1 引言

　　近年來(lái),隨著土地資源不斷的被開(kāi)發(fā)利用,我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)的規(guī)模也進(jìn)一步擴(kuò)大,工程機(jī)械市場(chǎng)呈現(xiàn)持續(xù)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),但是國(guó)內(nèi)的工程機(jī)械行業(yè)仍處于一種相對(duì)落后的生產(chǎn)方式,所以工程機(jī)械行業(yè)需要適合本行業(yè)要求的,智能的,性能優(yōu)越的監(jiān)控產(chǎn)品。嵌入式技術(shù)、總線技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等高新技術(shù)融入到工程機(jī)械行業(yè)的監(jiān)控系統(tǒng)中來(lái),是十分必要的。為此,本文設(shè)計(jì)了一種基于嵌入式系統(tǒng)和總線技術(shù)的工程機(jī)械監(jiān)控系統(tǒng)終端,詳細(xì)討論了監(jiān)控系統(tǒng)終端的構(gòu)成和CAN總線的設(shè)計(jì)。

2 監(jiān)控系統(tǒng)終端的總體構(gòu)成

　　監(jiān)控終端負(fù)責(zé)前端控制系統(tǒng)所有單元的監(jiān)控,包括安全監(jiān)控、電液比例等單元并通過(guò)液晶顯示器和鍵盤進(jìn)行人機(jī)交互,同時(shí),連接視頻監(jiān)控設(shè)備,隨時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的情況。

　　如圖1所示,監(jiān)控系統(tǒng)終端包括:車載監(jiān)控系統(tǒng)控制模塊、人機(jī)交互模塊、存儲(chǔ)模塊、視頻監(jiān)控模塊、CAN總線控制模塊。

　　各部分的功能如下:

　　1.載監(jiān)控系統(tǒng)控制模塊是整個(gè)終端的核心部件,采用ARM720TDMA內(nèi)核的嵌入式處理器ARM7202,完成整個(gè)系統(tǒng)的控制功能。

　　2.儲(chǔ)模塊用來(lái)進(jìn)行操作系統(tǒng)內(nèi)核、引導(dǎo)程序和應(yīng)用程序、以及驅(qū)動(dòng)程序的存儲(chǔ),并緩存執(zhí)行過(guò)程中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù),使系統(tǒng)能穩(wěn)定的運(yùn)行。

　　3.機(jī)交互模塊包括液晶顯示器和鍵盤輸入,用戶通過(guò)人機(jī)交互模塊進(jìn)行直觀的監(jiān)測(cè)和控制。

　　4.為了對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工作狀況進(jìn)行直接監(jiān)控,系統(tǒng)集成了視頻監(jiān)控模塊,通過(guò)視頻采集卡連接攝像機(jī),將采集到的圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并壓縮成JPEG格式文件,輸入到處理器中,供用戶進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

　　5.系統(tǒng)通過(guò)CAN總線實(shí)現(xiàn)前端各個(gè)單元控制系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)。

3 硬件設(shè)計(jì)

　　3.1 硬件總體結(jié)構(gòu)

　　如圖2 所示,監(jiān)控終端分成包括:嵌入式處理器7202、存儲(chǔ)系統(tǒng)、復(fù)位電路和晶振電路, JTAG調(diào)試接口、LCD顯示接口、RS-232串行接口、CAN總線接口。

　　各部分的功能如下:

　　1.晶振電路為系統(tǒng)提供工作時(shí)鐘。

　　2.復(fù)位電路用于完成系統(tǒng)上電復(fù)位和在系統(tǒng)工作時(shí)用戶按鍵復(fù)位。

　　3.存儲(chǔ)系統(tǒng)由FLASH存儲(chǔ)器、SDRAM存儲(chǔ)器組成。FLASH存儲(chǔ)器用于存放己調(diào)試好的用戶應(yīng)用程序、嵌入式操作系統(tǒng)和其他在系統(tǒng)掉電后需要保存的用戶數(shù)據(jù)等。SDRAM存儲(chǔ)器作為系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的主要區(qū)域。

　　4.JTAG接口可對(duì)芯片內(nèi)部的所有部件進(jìn)行訪問(wèn),通過(guò)該接口可對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試、編程等。

　　5.LCD接口用于連接人機(jī)交互所需要的顯示裝置。

　　6.CAN控制器為系統(tǒng)提供CAN總線接口,與前端各單元控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)和指令的傳遞。

　　7.RS-232串行通信接口用于視頻壓縮卡的連接,傳輸視頻圖像。

　　[!--empirenews.page--]3.2 CAN模塊的硬件設(shè)計(jì)

　　通過(guò)CAN模塊接口,ARM處理器可以直接訪問(wèn)CAN寄存器組,這些寄存器可以配置CAN核心模塊、CAN信息處理模塊以及訪問(wèn)信息RAM的方式。本系統(tǒng)采用飛利浦公司的TJA1050作為收發(fā)器,在CAN接口和CAN總線之間的收發(fā)器,作用是將3.3V的邏輯電平轉(zhuǎn)換為CAN的邏輯電平,也就是將發(fā)送和接收到的信號(hào)轉(zhuǎn)換成CAN總線和ARM可以識(shí)別的信號(hào)。