[发明专利]一种塔康导航设备的控制系统及实现方法

权利要求书

1.一种塔康导航设备的控制系统，包括DC/DC电源模块、遥控器、监测器、发射机、接收机、液晶屏、罗盘模块、北斗模块、无线模块、蜂鸣器、金属按键和指示灯；其特征在于：所述控制系统由ARM处理器、RTC芯片、AD芯片、FRAM闪存、USB接口、I2C总线、

光纤收发器、CAN接口、232串口、LVDS接口构成；

所述ARM处理器为系统核心，进行处理、计算功能，ARM处理器分别与RTC芯片、AD芯片、FRAM闪存、USB接口光纤收发器连接，ARM处理器通过CAN接口分别与发射机、接收机以及监测器相连，ARM处理器通过232串口与罗盘模块、北斗模块、无线模块相连，ARM处理器通过LVDS接口连接液晶屏，ARM处理器通过I2C总线扩展了多路的GPIO与蜂鸣器、金属按键和指示灯连接；所述AD芯片连接AC/DC电源模块；

AD芯片进行模拟数据的采集；

光纤收发器可以实现双绞线和光纤两种不同传输介质的转换，可以使系统通过光纤连接遥控器实现远程控制；

ARM处理器通过RTC芯片来控制时钟；

ARM处理器通过FRAM闪存来存储系统的参数；

ARM处理器采用ATMEL公司的ARM Cortex-A5工业级宽温芯片，外部扩展2片64M*16DDR2芯片共256MB来作为系统运行内存，其中每片为16位宽，两片组合成32位宽，一片挂接在低16位数据总线上，另一片挂接在高16位数据总线上，256M*8bit SLC NandFlash芯片来存储相关程序；

光纤收发器型号为TR-962D或UT-2177；

系统的网卡芯片通过变压器后连接以太网，通过网口和电脑端的网口相连，电脑端的维护软件就能够与系统进行通信，达到控制目的。

2.一种采用权利要求1所述的塔康导航设备的控制系统的实现方法，其特征在于，所述系统构建了linux嵌入式系统，系统软件在linux嵌入式系统下进行开发，控制系统软件由引导程序、内核及DTB、文件系统、驱动程序、应用程序组成，步骤如下：

（1）运行系统检测代码，系统组件烧写在NandFlash中，上电后系统从NandFlash启动；

（2）加载引导程序，系统引导程序分为一级以及二级引导程序；

（3）运行设备树；

（4）运行内核；

（5）运行文件系统；

（6）加载应用程序，应用程序分为显示进程和控制进程，分别负责显示部分和通信控制部分，其中通信控制进程分为网络通信线程、CAN通信线程、AD采集线程、I/O控制采集线程、串口通信线程；

系统应用程序中的控制进程各部分主要功能为：

1）网络通信线程主要完成网络通信功能，控制系统具有完整的TCP/IP协议栈，支持当前主流的网络协议，作为TCP/UDP的服务器或者客户端接入网络，在塔康和测距设备中采用网络通信功能与维护软件进行通信，方便调试和维护；

控制系统从各工作单元板获取各工作单元的工作状态即正常或故障信息，从各电源输出获取各电源工作状态信息，采集各电源的电压，这些信息通过维护软件和液晶屏显示查询，同时通过维护软件向系统设置参数；

控制系统通过光纤收发器实现与遥控器之间的数据通信，实现远程遥控设备对本机设备的状态控制及本机设备状态信息的读取，在不连接光纤的情况下，用无线模块与遥控器进行通信；

2）CAN通信线程的主要功能是通过CAN接口与监测器、接收机和发射机编码单元进行通信，控制系统通过CAN总线向接收机、监测器、发射机编码单元发送控制、查询或者设置指令并且显示，同时实时接收CAN总线上监测器传来的各项监测参数并及时进行响应，包括告警LED灯显示、告警声响的操作；

3）串口通信线程，控制系统进行RS232的串行通信，能够根据具体应用编写通信协议，实现完整的串行通信功能，在设备中与罗盘模块、北斗模块及无线模块实现串口的通信；

4）I/O控制采集线程，控制系统通过I2C总线扩展的输入输出单元进行数字量的输入采集和输出控制，最大IO的数量达到256路，监测器的告警和旁路、发射机的开关机信号、蜂鸣器、金属按键和指示灯信息采用的是此种信号；

5）AD采集线程，模拟输入上，使用AD芯片AD7992进行模拟数据的采集，输入分辨率为12比特，配合外扩芯片最大达到19路的模拟信号采集功能，即12路外部AD加内部7路AD，并进行滤波处理，最终根据应用需要来实现报警、输出、存储功能；

系统应用程序中的显示进程主要完成显示任务，把相关的内容进行显示，系统具有显示接口，外扩了一块液晶屏进行显示，接口为LVDS接口。