一種基于arm的水文測控終端的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于ARM的水文測控終端，所述終端以微處理器單元為核心，連接電源管理模塊、存儲(chǔ)器、觸摸屏和傳輸單元，所述的傳輸單元包括格雷碼接口電路和無線傳輸模塊,所述的格雷碼接口電路連接傳感器。解決了現(xiàn)有市場上的水文測控終大多都是以單片機(jī)為平臺(tái)設(shè)計(jì)的，受限于處理速度、圖像處理能力因素，導(dǎo)致人機(jī)界面不太友好以及無法遠(yuǎn)程升級程序等缺陷。
【專利說明】一種基于ARM的水文測控終端

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)采集遙測終端領(lǐng)域，具體涉及一種水文測控終端。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的水文測控終端可分為兩種基本形式，即自報(bào)式和應(yīng)答式。自報(bào)式水文測控終端為遙測站根據(jù)遙測參數(shù)的變化而隨機(jī)向數(shù)據(jù)采集中心發(fā)送信息；應(yīng)答式水文測控終端是遙測站根據(jù)服務(wù)器的命令而發(fā)送采集信息。自報(bào)式水文測控終端又可分為:
[0003]1)實(shí)時(shí)自報(bào):當(dāng)有外部事件發(fā)生并達(dá)到設(shè)置的值時(shí)，立即將數(shù)據(jù)發(fā)送到中心站；
[0004]2)定時(shí)自報(bào):測站每隔一定時(shí)間自報(bào)一次，把本站當(dāng)前的水文數(shù)據(jù)發(fā)送出去；
[0005]3)召測報(bào):服務(wù)器可隨時(shí)向測站發(fā)送召測命令，測站會(huì)立即返回當(dāng)前的水文數(shù)據(jù)。
[0006]由于市場上的水文測控終大多都是以單片機(jī)為平臺(tái)設(shè)計(jì)的，受限于處理速度、圖像處理能力因素，導(dǎo)致以下兩點(diǎn)缺陷:
[0007]1)人機(jī)界面不太友好，基本是點(diǎn)陣液晶+按鍵模式；
[0008]2)無法遠(yuǎn)程升級程序，這一功能在客戶想更改要求，而設(shè)備已安裝在現(xiàn)場的情況下尤其重要。
[0009]為此，需設(shè)計(jì)一種功能更加完善的水文測控終端，以滿足市場上的新需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種基于ARM的水文測控終端，所述終端以微處理器單元為核心，連接電源管理模塊、存儲(chǔ)器、觸摸屏和傳輸單元，所述的傳輸單元包括格雷碼接口電路和無線傳輸模塊，所述的格雷碼接口電路連接傳感器。
[0011]所述的傳感器包括水位傳感器、流量傳感器、溫濕度傳感器、氣壓傳感器、雨量傳感器等。
[0012]所述的微處理器單元通過Modem模塊與服務(wù)器連接，微處理器單元與Modem模塊之間通過RS232總線連接，Modem模塊與服務(wù)器通過Internet進(jìn)行通信，所述服務(wù)器用于與微處理器單元傳輸升級信息。
[0013]所述的微處理器單元優(yōu)選為微處理器S3C2440。
[0014]本發(fā)明以微處理器S3C2440為核心，包括信號(hào)傳感器、數(shù)據(jù)調(diào)理、A/D轉(zhuǎn)換、觸摸屏、無線通信、時(shí)鐘等電路，可遠(yuǎn)程升級，也可結(jié)合友好的人機(jī)界面增強(qiáng)用戶體驗(yàn)，解決了現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，除此之外，還包括以下有益效果:
[0015]S3C2440的核心處理器采用的是ARM920T，屬于RISC處理器，實(shí)現(xiàn)了 MMU、AMBA BUS和Harvard高速緩沖體系結(jié)構(gòu)。這一結(jié)構(gòu)具有獨(dú)立的16KB指令Cache和16KB數(shù)據(jù)Cache。每個(gè)都是由具有8字長的行組成。通過提供一套完整的通用系統(tǒng)外設(shè)，S3C2440減少整體系統(tǒng)成本和無需配置額外的組件。有五種工作模式，其中掉電模式功耗最低，小于1MA，適合太陽能供電要求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明一種基于ARM的水文測控終端的結(jié)構(gòu)框圖；
[0017]圖2為溫濕度測量電路圖；
[0018]圖3為雨量測量電路原理圖；

【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖以實(shí)施例一對本發(fā)明做進(jìn)一步說明:
[0020]實(shí)施例一:
[0021]本發(fā)明提供的一種基于ARM的水文測控終端主要對水情信息進(jìn)行采集和處理，并做出準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)和調(diào)度。系統(tǒng)采用了水位、雨量等傳感器，經(jīng)信號(hào)調(diào)理、模數(shù)轉(zhuǎn)換后，送微處理器S3C2440處理，實(shí)現(xiàn)了水情數(shù)據(jù)的采集。利用移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中提供的GPRS服務(wù)進(jìn)行水情信息的傳輸，為水情系統(tǒng)的信息傳輸提供了一種有效的方法。
[0022]具體技術(shù)方案如下:
[0023]一種基于ARM的水文測控終端，所述終端以微處理器單元為核心，連接電源管理模塊、存儲(chǔ)器、觸摸屏和傳輸單元，所述的傳輸單元包括格雷碼接口電路和無線傳輸模塊，所述的格雷碼接口電路連接傳感器。
[0024]所述的傳感器包括水位傳感器、流量傳感器、溫濕度傳感器、氣壓傳感器、雨量傳感器等。
[0025]所述的微處理器單元通過Modem模塊與服務(wù)器連接，微處理器單元與Modem模塊之間通過RS232總線連接，Modem模塊與服務(wù)器通過Internet進(jìn)行通信，所述服務(wù)器用于與微處理器單元傳輸升級信息。
[0026]所述的微處理器單元優(yōu)選為微處理器S3C2440。
[0027]系統(tǒng)以微處理器S3C2440為核心，包括信號(hào)傳感器、數(shù)據(jù)調(diào)理、A/D轉(zhuǎn)換、觸摸屏、無線通信、時(shí)鐘等電路，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
[0028]S3C2440的核心處理器采用的是ARM920T，屬于RISC處理器，實(shí)現(xiàn)了 MMU、AMBA BUS和Harvard高速緩沖體系結(jié)構(gòu)。這一結(jié)構(gòu)具有獨(dú)立的16KB指令Cache和16KB數(shù)據(jù)Cache。每個(gè)都是由具有8字長的行組成。通過提供一套完整的通用系統(tǒng)外設(shè)，S3C2440減少整體系統(tǒng)成本和無需配置額外的組件。有五種工作模式，其中掉電模式功耗最低，小于1MA，適合太陽能供電要求。
[0029]系統(tǒng)需要測水位、雨量、流量、溫度、氣壓等水情相關(guān)參數(shù)，相應(yīng)傳感器的輸出量有模擬量、數(shù)字量、頻率量等。
[0030]1)水位傳感器采用南控的超聲波水位計(jì)，它的輸出信號(hào)是485數(shù)字量，直接通過485芯片采集；
[0031]2)流量傳感器用用HR系列渦街流量傳感器，輸出標(biāo)準(zhǔn)電流量，需要通過IV轉(zhuǎn)換電話路把它轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，再經(jīng)過放大后送AD轉(zhuǎn)換器。
[0032]3)溫濕度測量采用熱電阻傳感器，由于距離較短，可采用二線式連接方法。連結(jié)成電橋形式以提高靈敏度，采用+5V基準(zhǔn)電壓激勵(lì)。輸出信號(hào)再經(jīng)過放大后送模數(shù)轉(zhuǎn)換器，具體測量電路如圖2所示。
[0033]4)氣壓傳感器采用KYC01系列絕壓傳感器，它采用高精度、高穩(wěn)定性非隔離式壓力傳感器組件，通過精密溫度補(bǔ)償而成。
[0034]5)雨量傳感器采用翻斗雨量計(jì)，其輸出為開關(guān)量。為了將開關(guān)信號(hào)輸入處理器，要對信號(hào)進(jìn)行隔離、濾波等處理，轉(zhuǎn)換成處理器能接受的邏輯信號(hào)，圖3為原理圖，當(dāng)開關(guān)節(jié)點(diǎn)斷開時(shí)，輸出為高電平，當(dāng)節(jié)點(diǎn)閉合時(shí)為低電平。圖中R6電阻起來防止由潮濕引起的泄漏電流的作用，其中R1、C10起到防抖動(dòng)和抗干擾的作用，最后處理器進(jìn)行計(jì)數(shù)形成雨量數(shù)據(jù)。
[0035]本發(fā)明的存儲(chǔ)器采用Nand-flash,是flash內(nèi)存的一種，其內(nèi)部采用非線性宏單元模式，為固態(tài)大容量內(nèi)存的實(shí)現(xiàn)提供了廉價(jià)有效的解決方案。Nand-f lash存儲(chǔ)器具有容量較大，改寫速度快等優(yōu)點(diǎn)，適用于大量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，因而在業(yè)界得到了越來越廣泛的應(yīng)用，如嵌入式產(chǎn)品中包括數(shù)碼相機(jī)、MP3隨身聽記憶卡、體積小巧的U盤等。
[0036]本發(fā)明的無線傳輸模塊采用華為GTM900-C模塊，利用GPRS上網(wǎng)，都是通過呼叫固定號(hào)碼的PPP服務(wù)器進(jìn)行握手認(rèn)證，以及協(xié)議的配置，握手完成以后，PPP鏈路建立。鏈路層之上就是IP層，IP層之上可選的協(xié)議主要有面向連接的TCP協(xié)議和非面向連接的UDP協(xié)議，TCP協(xié)議實(shí)現(xiàn)起來比較復(fù)雜。UDP協(xié)議沒有可靠性的保證，但它對網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷較小，比較適合實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的傳輸，該系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的可靠性要求不太高，比較適合選擇UDP協(xié)議。
[0037]本發(fā)明采用3.5寸觸摸屏，支持黑白、4級灰度、16級灰度、256色、4096色STN液晶屏，屏幕分辨率可以達(dá)到1024x768象素。配合LINUX內(nèi)核，及驅(qū)動(dòng)程序，可以使人機(jī)界面變得十分友好，方便新手快速掌握操作步驟。
[0038]本發(fā)明以三星的S3C2440ARM微處理器為平臺(tái)，以Keil MDK為開發(fā)工具。本方案使用多種校驗(yàn)技術(shù)，最大限度的保障傳輸數(shù)據(jù)的正確性；使用bootloader機(jī)制，即使因意外事件(斷電，編程Flash失敗等)造成升級失敗后，程序也能返回到升級前的狀態(tài)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于ARM的水文測控終端，其特征在于，所述終端以微處理器單元為核心，連接電源管理模塊、存儲(chǔ)器、觸摸屏和傳輸單元，所述的傳輸單元包括格雷碼接口電路和無線傳輸模塊，所述的格雷碼接口電路連接傳感器；所述的傳感器包括水位傳感器、流量傳感器、溫濕度傳感器、氣壓傳感器以及雨量傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于ARM的水文測控終端，其特征在于，所述的微處理器單元通過Modem模塊與服務(wù)器連接,微處理器單元與Modem模塊之間通過RS232總線連接，Modem模塊與服務(wù)器通過Internet進(jìn)行通信，所述服務(wù)器用于與微處理器單元傳輸升級信肩、O
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于ARM的水文測控終端，其特征在于，所述的微處理器單元為微處理器S3C2440。
【文檔編號(hào)】G05B19/042GK204101925SQ201420348309
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月26日
【發(fā)明者】周峰 申請人:南京易周能源科技有限公司