基于arm的烟气分析仪测控系统的设计

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1、万方数据2010年第36卷第6期June20lO工业安全与环保Indus廿ialSdetyandEnvimunenta]lhsection·23·基于ARM的烟气分析仪测控系统的设计朱军邵威王超(中国地质大学机械与电子信息学院武汉43(XY74)摘要介绍了一种基于ARM的烟气分析仪测控系统的实现方案，包括硬件平台的构建和系统软件的设计。系统硬件以A'[911049200为核心．负责整个系统的控制和数据处理．由FPCA完成系统多路数拯t采集的控制．并与ATglRM9200通过EBI总线传输数据。以

2、嵌入式Linux操作系统为软件平台，使用图形化编程语言Qt完成应用程序的设计。实现了人机交互、数据采集、数据分析与存储等功能。该测控系统满足了烟气分析仪对多种物理量信号采集分析的需求，具有高性能、低成本的优点。关键词烟气分析仪ATgJBM9200FPGA数据采集Hralx操作系统DesignofMeasurementandOmtrolSystemforFlueGasAnalyzerBasedODARMZHUJunSHAOWeiWANGOmo(FacultyofMedmn／ca／＆E／earo疵倒

3、抽嘲，∞Ⅺ‰毋o／＆Ⅻ切l傅№430074)AbstractThisimpcfintn】dIIcestherealizationprogram0fakinddFlueGasAnalyzerbasedonARM。whichcontainstheo嘎碍hIldi∞ofIron]wareplatformandthedesign0fsdtware．ThissystemmakesA'IglRM9200∞itsnuclear，omtmlsthewholesystemand山衄—∞嘲iI唔。u_FPGAtoc

4、ontrolthemulti—channeldataacquisitionand涮h3datawithATglRM9200viaEBIbus．WithembeddedLinuxOS曲itssfftwamplatfaan．thesystemusesgraphicalpro睁'arfmdnglal增蹿Qltofinishthedesignofapplicationprocess，mdi五Ilgthehumm一∞l卜purerinterface，dataacquisition．mlalysing。st

5、ora{jv。etc．TKBsysmmCEImeetthe州暇旭m0fthefluegasmalyzert}Iatcollectsand飘^’lysesavinery0fphysical8igllal，withadvantageofhigh一‘plalityandlow一删．KeyWordsfluegasanalyzerATglRM9200FPGAdataacquisitionLinuxOS烟气分析仪用于测定烟道中排出的各种大气污染物的浓度以及排量，是环境监测工作中不可缺少的仪器。本文设计了基于

6、ARM微处理器的烟气分析仪测控系统，采用嵌入式Linux操作系统，实现了32通道单端或16通道差分信号输入的多路数据采集，满足了烟气分析仪的测量需求，同时具有小型化、智能化、网络化、功能强大等优点。l系统结构原理测控系统采用ARM+FP(；A的架构，ARM作为核心处理器负责整个系统的控制和数据处理，FPGA作为协处理器负责数据采集的控制。系统结构原理如图l所示。压两澜ARM数据采集控铝0FIF0数据缓存FPGA雅AD转换圈1系统结构原理烟气分析仪测量时需要采集烟道内的温度、湿度、压力等多个参数，

7、为满足多通道数据采集，采用多路模拟开关进行通道的切换。FPGA控制多路模拟开关进行通道的切换，控制程控放大器对模拟信号进行放大以及AD芯片的转换。模拟信号转换成数字信号后，由FPGA读取到内部的FIFO中进行数据缓存，同时响应ARM读取数据。ARM系统对数据进行分析处理，将处理后的结果进行存储、传输，并控制LCD和键盘实现人机交互界面的操作。2硬件结构设计本测控系统的硬件平台采用模块化的方式设计，系统可分为ARM系统模块、人机交互模块、FPGA数据采集模块、通讯接口模块和ARM与FPGA的连接。

8、2．1ARM系统模块ARM系统部分由ARM微处理器、SDBAM、NandFlash和NorFlash组成。由于烟气分析仪的工作环境恶劣，考虑到稳定性的要求，本系统选用^n皿，公司的工业级32位椭l处理器A1X)lBM92(D作为主控芯片，选用2片8M*16位的SDRAM芯片(刑S7v281620)并联成32位的SDRAM作为系统运行时的内存，采用8M的NorFlash芯片AT49BV6416，用于存储引导程序以及Linux操作系统内核。并采用64M*8位的N田ld．Flash芯片K．gFl208