1 引言

　　近年來,隨著土地資源不斷的被開發(fā)利用,我國基礎建設的規(guī)模也進一步擴大,工程機械市場呈現(xiàn)持續(xù)增長態(tài)勢,但是國內(nèi)的工程機械行業(yè)仍處于一種相對落后的生產(chǎn)方式,所以工程機械行業(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、總線技術和網(wǎng)絡技術等高新技術融入到工程機械行業(yè)的監(jiān)控系統(tǒng)中來,是十分必要的。為此,本文設計了一種基于嵌入式系統(tǒng)和總線技術的工程機械監(jiān)控系統(tǒng)終端,詳細討論了監(jiān)控系統(tǒng)終端的構成和CAN總線的設計。

2 監(jiān)控系統(tǒng)終端的總體構成

　　監(jiān)控終端負責前端控制系統(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液晶顯示器和鍵盤進行人機交互,同時,連接視頻監(jiān)控設備,隨時監(jiān)控現(xiàn)場的情況。

　　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、人機交互模塊、存儲模塊、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,完成整個系統(tǒng)的控制功能。

　　2.儲模塊用來進行操作系統(tǒng)內(nèi)核、引導程序和應用程序、以及驅(qū)動程序的存儲,并緩存執(zhí)行過程中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù),使系統(tǒng)能穩(wěn)定的運行。

　　3.機交互模塊包括液晶顯示器和鍵盤輸入,用戶通過人機交互模塊進行直觀的監(jiān)測和控制。

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

　　5.系統(tǒng)通過CAN總線實現(xiàn)前端各個單元控制系統(tǒng)的監(jiān)測。

3 硬件設計

　　3.1 硬件總體結構

　　如圖2 所示,監(jiān)控終端分成包括:嵌入式處理器7202、存儲系統(tǒng)、復位電路和晶振電路, 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)提供工作時鐘。

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

　　3.存儲系統(tǒng)由FLASH存儲器、SDRAM存儲器組成。FLASH存儲器用于存放己調(diào)試好的用戶應用程序、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存儲器作為系統(tǒng)運行時的主要區(qū)域。

　　4.JTAG接口可對芯片內(nèi)部的所有部件進行訪問,通過該接口可對系統(tǒng)進行調(diào)試、編程等。

　　5.LCD接口用于連接人機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模塊的硬件設計

　　通過CAN模塊接口,ARM處理器可以直接訪問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)送和接收到的信號轉(zhuǎn)換成CAN總線和ARM可以識別的信號。