基于Cortex-M3在監(jiān)控系統(tǒng)中是設(shè)計(jì)應(yīng)用

隨著當(dāng)代科技的日益發(fā)展，數(shù)量巨大的各類設(shè)備的電源維護(hù)管理需要投入大量的人力、物力，像通信/ 電力設(shè)施所處環(huán)境越來越復(fù)雜，人煙稀少、交通不便、危險(xiǎn)度高等都增大了維護(hù)的難度和費(fèi)用。這對(duì)電源設(shè)備的監(jiān)控管理提出了更高的要求。電源監(jiān)控系統(tǒng)需要對(duì)系統(tǒng)中各狀態(tài)量進(jìn)行監(jiān)視，還必須能對(duì)各供電支路進(jìn)行控制和管理。維護(hù)管理人員可遠(yuǎn)程進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢、控制等維護(hù)工作，并可利用友好的人機(jī)界面方便地得到需要的信息。

1.智能家居：家庭監(jiān)控方案

隨著嵌入式Internet技術(shù)不斷地發(fā)展和成熟，通過Internet實(shí)現(xiàn)對(duì)智能家居的遠(yuǎn)程監(jiān)控正成為業(yè)界技術(shù)發(fā)展的方向。這種方式具有成本低、控制地域廣、可靠性高、通訊速度快、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)。其基本工作原理是把智能家居系統(tǒng)中的信息與控制中心設(shè)備(簡稱控制終端)設(shè)計(jì)成web服務(wù)器，通過遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上的瀏覽器軟件對(duì)嵌入式Web服務(wù)器的訪問實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的監(jiān)控。因此實(shí)現(xiàn)這種系統(tǒng)的關(guān)鍵就是要設(shè)計(jì)能夠接入Internet的嵌入式控制終端。

智能家居系統(tǒng)是由信息家電、安防報(bào)警、三表抄送三個(gè)子系統(tǒng)和一個(gè)控制終端組成的。控制終端是智能家居系統(tǒng)的核心設(shè)備，其主要功能是：對(duì)子系統(tǒng)各功能模塊實(shí)施分布式管理和控制;借助現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)與各模塊實(shí)現(xiàn)信息交換與共享;作為嵌入式web服務(wù)器，通過Intenet實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊和監(jiān)控。各子系統(tǒng)與控制終端通過家庭總線相連，家庭總線采用Zigbee無線通信方式。

ARM公司的Cortex-M3是一個(gè)速度快、功耗低、價(jià)格便宜的32位內(nèi)核，能很好地實(shí)現(xiàn)控制以及以太網(wǎng)接入等功能。本設(shè)計(jì)選用NXP的具有Cortex-M3內(nèi)核的LPC1769作為主控器件，采用ENC28J60作為網(wǎng)絡(luò)接口器件來設(shè)計(jì)以太網(wǎng)接入器。

ENC28J60通過SPI總線實(shí)現(xiàn)與LPC1769的數(shù)據(jù)傳輸。SSEL為片選信號(hào)。SCK為時(shí)鐘信號(hào)，MOSI/MISO為數(shù)據(jù)傳輸串口。此外，ENC28J60還與網(wǎng)絡(luò)變壓器HR901170A相連，引出RJ45接口。

2. 挖掘機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控終端案例

安裝在挖掘機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控終端，將嵌入式、現(xiàn)場總線分布式控制與 GPS 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)等技術(shù)應(yīng)用于履帶式液壓挖掘機(jī)。由于履帶式液壓挖掘機(jī)售價(jià)額昂貴，在銷售過程中主要采取按揭、分期或融資租賃的銷售方式，這種銷售方式有較多銷售風(fēng)險(xiǎn)，廠家缺乏強(qiáng)制手段，不能有效控制還貸風(fēng)險(xiǎn)。采用了嵌入式、GPS和GSM等技術(shù)為基礎(chǔ)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是利用技術(shù)手段來控制這種風(fēng)險(xiǎn)的有效措施之一?！×硪环矫?，終端實(shí)時(shí)采集車輛數(shù)據(jù)，以無線通訊形式傳輸數(shù)據(jù)，公司售后服務(wù)人員可以通過Internet 隨時(shí)監(jiān)控每一臺(tái)挖掘機(jī)的工作狀態(tài)，為技術(shù)人員提供了車輛在使用過程中的車輛監(jiān)控、車輛運(yùn)行管理 、車輛健康管理(實(shí)時(shí)報(bào)告)、機(jī)械維護(hù)和服務(wù)管理、通知服務(wù)、機(jī)械融資管理自動(dòng)化支持等各類功能，提高了企業(yè)的信息化管理水平和監(jiān)督能力。

其控制原理是利用車載硬件終端PL-LRC，實(shí)時(shí)精確采集車輛各傳感器工作數(shù)據(jù)、GPS 定位數(shù)據(jù)等，按照設(shè)計(jì)的通訊協(xié)議，通過商業(yè)GSM通訊網(wǎng)絡(luò)，將車輛信息以短信形式發(fā)送到生產(chǎn)廠家服務(wù)器上，存儲(chǔ)在服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中[1] 。利用數(shù)據(jù)信息，可以定期形成相關(guān)的數(shù)據(jù)分析報(bào)告，管理員或用戶也可在任意一臺(tái)接入因特網(wǎng)的計(jì)算機(jī)上使用 IE 瀏覽器，獲得大量的車輛位置信息和工作數(shù)據(jù)，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)，對(duì)運(yùn)行中的車輛進(jìn)行遠(yuǎn)程控制、診斷和維護(hù)。

PL-LRC車載硬件終端設(shè)計(jì)，車載終端硬件主要由控制模塊Cortex-M3 內(nèi)核處理器、GPS模塊、存儲(chǔ)模塊、CAN收發(fā)器、JTAG模塊和電源模塊等組成。

控制模塊采用STM32 系列具有性能高、成本低廉、功耗低的特點(diǎn)，是針對(duì)嵌入式應(yīng)用 ARM Cortex-M3 內(nèi)核而設(shè)計(jì)的，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用STM32F103RBT6，其中增強(qiáng)型的是同類中性能最高的，時(shí)鐘頻率達(dá)到 72MHz，通信接口有 2個(gè)I2C接口、3個(gè)UART接口、USB2.0接口、2個(gè)SPI接口、CAN接口設(shè)計(jì)用于手持和通用嵌入式系統(tǒng)，支持基于JTAG的系統(tǒng)調(diào)試，完全能滿足車載終端的系統(tǒng)需求。