[發明專利]一種基于ARM的水下移動觀測平臺嵌入式控制器

有效

• 申請號: 201210208095.7
• 申請日: 2012-06-22
• 公開（公告）號: CN102799127A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 嚴衛生;高劍;王月鋒;張福斌;崔榮鑫;王銀濤;張立川;彭星光
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 陳星

技術領域

本發明涉及自動控制技術領域，具體為一種基于ARM的水下移動觀測平臺嵌入式控制器。

背景技術

水下移動觀測平臺具備水下自主航行能力，可完成海洋環境監測和水下觀測，并實現產業化。

參照附圖1所示，水下移動觀測平臺的控制系統包括：嵌入式控制器、深度傳感器、航向姿態傳感器、多普勒速度儀、銥星通訊模塊、GPS接收機、CTD傳感器、側掃聲納裝置。其中，嵌入式控制器實現移動觀測平臺的運動控制、數據采集；深度傳感器用于測量水下移動觀測平臺的航行深度，它與控制裝置之間采用RS232進行通訊；航向姿態傳感器用于測量水下移動觀測平臺的航向與姿態，它與控制裝置之間采用RS232進行通訊；多普勒速度儀用于測量水下移動觀測平臺的航行速度，它與控制裝置之間采用RS232進行通訊；銥星通訊模塊用于水下移動觀測平臺遠程的數據和指令傳輸，它與控制裝置之間采用RS232進行通訊；GPS接收機用于水下移動觀測平臺在水面時的定位，它與控制裝置之間采用RS232進行通訊；CTD傳感器用于水下移動觀測平臺測量海水的溫度、鹽度和深度，它與控制裝置之間采用RS232進行通訊；側掃聲納裝置用于水下移動觀測平臺的水下觀測，它與控制裝置之間采用RS232進行通訊。

傳統的自主水下航行器的控制裝置采用PC/104型計算機模塊進行設計，用這種模塊設計的控制裝置外圍接口資源非常有限，難以勝任攜帶多傳感器的任務，即使在此模塊基礎上進行硬件擴展，往往擴展出的接口和主控制模塊之間也很難完全兼容，系統可靠性較低。其次，也是更重要的一點是此模塊功耗相對較高，體積相對較大，難于滿足水下移動觀測平臺對體積與功耗的苛刻要求。

發明內容

要解決的技術問題

為解決現有技術存在的問題，本發明提出了一種基于ARM的水下移動觀測平臺嵌入式控制器，針對新一代便攜式自主水下觀測系統的功能需求，采用高集成度的ARM進行控制裝置的定制設計，不僅可以減小控制裝置的體積，降低其功耗，而且可以提高系統的工作穩定性，增強水下移動觀測平臺的續航能力。

技術方案

本發明的技術方案為：

所述一種基于ARM的水下移動觀測平臺嵌入式控制器，其特征在于：包括CPU單元、IDE存儲器、USB接口、網口和CAN總線接口；IDE存儲器存儲水下移動觀測平臺的數據；USB接口包括slave?USB接口和master?USB接口；網口用于水下移動觀測平臺與外部計算機之間的通訊；CAN總線接口用于嵌入式控制器將解算得到的操舵指令發送給后段控制器，由后段控制器進行操舵控制；所述CPU單元包括arm920T核的S3C2440A型微處理器和與S3C2440A型微處理器連接的外圍電路，外圍電路包括SDRAM電路、flash存儲器電路、晶振電路、復位電路、供電電路、串口電路、串口擴展電路、串口隔離及串口電平轉換電路、IDE硬盤接口電路、USB接口電路、網口電路、CAN總線接口電路。

所述一種基于ARM的水下移動觀測平臺嵌入式控制器，其特征在于：SDRAM電路由兩片HY57V1620組成；第一片HY57V1620的數據線DQ0～DQ15分別連接S3C2440A的數據線DATA0～DATA15，其地址線A0～A12分別連接S3C2440A的地址線ADDR2～ADDR14，其引腳BA0和BA1分別連接S3C2440A的地址線ADDR24和ADDR25，其控制線nSCS、nSCAS、nSRAS、nWE、LDQM、UDQM、SCKE和SCLK分別連接S3C2440A的引腳nGCS6、nSCAS、nSRAS、nWE、nBE0、nBE1、SCKE和SCLK0，其引腳VSS0～VSS2、VSSQ0～VSSQ3接直流3.3V電源地，其引腳VDD0～VDD2、VDDQ0～VDDQ3接直流3.3V電源；第二片HY57V1620的數據線DQ0～DQ15分別連接S3C2440A的數據線DATA16～DATA31，其地址線A0～A12分別連接S3C2440A的地址線ADDR2～ADDR14，其引腳BA0和BA1分別連接S3C2440A的地址線ADDR24和ADDR25，其控制線nSCS、nSCAS、nSRAS、nWE、LDQM、UDQM、SCKE和SCLK分別依次連接S3C2440A的引腳nGCS6、nSCAS、nSRAS、nWE、nBE2、nBE3、SCKE和SCLK1，其引腳VSS0～VSS2、VSSQ0～VSSQ3接直流3.3V電源地，其引腳VDD0～VDD2、VDDQ0～VDDQ3接直流3.3V電源。