片，裁剪的Linux內(nèi)核已經(jīng)包含了V4L和OV9655驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)程序在/etc/init.d/rcS目錄文件里，如下：

insmod /lib/modules/2.6.33.6/ov9655.ko &。

視頻在遠(yuǎn)程端網(wǎng)絡(luò)瀏覽器上的顯示則是通過(guò)讀取mjpeg-streamer推送的圖片，命令如下：

mjpg_streamer-i "/lib/modules/input_cmoscamera.so-y"-o"/lib/modules/output_http.so-w

xxx.xxx.xxx.xxx: 8080"(“xxx.xxx.xxx.xxx”為系統(tǒng)設(shè)置的IP， 下同)。

HTML程序如下：

2.3 LED顯示實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)中，LED觸摸顯示屏的功能是現(xiàn)場(chǎng)近距離實(shí)現(xiàn)電源控制和視屏監(jiān)控。一塊4.3寸的LED彩色液晶觸摸顯示屏通過(guò)GPIO口與ARM9開(kāi)發(fā)板連接，加載LED顯示屏驅(qū)動(dòng)，即可同在遠(yuǎn)程端的PC機(jī)上一樣，在網(wǎng)絡(luò)瀏覽器上對(duì)接入系統(tǒng)的設(shè)備電源開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制?？梢酝ㄟ^(guò)S3C2440的GPG4引腳控制LCD的背光，在現(xiàn)場(chǎng)工作時(shí)置1，點(diǎn)亮LCD屏；在遠(yuǎn)程端控制時(shí)置0，關(guān)閉LED屏，實(shí)現(xiàn)低功耗。

3 系統(tǒng)測(cè)試與使用

將編譯好的通用網(wǎng)關(guān)接口可執(zhí)行文件和HTML程序移植到系統(tǒng)/home/web目錄中，設(shè)置系統(tǒng)的IP地址，打開(kāi)系統(tǒng)電源開(kāi)關(guān)并啟動(dòng)系統(tǒng)。在PC機(jī)的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器上輸入配置的IP地址，可以看到系統(tǒng)首頁(yè)如圖4；進(jìn)入遠(yuǎn)程電源控制網(wǎng)頁(yè)，點(diǎn)擊2、4、5、7開(kāi)關(guān)可看到2、4、5、7開(kāi)關(guān)按鈕變?yōu)榧t色，說(shuō)明開(kāi)關(guān)打開(kāi)如圖5 ，此時(shí)電源開(kāi)關(guān)控制模塊的2、4、5、7(從右到左)路開(kāi)關(guān)也被打開(kāi)，如圖6。反復(fù)點(diǎn)擊不同的電源控制按鈕，均能精確實(shí)現(xiàn)設(shè)備電源開(kāi)關(guān)的控制；進(jìn)入視頻監(jiān)控網(wǎng)頁(yè)即可看到COMS攝像頭拍攝的流暢視頻如圖5。打開(kāi)LED，執(zhí)行相同操作，最終得到相同的理想效果。

圖4 系統(tǒng)首頁(yè)界面
Fig.4 A display of the homepage of the Web interface of our system

4 結(jié) 論

遠(yuǎn)程電源控制和視屏監(jiān)控系統(tǒng)是嵌入式系統(tǒng)的一個(gè)重要應(yīng)用設(shè)計(jì)，在自主望遠(yuǎn)鏡的監(jiān)控和管理系統(tǒng)中有很好的實(shí)用價(jià)值。本設(shè)計(jì)利用Linux系統(tǒng)中的Boa型網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的原理和性能，結(jié)合繼電器小電流控制大電流的“開(kāi)關(guān)特性”，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程電源控制和視屏監(jiān)控的Linux嵌入式系統(tǒng)。采用高度集成的ARM9開(kāi)發(fā)板，達(dá)到了低功耗、高效率的設(shè)計(jì)目的，電源開(kāi)關(guān)控制電路模塊中工控模塊的串聯(lián)使用也為以后系統(tǒng)的拓展做好了準(zhǔn)備。

圖5 遠(yuǎn)程電源控制和視屏監(jiān)控(Web頁(yè)效果)
Fig.5 A Web-interface display of remote control of electric power and remote video monitoring of our system

圖6 遠(yuǎn)程電源控制(實(shí)物效果)
Fig.6 A picture of the unit for remote control of electric power of our system

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CN 53-1189/P ISSN 1672-7673

The Design and Implementation of a Low Power Consumption System of Remote Power Control and Video Monitoring for Telescope-Site Selection

Yuan Zhi1, Liang Bo1, Deng Hui1, Wang Feng1,2, Dai Wei1,2, Ji Kaifan1

(1. Key Laboratory of Applications of Computer Technologies of the Yunnan Province, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650051, China, Email: denghui@cnlab.net; 2. Yunnan Observatories, Chinese Academy of Sciences, Kunming 650011, China)

Telescope-site selection for astronomy is important to astronomical research. It is needed to ensure a telescope in the wild for site selection to be effectively operated for its designated tasks. In this paper we present a remote-control system that can serve this purpose. The system allows users to take real-time videos and monitor the status of a telescope. We use an ARM9 board for development of the system. The ARM9 board has a S3C2440 processor as its core unit. The ARM9 board, which incorporates a Linux operation system, is of low cost and low power consumption, but can perform excellently. Through an RS485 bus the system can communicate with a module to control power-switch circuits. It can also take videos of connected modules with OV9655 COMS cameras. Based on the B/S framework the system has a series of realized functions, including remote control and status monitoring through a Web interface. The remote control/monitoring can be applied to turn on, reset, or cut off electric power supply to an on-site equipment. Cutting off will be especially needed in a case of emergency. Our system can also be applied in the maintenance of an automated telescope.

ARM9; Linux operation-system; Remote control

中國(guó)科學(xué)院-國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)天文聯(lián)合基金重點(diǎn)項(xiàng)目 (U1231205)；國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目 (11103005, 11263004, 11203011)；云南省應(yīng)用基礎(chǔ)基金重點(diǎn)項(xiàng)目 (2013FA013、2013FA032) 資助.

2014-04-04；修定日期：2014-04-24

袁 智，男，碩士. 研究方向：計(jì)算機(jī)應(yīng)用. Email: yuanzhi@cnlab.net

鄧 輝，女，教授. 研究方向：科學(xué)數(shù)據(jù)處理. Email: denghui@cnlab.net

TP277.2

A

1672-7673(2015)01-0070-08