armlinux嵌入式系统在风力发电机控制中的应用

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1、ARMLinux嵌入式系统在风力发电机控制中的应用ElectronicComporient&DeviceApplicationsVol.11No.lJan.2009第口卷第1期2009年］月2009.1.ecda.cn0引言目前，风力发电机的控制器实现方式有很多种，但大都是通用硬件平台，即工业平板电脑。工业平板电脑虽然资源丰富，但其面向应用有很多资源浪费，而且目前工业平板电脑价格不菲，开发费用和维护费用很高。而&16位微处理器和硬件PLC的缺点是难以满足复杂的算法，同时人机界面做的不是很完

2、善，控制器不能直接与Internet相连接。事实上，随着自动化仪器仪表向数字化、智能化和网络化方向发展，传统&16位微处理器已经不能满足需求。为此，本文依据风力发电的技术特点，提出了一种基于Arm-Linux的嵌入式风力发电机控制器的设计方案。1嵌入式控制器嵌入式系统控制的主要由嵌入式操作系统和承载操作系统的硬件组成。其屮控制器硬件平台采用韩国三星公司的S3C2410处理器，该处理器是采用ARM920T内核的161/32位精简指令(RISC)微处理器，它对实时多任务系统有很强的支持能力，而且功耗

3、较低。该处理器内部集成了大量功能部件，运行频率为203MHZoLinux操作系统是一个面向服务器和嵌入式应用领域的实时多任务操作系统。Linux操作系统源代码完全开放且全免费，因而可大大减少产品开发费用。同时，其内核可裁减的特点在能为系统节省资源的同时，也可以在嵌入式应用这个要求苛刻的领域做到“量体裁衣”。该控制器的应用平台运行的是CodeSYS软PLC,软PLC(可编程控制器)是一种基于PC机的新型控制技术，它比传统的PLC性价比更高，而且可为用户提供更多的开放性。嵌入式操作系统是嵌入式系统的控

4、制核心，主要用于对系统的信息处理和用户交互界面的控制。嵌入式Linux操作系统有其独特的开发与制作步骤。要实现嵌入式Linux操作系统的成功运行，首先要具备两个基本要素，即Linux内核与根文件系统。这样才能构成一个嵌入式Linux最小系统。在嵌入式Linux最小系统的基础上编译面向应用的、具有特定功能的应用程序，即可完成一个具有基本功能的嵌入式软件系统。图1所示为嵌入式软件组成框图。收稿日期：2008-09-08ARM-Linux嵌入式系统在风力发电机控制屮的应用爱军，王湘明，颜华(沈阳工业大学

5、，辽宁沈阳110178)摘要：依据风力发电的技术特点，提出了一种基于ARM(AdvancedRISCMicroprocessor)和ARM-Linux操作系统的嵌入式风力发电机控制系统的设计方法，同时介绍了嵌入式系统的体系结构，给出了嵌入式系统的硬件和软件设计关键技术。最后给岀了嵌入式控制器在风力发电系统中的应用方案。关键词：风力发电；风机控制；ARM；Linux；软PLC图1嵌入式软件组成框图40Vol.11No.lJan.2009第口卷第1期2009年］月.ecda.cn2009.12嵌入式控

6、制的软件设计开发嵌入式系统必须建立一个配套的开发环境。此开发环境通常包括操作系统配置工具、编译环境、下载工具和调试环境。由于在嵌入式系统的开发初期，目标系统上的平台还没有建立，所以需要在主机上做交叉编译，以生成所需要的启动引导代码以及操作系统核心。之后，主机系统才能通过串口或网络等方式与目标系统建立通信连接，从而相互协作，共同完成嵌入式系统的开发。因此，嵌入式系统的开发通常由主机系统和目标系统两部分组成，图2所示是一个嵌入式开发环境的关系示意图。图2屮的目标系统指的是要建立的嵌入式应用系统，本文中

7、的目标系统就是基于ARM的FS2410开发板；而主机系统的硬件平台则是IntelX86oX86有两种软件开发平台，一种是ARM公司提供的ADS开发工具，它可在Windows平台上运行。另外一种可在Linux下进行开发，使用自己生成的交叉编译器。2.1交叉编译环境的建立交叉编译就是在一个平台上生成可以在另一个平台上执行的代码。即在宿主机上对即将运行在目标机上的应用程序进行编译，以生成可在目标机上运行的代码格式。交叉编译环境的建立往往是嵌入式Linux编译的难点，很多开发人员由于在环境搭建中存在版本

8、不匹配等问题，因此制约了后期工作的顺利进行。Linux下的交叉编译工具主要包括编译器gcc、二进制工具binutils、标准C库glibc以及Linux内核头文件等。这些编译工具可以从互联网上免费下载得到。由于篇幅限制，具体开发环境的建立步骤在此不做详细叙述。2.2嵌入式Linux内核编译就是在建立好的主机Linux平台上进行交叉编译，并在此基础上进入内核源代码所在文件夹，运行命令makemenuconfig,针对硬件平台所包含的功能设备（比如网卡设备等），对Linux内核进行配置