基于PXA270的嵌入式工程机械监控器设计

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嵌入式系统技术是当今最热门的技术之一。使用嵌入式系统技术改造传统的工程机械在国外已经得到了越来越广泛的应用,但在国内的工程机械行业中目前使用这种新技术的产品还很少。本文介绍的嵌入式工程机械远程监控器,就是将嵌入式系统技术应用到工程机械上的一项研究。本文从分析国内外工程机械监控系统的现状和存在的问题入手,结合当今国内国际工程机械行业的发展趋势,在给出工程机械监控系统的四层模型结构:工程机械控制器、工程机械监控器、工程机械GPS定位系统和远程监控系统的基础上,针对嵌入式工程机械监控器采用的ARM+Linux架构,对嵌入式ARM-Linux操作系统在ARM微处理器上的移植进行了深入的研究;从芯片的选型到硬件环境的搭建,详细阐述了PXA270的硬件电路设计过程。由于监控器平台硬件设计和标准的PXA270开发板之间存在诸多的差异,因此,嵌入式引导程序Bootloader和操作系统Linux要根据监控器平台的硬件来添加和修改驱动,例如:CAN总线控制器SJA1000T和以太网控制器DM9000AE。并对驱动修改的详细步骤做了深入的研究。基于以上研究成果,成功地设计出一款基于ARM和Linux的工程机械监控器,系统采用了Intel公司基于XScale架构的嵌入式处理器PXA270,移植专用于ARM的操作系统Arm-Linux,通过CAN总线和通用串行总线与底层车载前端控制系统和车载远程GPS系统进行互连,通过高温高亮显示器实时反应工程机械状态参数,实现了数据采集、实时监控等功能,为本地和远程监控奠定了良好的基础。目前,该系统已经完成调试阶段,成功应用到了国内诸多工程机械厂商的工程机械上,并且已经走出国门。经过实践验证,该系统在功能、稳定性和复杂环境的适用性完全满足工程机械行业的要求,并且已经通过国家有关低温、振动和冲击检测。具有良好的人机交互界面、巨有强大的软件环境支持、维修调试方便,也印证了本文的有效性和应用价值。
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