ARM与Linux嵌入式系统在煤矿井下的应用

　　1 系统硬件结构设计

　　(1)系统结构组成

　　本系统由嵌入式控制器、远程监控站、前端数据采集器及相应的分线器组成。前端传感器有温度、压力及气体浓度采集器。系统结构如图1所示。

　　(2)系统硬件设计

　　系统硬件设计的核心是嵌入式控制器，其硬件组成结构如图2所示。

　　1)ARM—S3C2410芯片。ARM处理器是ARM(Advanced RISC Machines)公司通过授权方式，由不同芯片厂商生产的基于ARM核的位处理器芯片，S3C2440是三星公司推出的一款功能强大，功耗极低的ARM9嵌入式CPU。其主要特征有：

　　a.200 MHz的ARM920T内核，支持JTAG仿真调试。

　　b.外部存储器控制(SDRAM控制和片选逻辑)，分8个Bank，每个Bank可访问128 M空间。

　　C.片内4 KB SRAM，可用作NAND Flash系统引导。

　　d.LCD控制器(最大支持4 K色STN和256 K色T )，1通道LCD专用DMA等。这种高度集成化不仅方便系统的硬件设计，而且提高了系统的稳定性和可靠性?

　　2)系统环境Linux的主要特点

　　a.采用模块化设计，源代码完全开放，任何人都可以根据需要任意修改并在GUN协议下发行。

　　b.具有强大的网络功能，能提供各种网络服务。

　　c.具有丰富的软件资源，几乎所有的Unix下的应用软件都可移植到Linux平台上。

　　d.支持多种体系结构，如ARM、SPARC、X86等。

　　(3)系统工作原理

　　温度采集器主要部分是温度传感器PH100TMPA，具有分辨率精确和准确度高;压力采集器采用陕西红翔科技开发有限公司的GD一307，能自动将工作面的顶板压力转变为标准电信号传送给相关设备;气体浓度采集器采用意大利的OGGI防爆气体传感器，它具有灵敏度高，能够测量O /NH，/CO/H：S等多种气体。分线器的硬件部分为单片机AT89S52和串行电平接口芯片MAX483，主要用作数据传输和控制信号寻址，远程控制站是一台PC机及其所需配套器件。

　　嵌入式控制器通过基于TCP/IP协议的以太网和远程控制站连接，使用RS485现场总线与分线器连接。前端采集器分布在矿井中的各个监控点，负责实时地采集压、温度和井下气体浓度数据，然后将采集到的数据经分线器通过RS485现场总线上传导嵌入式控制器。分散器接收嵌入式控制器的控制信号，切换相应的检测点，并将前端传感器采集到的数据上传到嵌入式控制器。嵌入式控制器负责接收各个前端传感器上传的数据，并对这些数据进行实时处理，再将这些处理后的结果经以太网发送到远程监测站供技术人员做进一步的分析。

　　2 软件设计

　　(1)系统运行环境