[發明專利]一種塔康導航設備的控制系統及實現方法

在審

• 申請號: 201910529688.5
• 申請日: 2019-06-19
• 公開（公告）號: CN110109405A
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 劉翔宇
• 申請（專利權）人: 天津七六四通信導航技術有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 天津中環專利商標代理有限公司 12105
• 代理人: 李美英

1.一種塔康導航設備的控制系統，包括DC/DC電源模塊、遙控器、監測器、發射機、接收機、液晶屏、羅盤模塊、北斗模塊、無線模塊、蜂鳴器、金屬按鍵和指示燈；其特征在于：所述控制系統由ARM處理器、RTC芯片、AD芯片、FRAM閃存、USB接口、I2C總線、

光纖收發器、CAN接口、232串口、LVDS接口構成；

所述ARM處理器為系統核心，進行處理、計算功能，ARM處理器分別與RTC芯片、AD芯片、FRAM閃存、USB接口光纖收發器連接，ARM處理器通過CAN接口分別與發射機、接收機以及監測器相連，ARM處理器通過232串口與羅盤模塊、北斗模塊、無線模塊相連，ARM處理器通過LVDS接口連接液晶屏，ARM處理器通過I2C總線擴展了多路的GPIO與蜂鳴器、金屬按鍵和指示燈連接；所述AD芯片連接AC/DC電源模塊；

AD芯片進行模擬數據的采集；

光纖收發器可以實現雙絞線和光纖兩種不同傳輸介質的轉換，可以使系統通過光纖連接遙控器實現遠程控制；

ARM處理器通過RTC芯片來控制時鐘；

ARM處理器通過FRAM閃存來存儲系統的參數；

ARM處理器采用ATMEL公司的ARM Cortex-A5工業級寬溫芯片，外部擴展2片64M*16DDR2芯片共256MB來作為系統運行內存，其中每片為16位寬，兩片組合成32位寬，一片掛接在低16位數據總線上，另一片掛接在高16位數據總線上，256M*8bit SLC NandFlash芯片來存儲相關程序；

光纖收發器型號為TR-962D或UT-2177；

系統的網卡芯片通過變壓器后連接以太網，通過網口和電腦端的網口相連，電腦端的維護軟件就能夠與系統進行通信，達到控制目的。

2.一種采用權利要求1所述的塔康導航設備的控制系統的實現方法，其特征在于，所述系統構建了linux嵌入式系統，系統軟件在linux嵌入式系統下進行開發，控制系統軟件由引導程序、內核及DTB、文件系統、驅動程序、應用程序組成，步驟如下：

（1）運行系統檢測代碼，系統組件燒寫在NandFlash中，上電后系統從NandFlash啟動；

（2）加載引導程序，系統引導程序分為一級以及二級引導程序；

（3）運行設備樹；

（4）運行內核；

（5）運行文件系統；

（6）加載應用程序，應用程序分為顯示進程和控制進程，分別負責顯示部分和通信控制部分，其中通信控制進程分為網絡通信線程、CAN通信線程、AD采集線程、I/O控制采集線程、串口通信線程；

系統應用程序中的控制進程各部分主要功能為：

1）網絡通信線程主要完成網絡通信功能，控制系統具有完整的TCP/IP協議棧，支持當前主流的網絡協議，作為TCP/UDP的服務器或者客戶端接入網絡，在塔康和測距設備中采用網絡通信功能與維護軟件進行通信，方便調試和維護；

控制系統從各工作單元板獲取各工作單元的工作狀態即正常或故障信息，從各電源輸出獲取各電源工作狀態信息，采集各電源的電壓，這些信息通過維護軟件和液晶屏顯示查詢，同時通過維護軟件向系統設置參數；

控制系統通過光纖收發器實現與遙控器之間的數據通信，實現遠程遙控設備對本機設備的狀態控制及本機設備狀態信息的讀取，在不連接光纖的情況下，用無線模塊與遙控器進行通信；

2）CAN通信線程的主要功能是通過CAN接口與監測器、接收機和發射機編碼單元進行通信，控制系統通過CAN總線向接收機、監測器、發射機編碼單元發送控制、查詢或者設置指令并且顯示，同時實時接收CAN總線上監測器傳來的各項監測參數并及時進行響應，包括告警LED燈顯示、告警聲響的操作；

3）串口通信線程，控制系統進行RS232的串行通信，能夠根據具體應用編寫通信協議，實現完整的串行通信功能，在設備中與羅盤模塊、北斗模塊及無線模塊實現串口的通信；

4）I/O控制采集線程，控制系統通過I2C總線擴展的輸入輸出單元進行數字量的輸入采集和輸出控制，最大IO的數量達到256路，監測器的告警和旁路、發射機的開關機信號、蜂鳴器、金屬按鍵和指示燈信息采用的是此種信號；

5）AD采集線程，模擬輸入上，使用AD芯片AD7992進行模擬數據的采集，輸入分辨率為12比特，配合外擴芯片最大達到19路的模擬信號采集功能，即12路外部AD加內部7路AD，并進行濾波處理，最終根據應用需要來實現報警、輸出、存儲功能；

系統應用程序中的顯示進程主要完成顯示任務，把相關的內容進行顯示，系統具有顯示接口，外擴了一塊液晶屏進行顯示，接口為LVDS接口。