基于arm9的嵌入式linux系统移植与驱动开发

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1、南京邮电大学硕士研究生学位论文第一章绪论第一章绪论1.1选题背景以及研究内容1.1.1选题背景传统电力网供电系统依靠人力对商业用电和生活用电进行抄读，不仅人工成本高，而且报表生成周期长、效率低，根据报表的统计结果分析用户需求也因此比较慢，不能及时反映系统用电量的需求分布情况，致使抄表结果对供应系统网络的优化缺乏参考价值，不[1][2]但降低供电效率，而且还会影响供电质量。此外，传统抄表方式依靠人力抄表，抄取电量数据的耗时较长，且无法实时的监控所有用户电表数据，这样就使得所获取的电表数据不精确，所获得的整个电网数据的可统

2、计性比较弱，针对电网的改良，此数据的参考价值[3-5]也不高。与此同时，传统抄表系统对电网中漏电、窃电现象也不能进行正确的评估与确认，抄表时还需要抄表人员到用户家中抄读电表数据，这无疑给用户带来一定的麻烦，耗[6]费大量的人力财力，可能还会引起用户的反感和不安，还有可能给犯罪分子以可乘之机。鉴于传统人力抄表和数据分析系统的上述局限，迫使人们寻找一种高效率、高可靠性的抄表方式，以便能够及时的获得所有用户某个时间的用电数据，完成对用电数据的计算和分析。[7]自动抄表系统(AutomaticMeterReading-AMR)

3、是在传统人工抄表方式不能满足生产和生活需要的情况下产生的，一般是指利用微电子、计算机网络、传感等技术自动读取和[8]处理表数据，将城市居民水、电、气信息进行综合处理的系统。现在发展中的自动抄表系[9][10]统具有如下特点：（1）高效率电力网依靠人工对工农业生活用电进行数据采集，消耗大量人力物力，抄表周期相对比较长，效率极其低。而自动抄表系统可以替代大量的人力物力，节约了资源，获得了一定的经济效益。（2）数据处理的周期缩短使用自动抄表系统，即使是无人值守的情况下，都可以每天定点定时的监控区域范围内的用户用电情况，获得用

4、电数据，同时也可以对所获得的数据存储和分析处理，整个过程基本不受人工干预，比起人工统计抄表数据或者是生成数据报表，数据处理周期大大缩短。（3）精确度高参考性强传统人工抄表方式依靠人力抄取电量数据，只能逐个的进行抄1南京邮电大学硕士研究生学位论文第一章绪论读，不能获得某一个时刻所有用户的用电统计数据。这样得到的数据参考性不大，不方便供电部门对用电进行合理的分配管理。正是基于自动抄表系统如此多的优势，近年来无论是国内还是国外，对自动抄表系统的研究一直是热点之一。一般自动抄表系统由主站、集中器、采集器、终端电能表以及数据传输

5、通道构成，一般远程电力抄表系统的系统架构如图1.1所示：图1.1自动抄表系统架构我们在这里研究的是自动抄表系统中的集中器，因为集中器的开发是远程抄表系统开[11]发的核心任务之一，集中器在整个系统中的地位十分重要，相当于人体脊椎，起承上启下作用。集中器向上连接着主站服务器，负责接收并下达主站服务器命令，对电网的数据进行监控或者抄读采集器数据；向下连接着采集器或者是终端电表，读取采集数据或终端电表数据进行存储并上传至主站服务器以便进行数据处理。除此之外，集中器还应具有显[12]示、统计以及报警功能等，以便能实现现场调试检

6、查与设置；同时，集中器也可以和不同的接口设备进行相连，如图1.1中的手持终端。鉴于集中器在整个自动抄表系统中的关键地位，无论是对硬件平台还是软件平台，对集中器系统进行改进都是积极的意义。本文以南京某电力公司的集中器为背景，展开对集中器的软件部分的研究。1.1.2研究内容本文研究的集中器，硬件平台是南京某电力公司提供的，该集中器采用的处理芯片是ATMEL公司生产的AT91SAM9260EK，内存32M，配有一个160*160的LCD(UC1698U)。2南京邮电大学硕士研究生学位论文第一章绪论为了满足集中器的要求，充分发

7、挥集中器承上启下的作用，我们选择嵌入式Linux操作系统做为集中器的操作系统。主要的研究内容如下：（1）根据终端需要对嵌入式Linux内核进行修改。确定了操作系统，在对Linux源码以及启动流程的基础上，还要对选择的嵌入式Linux系统进行定制以达到我们的要求。比如涉及到的集中器的通信方式方面，集中器远程抄表[13][14]的通信方式既有无线方式，又包含有线方式。无线方式主要和手持终端进行近距离的通信，比如红外通信、蓝牙通信等。有线方式包括各种串行总线技术（RS232、RS485、CAN总线等）、电力线载波、公共电话网

8、等。相比其他有线通信方式，RS485通信方式支持多节点、远距离以及灵敏度高，且只对接口的电气特性做出规定，不涉及接插件、电缆或协议，在此基础上用户可以建立自己的高层通信协议，RS485已成为工业应用中数据传输的首选[15-17]。所以本集中器也应支持RS485通信方式，这就需要对内核源码进行修改以驱动终端外围的RS485端口。（2