基于ARM和WINCE的嵌入式热流计的设计

　　热流计是用于环境保护节能领域保温保冷测试的一种新型仪器，主要用于环境保护，测量建筑物围护结构，保温保冷热力管道以及工业炉窑等设备热损失的热流量测量，以便制定有效节能措施[1]。

　　传统的热损失检测设备一般采用 8 位单片机做处理单元，其运算处理能力和资源管理能力都很有限，对影响热损失的其它因素，如测试现场的风速、环境温度以及探头的热损等诸多因素不能进行现场修正，因此误差大、效率低。为此，设计一种能够充分考虑影响热损失的各种环境因素，并进行实时误差校正处理的热流计是十分有必要的。本文给出了基于 ARM 处理器的嵌入式热流计的设计方案，极大地减轻了检测人员的工作强度，实现了热损失的实时处理、大大提高了测量精确。

　　1 硬件系统设计

　　1.1 仪器设计的总体框架

　　本仪器的硬件有九大部分构成：(1)传感器部分：主要完成对热流密度、风速、温度信号的转换，将其变换成可以用来检测的电信号;(2)核心处理器：完成运算处理功能，要求功耗低、运行速度快;(3)信号调整电路：完成对传感器输出信号进行前置滤波、放大、调整为标准的电信号;(4)液晶显示及其接口电路：将要显示的内容送到 LCD，在 LCD 上实时显示现场采集到的信号曲线、数据及仪器的工作状态;(5)打印及接口电

　　路：打印现场采集到的数据及相关报表信息;(6)串行通讯接口电路：将测量过程中的一些重要数据上传到上位 PC 机，生成上位机的数据库，便于日后分析、研究及管理;(7)存储器及接口电路：将用户感兴趣的曲线及数据存储到大容量的FLASH存储器中;(8)触摸屏及其接口电路：完成“人/机”交互操作;(9)其它辅助电路：完成对各部分电路之间的连接、协调与控制，如蓄电池的充电以及 LCD 的“对比度”和“亮度”调节功能，通过调节这些按键以使 LCD 在不同场合都可以清晰显示，仪器硬件设计的原理图如图 1 所示。

　　1.2 仪器主要器件的结构

　　(1)本仪器为便携式设备，为满足仪器功耗低、体积小，携带方便等特点，本系统的处理单元选用 S3C2410(ARM)芯片做控制核心。此 MCU主频可达 203MHz，具有丰富的片内资源：1 个LCD 和触摸屏接口;2 个 USB HOST，S3C2410 内置的，符合 USB 1.1，注意这两个 USB HOST 接口是复用的，一个USBDevice，S3C2410内置的，符合 USB 1.1;2 路 UART 串行口，波特率可高达115200bps，并具有 RS232 电平转换电路，开关电源，分布式电源供电，3V 锂电池，提供 CPU 内置RTC 操持电源等[2]。

　　(2)微型打印机：新荣达电子 RD-D 系列针式微型打印机专为仪器仪表面板安装而设计，采用独特的面板式嵌入结构，便可将整个打印机固定在仪表面板上。换纸方式为前换纸方式。操作简单方便，配置字符集一、二，可编辑下载不同字体、不同点阵的汉字、字符，可编辑下载希望打印的图形，可编辑下载整个需要打印内容。