[发明专利]一种基于ARM的水下移动观测平台嵌入式控制器

说明书

技术领域

本发明涉及自动控制技术领域，具体为一种基于ARM的水下移动观测平台嵌入式控制器。

背景技术

水下移动观测平台具备水下自主航行能力，可完成海洋环境监测和水下观测，并实现产业化。

参照附图1所示，水下移动观测平台的控制系统包括：嵌入式控制器、深度传感器、航向姿态传感器、多普勒速度仪、铱星通讯模块、GPS接收机、CTD传感器、侧扫声纳装置。其中，嵌入式控制器实现移动观测平台的运动控制、数据采集；深度传感器用于测量水下移动观测平台的航行深度，它与控制装置之间采用RS232进行通讯；航向姿态传感器用于测量水下移动观测平台的航向与姿态，它与控制装置之间采用RS232进行通讯；多普勒速度仪用于测量水下移动观测平台的航行速度，它与控制装置之间采用RS232进行通讯；铱星通讯模块用于水下移动观测平台远程的数据和指令传输，它与控制装置之间采用RS232进行通讯；GPS接收机用于水下移动观测平台在水面时的定位，它与控制装置之间采用RS232进行通讯；CTD传感器用于水下移动观测平台测量海水的温度、盐度和深度，它与控制装置之间采用RS232进行通讯；侧扫声纳装置用于水下移动观测平台的水下观测，它与控制装置之间采用RS232进行通讯。

传统的自主水下航行器的控制装置采用PC/104型计算机模块进行设计，用这种模块设计的控制装置外围接口资源非常有限，难以胜任携带多传感器的任务，即使在此模块基础上进行硬件扩展，往往扩展出的接口和主控制模块之间也很难完全兼容，系统可靠性较低。其次，也是更重要的一点是此模块功耗相对较高，体积相对较大，难于满足水下移动观测平台对体积与功耗的苛刻要求。

发明内容

要解决的技术问题

为解决现有技术存在的问题，本发明提出了一种基于ARM的水下移动观测平台嵌入式控制器，针对新一代便携式自主水下观测系统的功能需求，采用高集成度的ARM进行控制装置的定制设计，不仅可以减小控制装置的体积，降低其功耗，而且可以提高系统的工作稳定性，增强水下移动观测平台的续航能力。

技术方案

本发明的技术方案为：

所述一种基于ARM的水下移动观测平台嵌入式控制器，其特征在于：包括CPU单元、IDE存储器、USB接口、网口和CAN总线接口；IDE存储器存储水下移动观测平台的数据；USB接口包括slave USB接口和master USB接口；网口用于水下移动观测平台与外部计算机之间的通讯；CAN总线接口用于嵌入式控制器将解算得到的操舵指令发送给后段控制器，由后段控制器进行操舵控制；所述CPU单元包括arm920T核的S3C2440A型微处理器和与S3C2440A型微处理器连接的外围电路，外围电路包括SDRAM电路、flash存储器电路、晶振电路、复位电路、供电电路、串口电路、串口扩展电路、串口隔离及串口电平转换电路、IDE硬盘接口电路、USB接口电路、网口电路、CAN总线接口电路。

所述一种基于ARM的水下移动观测平台嵌入式控制器，其特征在于：SDRAM电路由两片HY57V1620组成；第一片HY57V1620的数据线DQ0～DQ15分别连接S3C2440A的数据线DATA0～DATA15，其地址线A0～A12分别连接S3C2440A的地址线ADDR2～ADDR14，其引脚BA0和BA1分别连接S3C2440A的地址线ADDR24和ADDR25，其控制线nSCS、nSCAS、nSRAS、nWE、LDQM、UDQM、SCKE和SCLK分别连接S3C2440A的引脚nGCS6、nSCAS、nSRAS、nWE、nBE0、nBE1、SCKE和SCLK0，其引脚VSS0～VSS2、VSSQ0～VSSQ3接直流3.3V电源地，其引脚VDD0～VDD2、VDDQ0～VDDQ3接直流3.3V电源；第二片HY57V1620的数据线DQ0～DQ15分别连接S3C2440A的数据线DATA16～DATA31，其地址线A0～A12分别连接S3C2440A的地址线ADDR2～ADDR14，其引脚BA0和BA1分别连接S3C2440A的地址线ADDR24和ADDR25，其控制线nSCS、nSCAS、nSRAS、nWE、LDQM、UDQM、SCKE和SCLK分别依次连接S3C2440A的引脚nGCS6、nSCAS、nSRAS、nWE、nBE2、nBE3、SCKE和SCLK1，其引脚VSS0～VSS2、VSSQ0～VSSQ3接直流3.3V电源地，其引脚VDD0～VDD2、VDDQ0～VDDQ3接直流3.3V电源。