ARM9系統(tǒng)在無(wú)線發(fā)射臺(tái)智能化監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘要：本文闡述了嵌入式ARM9系統(tǒng)在發(fā)射臺(tái)自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用，主要實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)射機(jī)的自動(dòng)化監(jiān)控，其良好的可在線編程功能，大大增進(jìn)了友射臺(tái)管理和減少因軟件更新所帶來(lái)的維護(hù)成本。
1．概述
???? 廣西廣播電視信息網(wǎng)絡(luò)股份有限公司按照“有人留守，無(wú)人值班”的設(shè)計(jì)思路開發(fā)了一套無(wú)線發(fā)射臺(tái)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控管理系統(tǒng)，對(duì)廣西1 6座邊遠(yuǎn)廣播電視無(wú)線發(fā)射臺(tái)進(jìn)行遠(yuǎn)程集中監(jiān)控管理。原監(jiān)控系統(tǒng)采用下位機(jī)和上位機(jī)監(jiān)控的模式，下位機(jī)采用以8位單片機(jī)為處理核心的單片機(jī)系統(tǒng)，這種系統(tǒng)具有集成度低外圍擴(kuò)展電路多、系統(tǒng)主頻低、實(shí)時(shí)響應(yīng)性慢的缺點(diǎn)，同時(shí)單片機(jī)與計(jì)算機(jī)交互需要許多專用的軟硬件，不同廠家的發(fā)射機(jī)甚至同一廠家的不同類別、不同功率等級(jí)的發(fā)射機(jī)對(duì)應(yīng)不同程序，使系統(tǒng)備件增加，而且在需要更新升級(jí)的時(shí)候只能奔赴發(fā)射臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)，這對(duì)于有著程序多樣性的各類發(fā)射機(jī)采集控制器來(lái)說(shuō)顯得十分繁瑣，給維護(hù)管理帶來(lái)極大的不便。隨著大規(guī)模集成電路和嵌入式技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)控制領(lǐng)域向高集成、高速度、快速響應(yīng)、易維護(hù)管理等方向發(fā)展。正因?yàn)槿绱薃RM9以其高集成的軟硬件系統(tǒng)和良好的可移植性及性價(jià)比走進(jìn)了工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域，我們將嵌入式ARM9系統(tǒng)很好地運(yùn)用于無(wú)線發(fā)射臺(tái)尤其是高山臺(tái)智能化監(jiān)控系統(tǒng)中，不僅進(jìn)～步提高了發(fā)射臺(tái)發(fā)射機(jī)控制系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性，也解決了程序更新難的問(wèn)題。在更新程序或備份設(shè)備更換、新增設(shè)備燒寫的時(shí)候只需將該設(shè)備插上網(wǎng)線連入監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部局域網(wǎng)，就可以在局域網(wǎng)的任何一地對(duì)其進(jìn)行燒寫、更新軟件。系統(tǒng)改進(jìn)后下位機(jī)、上位機(jī)以及采集控制器的維護(hù)與升級(jí)都變成了極其方便和簡(jiǎn)單，進(jìn)一步減少了發(fā)射臺(tái)管理和運(yùn)行維護(hù)成本。

2．系統(tǒng)構(gòu)成
????ARM (Advanced ?R I S C Machines)，原意為公司名稱，現(xiàn)泛指一類微處理器，一種技術(shù)，指采用ARM技術(shù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)（IP）核的微處理器。它是一種先進(jìn)的精簡(jiǎn)指令系統(tǒng)微處理器，具有性能高、成本低和能耗省的特點(diǎn)。支持多任務(wù)操作系統(tǒng)，就是說(shuō)在一塊ARM芯片上可以移植一套完整的操作系統(tǒng)，能夠完成類似個(gè)人計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)所能完成的基本功能，其內(nèi)核CPU采用AT91SAM9260的ARM芯片，該模塊出廠時(shí)已由廠家預(yù)裝了正版WinCE5．0實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)以及相關(guān)底層外圍驅(qū)動(dòng)，這樣在開發(fā)基于該模塊的應(yīng)用程序時(shí)，不用深入了解處理器芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、寄存器、總線等，而只需借助廠家提供的API庫(kù)函數(shù)就能完成相關(guān)功能，大大節(jié)省了軟件的開發(fā)周期。我們通過(guò)外圍電路設(shè)計(jì)了模擬的A／D轉(zhuǎn)換電路、開關(guān)量輸入輸出和四個(gè)串13，四個(gè)串口都可以通過(guò)跳線選擇RS232、RS485和RS422方式進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)通訊。

???? Windows CE具有模塊化、結(jié)構(gòu)化和基于Win32應(yīng)用程序接13和與處理器無(wú)關(guān)等特點(diǎn)，其操作界面雖來(lái)源于Windows 95／98，但Windows CE是基于WlN32 API重新開發(fā)、新型的信息設(shè)備的平臺(tái)，是一個(gè)用于各種通訊、娛樂(lè)和移動(dòng)式計(jì)算設(shè)備的操作系統(tǒng)平臺(tái)。WinCE5．0在2004年5月份推出，微軟宣布WinCE5．0擴(kuò)大開放程序源代碼，開放了250萬(wàn)行源代碼程序作為評(píng)估套件，它除了1 00％兼容于Windows CE外，還強(qiáng)化許多功能。ARM芯片及外圍電路結(jié)構(gòu)圖如圖1

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???? 基于ARM9的EM9260系列產(chǎn)品的開發(fā)工具就是著名嵌入式開發(fā)工具EVC，一款類似VC開發(fā)環(huán)境的專業(yè)嵌入式開發(fā)軟件，其編程風(fēng)格幾近相同于VC編程，當(dāng)開發(fā)在線調(diào)試時(shí)只需借助一根網(wǎng)線連接到目標(biāo)設(shè)備即可，這點(diǎn)不同于單片機(jī)設(shè)備調(diào)試，需要取下處理器芯片并借助仿真器才能調(diào)試，顯得非常方便。整個(gè)系統(tǒng)具有程序移植比較方便、程序類型庫(kù)管理維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。

3．1程序移植
???? 在軟件開發(fā)完成后，需要對(duì)程序進(jìn)行移植，也就是類似我們單片機(jī)設(shè)備的芯片程序第一次燒寫工作。進(jìn)行程序移植，實(shí)際上也就是一個(gè)文件拷貝過(guò)程，一共需要拷貝或者存儲(chǔ)至少6個(gè)文件，它們是userinfo．txt、dbginfo．1xt、Onboot．ini、ComNet．ini、Onboot．exe、ComNet．exe。其中CornNet．exe為設(shè)備正常工作的應(yīng)用程序可執(zhí)行文件，它可以為任意名稱，但是對(duì)應(yīng)．Ini后綴的名稱也要跟它一致，另~l,Onboot．ini內(nèi)部[run]鍵值下的對(duì)應(yīng)名稱必須也要和它一致。當(dāng)設(shè)備上電進(jìn)入操作系統(tǒng)以后，系統(tǒng)根目錄下有一個(gè)文件名為“Nandflash”的文件夾，這就是所有以上6個(gè)文件需要存放的地方，它為系統(tǒng)的flash disk，設(shè)備掉電時(shí)只有存放在該文件內(nèi)部的文件不會(huì)丟失，存放到其他位置的文件都將丟失(見圖2)。?

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??? 以上7個(gè)文件中除ComNet New．exe外，userinfo.txt內(nèi)部存放有該設(shè)備的IP地址，可以修改，相應(yīng)bginfo．txt亦存放有設(shè)備lP地址信息，它必須與userinfo．txt內(nèi)部IP地址一致，另外還有遠(yuǎn)程調(diào)試主機(jī)IP地址，亦可以修改，但不建議做改動(dòng)。Onboot.exe為引導(dǎo)應(yīng)用程序，ComNet．exe為最終運(yùn)行的應(yīng)用程序，我們將該名字用于發(fā)射機(jī)采集控制器程序。Onboot．ini為引導(dǎo)程序配置說(shuō)明，包括它所引導(dǎo)的將要運(yùn)行的應(yīng)用程序信息。ComNet．ini內(nèi)部包含有關(guān)設(shè)備的所有參數(shù)配置，包括開放串口、設(shè)備lD、發(fā)射機(jī)機(jī)型選擇、手自動(dòng)以及故障倒機(jī)狀態(tài)、自動(dòng)開關(guān)機(jī)時(shí)間表等重要信息。對(duì)新開發(fā)產(chǎn)品進(jìn)行更新軟件的步驟是：在原有6個(gè)文件的基礎(chǔ)上，首先需要拷貝或者替換兩個(gè)文件ComNet_New．exe、Onboot．ini，其中前者為更新文件，統(tǒng)一規(guī)定更新文件的文件名為在原有文件的名稱后面冠以_New未表示，Onboot．ini文件是在原文件中組名為[update]下新增鍵值0=更新文件名，原有文件名；然后給設(shè)備斷電重啟或者遠(yuǎn)程控制設(shè)備復(fù)位重啟即可完成對(duì)設(shè)備程序的更新。