戴芬良（貴州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,貴陽 550008）

ARM嵌入式系統(tǒng)在大型設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控中的應(yīng)用

戴芬良
（貴州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,貴陽 550008）

工業(yè)領(lǐng)域不斷的發(fā)展，機(jī)械設(shè)備對系統(tǒng)提出了更高的需求，遠(yuǎn)程監(jiān)控成為了一種必須的技術(shù)?；赗AM嵌入式系統(tǒng)是一種高效、高性能的系統(tǒng)，可以滿足大型設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控的功能需求。本文介紹RAM嵌入系統(tǒng)及其在大型設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控中的運(yùn)用。

大型設(shè)備；嵌入式系統(tǒng)；遠(yuǎn)程監(jiān)控

0 前言

類似于壓縮機(jī)、發(fā)電機(jī)、傳送帶、制冷器之類的大型設(shè)備被廣泛應(yīng)用于石油化工、機(jī)械制造等領(lǐng)域，大型設(shè)備的市場前景廣闊。但是值得重視的兩個問題是，第一，大型設(shè)備成本高，企業(yè)不可能準(zhǔn)備備用品，一旦設(shè)備發(fā)生損壞，企業(yè)將會因此承受巨大的經(jīng)濟(jì)損失；第二，設(shè)備維修需要的專業(yè)水平高，企業(yè)內(nèi)部不可能常備專業(yè)維修人員，所以維修的任務(wù)必然落在了銷售大型設(shè)備的廠家手中。所以說，如何提高設(shè)備的使用壽命，降低設(shè)備的故障概率，完善售后服務(wù)，就成為了大型設(shè)備生產(chǎn)廠家實力較量的關(guān)鍵。在我國經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域全球化的當(dāng)今，大型設(shè)備廠家之間的競爭尤為激烈，因此，一套能夠及時甚至提前檢測出設(shè)備故障，并安排維修專家進(jìn)行維修的監(jiān)控系統(tǒng)就顯得尤為有價值了。

1 ARM嵌入式系統(tǒng)的優(yōu)點

嵌入式系統(tǒng)是以建設(shè)一個中心系統(tǒng)，提供微型系統(tǒng)和客戶端操作平臺的系統(tǒng)設(shè)計。通過這種操作系統(tǒng)，可以根據(jù)實際情況來分配對軟硬件的大小，達(dá)到減少功耗、成本的效果。而ARM作為占有處理器市場比例高達(dá)80%，并且省電、功能強(qiáng)大、性價比高的處理器。RAM處理器包含十六位和32位雙指令集，逐漸成為移動制式手機(jī)以及其他移動設(shè)備解決嵌入式系統(tǒng)硬件的標(biāo)準(zhǔn)方案。并且基于ARM處理的的嵌入式系統(tǒng)有著良好的編碼環(huán)境，這些有利的條件不斷帶來基于ARM操作系統(tǒng)應(yīng)用快速發(fā)展的機(jī)會，廣泛的應(yīng)用在工業(yè)、航空及高尖端行業(yè)。

2 基于ARM嵌入式系統(tǒng)裝置結(jié)構(gòu)

（1）硬件接口的配備。為了解決大型設(shè)備對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的挖掘、監(jiān)控，從而達(dá)到處理機(jī)械發(fā)生故障及時處理以及設(shè)備維修等功能。基于RAM系統(tǒng)設(shè)計專門為了這個目標(biāo)開發(fā)相應(yīng)功能，首先采用RAM處理器NET+50型號。它是由32位芯片集一體，專門為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用設(shè)計，可以配套多個外接功能。

（2）其他硬件結(jié)構(gòu)。Flash可編輯存儲器和程序存儲器共同的功能是用來儲存系統(tǒng)數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序，而EEPROM是專門用來儲存有關(guān)用戶分組形式的信息。系統(tǒng)上的時間則是由裝置里面的時鐘芯片提供信息和規(guī)劃。JTAG接口的設(shè)置，是為了方便系統(tǒng)在編譯之后，便于系統(tǒng)被轉(zhuǎn)移。同時系統(tǒng)裝置被配備了調(diào)制解調(diào)器，可以撥號連入互聯(lián)網(wǎng)，對設(shè)備信息進(jìn)行實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)收集，便于用戶遠(yuǎn)程操作和遠(yuǎn)程維修。

（3）軟件設(shè)計模塊化，功能逐步實現(xiàn)。基于ARM系統(tǒng)設(shè)計，開發(fā)JTAG數(shù)據(jù)端和計算機(jī)相連接，同時設(shè)計PC端用于ARM開發(fā)工具，使得通過軟件就可以實現(xiàn)控制大型設(shè)備的需求。采用NET+OS系統(tǒng)作為操作系統(tǒng)，因為它可以支持多種互連協(xié)議，高級別的任務(wù)調(diào)整分配功能和豐富的算法功能。在互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器的支持下，通過RS485接口，可以對系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和遠(yuǎn)程協(xié)議傳送，以及通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)布在Web服務(wù)器機(jī)制下,實現(xiàn)了通過RS485接口進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸以及基于嵌入式系統(tǒng)web發(fā)布。

（4）系統(tǒng)任務(wù)調(diào)度。ARN內(nèi)核將系統(tǒng)分為，停止組態(tài)，工作，三個主任務(wù)。這三個主任務(wù)是根據(jù)ARM的信號量特點和線程機(jī)制來劃分的。信號量控制系統(tǒng)其他部分的工作狀態(tài)，根據(jù)實時的觸發(fā)去解決相應(yīng)的任務(wù)。在組態(tài)狀態(tài)時，系統(tǒng)根據(jù)自身的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和設(shè)備其他部分的傳感器進(jìn)行配置。在工作狀態(tài)時，系統(tǒng)根據(jù)用戶指令來實時響應(yīng)，啟動系統(tǒng)中各功能。ARM內(nèi)核的實時性和體統(tǒng)內(nèi)部調(diào)度機(jī)制維護(hù)了程序的運(yùn)行，保證了多個任務(wù)同時進(jìn)行的可靠性。

3 ARM嵌入式系統(tǒng)遠(yuǎn)在大型設(shè)施程監(jiān)控和維護(hù)的應(yīng)用

ARM嵌入式網(wǎng)絡(luò)裝置之所以是對大型設(shè)備的監(jiān)控、檢測和維修看護(hù)是有極其重要的必要性。因為它具有的是設(shè)備診斷和維護(hù)的技術(shù)，并且是在大型基礎(chǔ)的設(shè)備上不管是復(fù)雜性還是在工礦業(yè)也具有重要重要的作用。

（1）系統(tǒng)實時信息。當(dāng)今，各式各樣的信號測量技術(shù)完全可以掌控現(xiàn)下每時每刻的信息。這是因為計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展技術(shù)為遠(yuǎn)程控制提供了優(yōu)良的數(shù)據(jù)通信線路。在不僅能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程設(shè)備的監(jiān)控還能夠?qū)Π汛笮驮O(shè)施的診斷故障和維護(hù)都融合到系統(tǒng)中來。ARM嵌入式裝置是為遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸、大型設(shè)施的狀態(tài)檢測分析所服務(wù)的。在企業(yè)中建立遠(yuǎn)程服務(wù)中心，它對于設(shè)備的維修、故障檢測還有數(shù)據(jù)的輸入和輸出、存儲數(shù)據(jù)、檢測設(shè)備的運(yùn)行等工作上起了關(guān)鍵性的作用。

（2）遠(yuǎn)程服務(wù)。遠(yuǎn)程服務(wù)中心的建起，可以把專業(yè)技術(shù)還有專業(yè)人才都可以有利的集中起來，這樣可以完成一個專家“會診”。與此同時，還可以把對這些設(shè)備的診斷集合處理，并且利用這些診斷的經(jīng)驗不斷完成專家?guī)斓臄?shù)據(jù)。所以這就從而節(jié)約了時間，運(yùn)用這個網(wǎng)絡(luò)裝置也就可以把一些企業(yè)的人才優(yōu)勢、專家的經(jīng)驗、專業(yè)技術(shù)和數(shù)據(jù)分析這幾方面，能夠很快速的完成設(shè)備的維護(hù)、維修和排除故障。

兩個互相獨立的存儲器叫子存儲器，他們都是獨立的訪問和編制，從而提升了數(shù)據(jù)的吐吞效率。它不使用累加寄存器而是用三十二位通用的寄存器，可以讓數(shù)據(jù)傳輸更加有效。并且在外界4MHC晶振，用的是先進(jìn)第耗能的CMOS制造工藝。

4 結(jié)論

筆者在文中提到了ARM嵌入式網(wǎng)絡(luò)在大型設(shè)備的遠(yuǎn)程系統(tǒng)中所實現(xiàn)的三個功能，它具有實時監(jiān)測。報警處理和監(jiān)控功能。這種強(qiáng)大的嵌入式網(wǎng)絡(luò)具有不可限量的功能，實現(xiàn)跨越各個區(qū)域的信息訪問那是理所當(dāng)然，還節(jié)省了通訊費用，在嵌入式Web的大型設(shè)備監(jiān)控和診斷維修中注入了鮮活的氧氣，可謂是雪中送炭。這也就為企業(yè)的發(fā)展和革新帶來了新的活力，也為企業(yè)帶來了更好的經(jīng)濟(jì)效益。

[1]胡罡."智能塵埃"的體系結(jié)構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)[J].傳感器世界,2004(01):18-19．

[2]黃智偉.數(shù)字溫度傳感器AD7418及其應(yīng)用[J].傳感器世界,2002(08):25-26．

[3]任豐原.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)[J].軟件學(xué)報,2003,14(07):47-48．

戴芬良（1985-），女，侗族，貴州從江人，貴州大學(xué)碩士，貴州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，講師，研究方向：自動控制，機(jī)械電氣控制等領(lǐng)域。