【摘要】：鑒于傳統(tǒng)便攜式振動分析儀的數(shù)據(jù)處理能力較弱和離線故障診斷系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理能力強,但不便于現(xiàn)場應(yīng)用的現(xiàn)狀;本課題采用嵌入式技術(shù),選用新型的OMAP雙核微處理器和Linux操作系統(tǒng),開發(fā)一種新型的離線故障診斷系統(tǒng),使得該系統(tǒng)不僅便于攜帶,而且具有很強的數(shù)據(jù)處理能力。本課題在借鑒傳統(tǒng)便攜式振動分析儀和離線故障診斷系統(tǒng)成功經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,論述了離線故障診斷系統(tǒng)的功能需求、軟、硬件平臺的選型、嵌入式開發(fā)環(huán)境的構(gòu)建及基于雙核通信的數(shù)據(jù)采集與故障診斷程序的開發(fā)等的具體過程。 本課題采用了基于OMAP5912處理器的OSK5912開發(fā)板作為系統(tǒng)的核心板。根據(jù)系統(tǒng)多通道、高速、實時數(shù)據(jù)采集等要求,論述了數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)計時應(yīng)遵循的一般設(shè)計原則和要求,并針對機械故障診斷的需要設(shè)計了振動信號的數(shù)據(jù)采集模塊。此外,系統(tǒng)可以通過核心板的擴展口擴展LCD和觸摸屏模塊作為人機交互的接口,并針對用戶的使用要求開發(fā)圖形化的人機交互界面。 嵌入式操作系統(tǒng)不僅體積小,而且可以根據(jù)需要任意裁剪,能夠最大限度的利用嵌入式系統(tǒng)有限的硬件資源來實現(xiàn)用戶的功能需求。Linux操作系統(tǒng)以其開源性、免費性、健壯性及支持多平臺等優(yōu)點在嵌入式領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。我們這里采用對Linux進行裁剪和交叉編譯的方法來得到適用于本系統(tǒng)軟、硬件要求的嵌入式操作系統(tǒng)。由于具有操作系統(tǒng),我們就必須為數(shù)據(jù)采集模塊開發(fā)其設(shè)備驅(qū)動程序。 OMAP處理器具有獨特的雙核架構(gòu),因此其開發(fā)也相應(yīng)的分為兩部分,這就需要分別為其構(gòu)建合適的交叉開發(fā)環(huán)境。這里分別構(gòu)建了基于嵌入式Linux的交叉開發(fā)環(huán)境和基于DSP GATEWAY的DSP開發(fā)環(huán)境,為開發(fā)基于雙核通信的應(yīng)用程序做好準備。ARM處理器雖能夠完成運行操作系統(tǒng)、系統(tǒng)控制等方面的要求,但在對大量的數(shù)字信號進行處理時不僅速度慢,而且耗能大,不適于用作數(shù)字信號處理;DSP處理器專門針對數(shù)字信號處理做了優(yōu)化,在數(shù)字信號處理方面具有其它處理器無法比擬的高速度和低功耗。利用OMAP雙核處理器可以方便地解決這一矛盾,通過開發(fā)基于雙核通信的數(shù)據(jù)采集和處理程序,將事務(wù)密集型任務(wù)交給ARM核來完成,繁重的計算密集型任務(wù)交給DSP核來完成;不僅能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的高速采集,而且能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的實時處理。 本論文的相關(guān)工作在OSK5912開發(fā)板上進行了驗證,系統(tǒng)軟、硬件都可以正常運行,為后期的進一步研究開發(fā)打下了堅實的基礎(chǔ)。
【圖文】：

主機所需的軟件 :ftfpServer、 nfsSever及minicom。 rKermit硬件:網(wǎng)線、交換機或路由器、串口線。整個嵌入式開發(fā)環(huán)境的示意圖如圖4一1所示:DSP開發(fā)環(huán)境(Windows)ARM開發(fā)環(huán)境(Linux)口口口口口 口口 口 口口 口 口口口口口 交交交交交交 交交換機機1111，AG仿仿 仿仿仿仿仿真 真器 器 圖4一1嵌入式開發(fā)環(huán)境的示意圖串口用來進行目標板和主機間的通信，并將目標板上程序運行的結(jié)果在主機終端上回顯;以太網(wǎng)則用來給目標板下載系統(tǒng)內(nèi)核及掛載NFSR00T文件系統(tǒng);這樣就可以避免在開發(fā)過程中向目標板頻繁燒寫文件系統(tǒng)，方便了用戶開發(fā)。而DSP程序的開發(fā)利用常見的WINDOWS操作系統(tǒng)運行CCS開發(fā)環(huán)境就可以實現(xiàn)DSP程序的開發(fā)，其過程很簡單，這里不在贅述。下面我們就可以開始為嵌入式系統(tǒng)裁剪和編譯其內(nèi)核了4· 1.2Linux內(nèi)核定制主機采用的操作系統(tǒng)是redhatEL，嵌入式系統(tǒng)的內(nèi)核采用開源的Linux內(nèi)核

下面是一些和系統(tǒng)硬件相關(guān)的配置:l、配置 DSPGATE似Y圖4一 2DSPGATEWAY的配置如圖4一2所示，在這里要選中 OMAPDSPdriver(DSPGateway)，這樣我們后面開發(fā)的基于Linux與DSP雙核通信的應(yīng)用程序才能被內(nèi)核支持[32]。2、網(wǎng)絡(luò)及通信協(xié)議配置0SK5912的網(wǎng)絡(luò)控制器芯片是91c96，因此我們要選擇對內(nèi)核對91c96芯片的支持，同時為了進行網(wǎng)絡(luò)通信我們還要選擇TCP/IP協(xié)議與以太網(wǎng)協(xié)議支持。
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：TH165.3

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本文編號：2686580