嵌入式电磁流量计智能监控终端的设计

　　0 引言

　　电磁流量计是随着电子技术的发展而迅速发展起来的新型流量测量仪表。由于不受温度、黏度、压力等物理参数的影响，因此电磁流量计具有管道中无任何阻力部件、节能效果显著等诸多优点，受到了国内外众多厂商的青睐，现已发展成为工业用四大流量计之一[1]。

　　目前，现有的电磁流量计一般都是以单片机为核心控制器，采用点阵式液晶显示，小容量EEPROM 存储数据，其测量精度、人机操作、信息存储等方面均存在着一定的局限性，已不能满足实际工业生产中流量测量与控制的需要。为此，本文提出一种基于 ARM-Linux 嵌入式开发平台，使用MiniGUI 开发环境进行图形用户界面( graphical user interface，GUI) 设计。该设计提供了友好的人机界面、大量数据存储与管理以及网络通信等功能，实现了电磁流量计的智能化、信息化与网络化。

　　1 电磁流量计的总体设计

　　电磁流量计的总体结构如图 1 所示。流量计主要由流量测量单元、智能监控终端和远程主机三部分组成。该仪表将嵌入式、数据库、图形开发和网络等技术集成到传统的电磁流量计中，构建了一个集流量测量、数据存储与管理和远程监控于一体的综合系统。

　　流量测量单元包括激磁电路、流量信号处理电路和存储器等模块，主要完成对流量的高精度测量，并将处理后的数据信息通过 Modbus 总线传输到智能监控终端。智能监控终端运行基于 LCD 触摸屏的现场监控软件，并对整个电磁流量计系统进行现场实时监控，实现仪表参数设定、串口设置、流量和电势标定等多种功能，且提供友好的人机界面、数据管理和网络服务。远程主机可以通过以太网登陆电磁流量计的远程监控系统，进行流量信息的实时查看、数据查询和用户管理等操作。

　　2 智能监控终端硬件设计

　　电磁流量计智能监控终端的硬件系统以基于ARM11 内核的 S3C6410 为核心处理器，包括电源模块、存储器模块( 64 MB ～ 2 GB Nand Flash 和 128 MBSDRAM) 、串行通信接口、10 /100 Mbit / s 以太网口和LCD 液晶显示屏等外围接口。智能监控终端硬件结构如图 2 所示。

　　智能监控终端硬件设计主要包括控制模块、存储模块和外围接口模块的设计。各模块介绍如下。

　　① 控制模块采用 S3C6410 作为 MCU。S3C6410是低功耗、高集成度的 32 位RISC 微处理器，它提供丰富的外围模块，集成有独立的 16 kB 指令缓存、16 kB 数据缓存、LCD 控制器、4 通道 UART、2 通道 SPI 和 1 通道 IIC 等功能[2 -3]，可以满足电磁流量计智能监控终端所需性能要求。

　　② 存储模块选用 Samsung 公司生产的 Nand Flash芯片 K9F1208U0M 作为存储器，用于保存启动代码、Linux 镜像文件、大容量程序和数据等; 选用 HYnix 公司生产的 SDRAM 芯片 HY57V561620BT-H 运行程序、维护数据和堆栈区，其单片容量为 32 MB。系统使用两片 HY57V561620BT-H 构成 32 位、64 MB 的 SDRAM存储器系统[4]。