嵌入式系统开发与应用基于Linux嵌入式工业测控系统课件.ppt

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1、基于Linux的嵌入式工业测控系统主要内容嵌入式系统及特点1测控系统简介2测控系统总体设计3嵌入式系统设计方法4什么是嵌入式系统及其应用小至电子体温计,大致飞机的自动导航系统嵌入式系统的广泛应用机顶盒家庭网关互联网无线手机PDA汽车游戏视频典型的嵌入式系统组成处理器MMUGPIOUSBLCDCANDMA以太网LCD/触摸屏/鼠标FlashSDRAMSRAM看门狗复位电路电源管理驱动层OS应用BSP/driver/HALLinux、u/COS、Wince…文件系统/GUI/API软件硬件输入输出测控系统简介测控系统是一个广阔的领域，涉及到工控机，总线，接口技术，传感技术，通信技术，控制方

2、法，编程技术，多任务实时操作系统……等多方面的知识。测量与控制系统是人类认识世界，改造世界意志的科学技术的实现。是利用最新物理学理论和效应的基础上,利用最现代化的技术手段来研究客观的学科，他的发展,促进了自然科学的进步及生产的现代化。现代科学技术，特别是制造业，对测量的精度，效率要求越来越高。已经从静态到动态，从实验室到现场，从单要素测量到全息测量，从单纯测量到反馈控制。测控系统实现各种测控系统和智能仪器、仪表基本组成包括：传感器、计算机系统、执行器。现在，传感器、执行器的通用性越来越好，设计自动测控系统或智能仪器仪表有标准的4～20mA或0～10mA的标准信号输出的传感器和接受标准驱

3、动信号的执行器供选择，因此，设计者只需设计计算机系统部分，计算机系统基本结构是一致的，仅涉及到具体芯片选择，实现途径大同小异，加之单片机技术的迅猛发展，其集成度越来越高，功能越来越强，接口更容易，航天测控系统对运行中的航天器（运载火箭、人造地球卫星、宇宙飞船和其他空间飞行器）进行跟踪、测量和控制的大型电子系统。　　发展概况第二次世界大战以后不久,在火箭试验中就已采用某些光学和电子测量系统，例如光学跟踪经纬仪和多普勒测速仪。但是作为完整的航天测控系统，则是在人造地球卫星出现之后才逐步形成的。最早的较为完整的航天测控系统是美国航空航天局(NASA)于1961年发射“水星”号载人飞船时使用

4、的全球跟踪网。这个系统在全球布有16个跟踪站，其中14个站有雷达测量系统，15个站有遥测接收系统，6个站有遥控系统,14个站有对飞船的通信系统。每个站均有自己的时间统一系统，全系统的时间则经与天文时间发播台的时号相比对而统一起来。测控中心设在戈达德航天中心,配有2台IBM-7090计算机作为实时计算、决策和控制之用。全系统靠全球性的通信网来相互连接，但其中相当一部分线路是租用的。随后，“阿波罗”号登月飞船、同步通信卫星、同步气象卫星和航天飞机相继发射,测控系统更趋完善,特别是实时控制方面的功能和自动化程度均有很大的提高。除了对近地卫星和飞船的测控系统外，还建立了对行星际探测的深空测控网

5、。　　中国航天测控系统也是在航天事业的发展中逐步臻于完善的。在大陆上已经建立了多个测控站和一个测控通信中心。为了扩展观测范围,还建造了海上测量船,以便驶往远洋对航天器进行跟踪观测。在整个测控系统中使用了多台计算机，并有贯通各个测控站、测量船和测控中心的通信网络。系统组成航天测控系统包括以下各种系统。前3个系统，由地面的和装在航天器上的两部分电子设备组成。　　①　跟踪测量系统：跟踪航天器，测定其弹道或轨道。　　②　遥测系统：测量和传送航天器内部的工程参数和用敏感器测得的空间物理参数。　　③　遥控系统：通过无线电对航天器的姿态、轨道和其他状态进行控制。　　④　计算系统：用于弹道、

6、轨道和姿态的确定和实时控制中的计算。　　⑤　时间统一系统：为整个测控系统提供标准时刻和时标。　　⑥　显示记录系统：显示航天器遥测、弹道、轨道和其他参数及其变化情况，必要时予以打印记录。　　⑦　通信、数据传输系统：作为各种电子设备和通信网络的中间设备，沟通各个系统之间的信息，以实现指挥调度。工业控制发展当前，在工业控制领域，网络控制技术快速发展。网络控制要求测控系统必须具备两方面的功能：一方面要在现场完成复杂的测控任务，通常一些任务具有一定的实时性的要求；另一方面要求测控系统能够与某一类型的控制网相连，实现远程监控。而在目前应用的大多数测控系统中，嵌入式系统的硬件采用8/16位的单

7、片机；软件多采用汇编语言编程，仅包含一个简单的循环处理的控制流程；单片机与单片机或上位机之间通信通过RS232、RS485来组网。这些网络存在通信速度慢、联网功能差、开发困难的问题。而工业以太网已逐步完善，在工业控制领域获得越来越多的应用。工业以太网使用了TCP/IP协议，便于联网，并具有高速控制网络的优点。现在，32位嵌入式CPU价格的下降，性能指标的提高，为嵌入式系统的广泛应用提供了可能性。基于上述情况，我们将嵌入式系统应用于测控系统，可大