嵌入式系统在闸门控制中的应用

　　引言

　　目前，国内大多数闸门控制系统采用的是强电接触器的硬接线方式 ，而且多为20世纪七八十年代的产品，已严重老化，达不到运行可靠性要求，存在着严重的安全隐患。同时，闸室多依河道而建，闸门间距少则近百米，多则上千米，因无法实现集中控制而使得闸门反应速度慢，无法应对诸如突发性大水等特殊情况。目前，闸室调水主要由工作人员靠经验目测，造成了水资源的大量浪费 ，如何提高闸门控制的智能化、实现闸门的集中控制，是急需解决的问题。

　　现代计算机技术的发展为解决上述问题提供了技术支持，尤其是Linux嵌入式系统的发展与应用。Linux系统具有体积小、可裁减、运行速度高、网络性能良好等优点，而且具有源码公开、可以免费使用等特点，这些都使得Linux系统得以快速发展和广泛应用，并使嵌入式Linux系统在闸门控制中的应用成为可能。随着Linux2.6内核的发布，在嵌入式系统市场 ，Linux向主流的实时操作系统供应商提出了挑战，例如VxWorks和WinCE，它们具有许多新的特性，将成为更优秀的嵌入式操作系统。

　　嵌入式Linux系统具有高性能、高可靠性 ，并具有多媒体电脑特点，特别适用于工业现场控制和远程图像监控。针对上述闸门控制中急需解决的问题以及嵌入式Linux系统的特点，本文对嵌入式Linux系统的闸门智能控制系统进行设计和探讨。系统采用了先进的计算机传感器技术，对多路闸位、水位进行实时跟踪显示，并提供相应的闸门闭环控制模型，使水资源利用率达到最优。

　　1、嵌入式Linux系统的构建

　　1.1 嵌入式闸门控制系统的主要性能要求

　　1)具有高可靠性、高响应性 ，能在一定程度上达到或接近实时操作系统的性能。

　　2)系统整机能适应较恶劣的工作环境，而且功耗低。

　　3)有一定的多媒体(图像、声音)处理能力。

　　4)有性能良好的图形用户接口(GUI)解决方案 ，以及方便、实用的人机接口。

　　5)系统有一定的伸缩能力，能支持通用的硬件设计。

　　针对上述性能要求，本设计将首先构建一个基本操作系统，并在此基础上构建闸门控制系统。

　　1.2 操作系统平台的选择

　　在众多主流嵌入式操作系统中选择Linux2.6作为操作系统的内核 ，主要基于以下考虑：

　　1)Linux是一个公开源代码的操作系统，可以形成具有自主知识产权的操作系统。

　　2)Linux采用微内核结构，内核部分(含进程调度、内存管理、文件管理、设备驱动等)一般不大于1MB，即使加上小型的GUI系统也不会大于16MB，比较适合嵌入式系统的要求。