文档介绍：基于嵌入式工控模块和μC/OS-II实现车载状态监控系统的设计
 
   
 
 
 
 
 
 
 
     
 
 
 
 
 
 
 
介绍了一种大型捣固车工作状态监控系统的设计方案，重点介绍车载主监控模块的硬件设计及相关的软件实现。该系统应用新型的M22A系列嵌入式工控模块MiniARM9080构建硬件平台，内嵌实时多任务操作系统μC/OS-II，实现对捣固车多个运行参数的实时监控。
捣固车是集机、电、液于一体的复杂系统，其运行参数多，工作环境恶劣，故障率高且难于排查，因此车载状态监控系统成为捣固车必不可少的监控设备。但是目前国内铁路大型养路机械捣固车的电气控制系统基本用的都是模拟电路，结构复杂，故障率高，系统难以在线升级，且不便于维修，因此进行数字化改造是其迫切的要求。本文在传统检测系统的基础上应用新型的M22A系列ARM嵌入式工控模块MiniARM9080对整车进行现场实时监控，通过无线网络把实时工况数据和GPS数据上传至上位机，实时显示机车的工作状况，对异常进行报警处理，并完成历史回放功能。操纵人员可根据现场情况，随时了解捣固车各部分运行状态，及时发现捣固车的隐患，从而避免故障发生。
1 系统概述
本系统主要分为4个功能子模块。（1）显示终端人机交互模块：负责捣固车现场监控，为现场作业人员提供图形化的工作参数数据参考； （2）车载MiniARM主控模块：负责现场实时数据的采集、处理和传输，并为显示终端与服务器的通信提供桥梁；（3）服务器：在物理上集通信服务器、数据库服务器及WEB服务器为一体，具备远程网络、WEB服务、关系数据库和实时数据库等功能；（4）客户端：通过BS和CS两种方式为广州铁路集团数据监控中心提供捣固车工作状态远程监控的功能。系统完整的拓扑结构图如图1所示。
系统的车载部分包括MiniARM主控箱、平板监控电脑、各个分散的CAN监测点以及无线发送部分，整个系统的工作电压为24 V。车载MiniARM系统主控模块采用新型的M22A系列ARM嵌入式工控模块MiniARM9080作为系统的控制核心，包含CAN数据采集结点、 GPS天线、通信和控制底板、交换机、以太网-CAN转换器、蓄电池等功能部件，实现CAN数据采集、GPS数据接收、实时作业数据的处理、存储和查询及数据通信等功能。车载MiniARM系统主控模块的结构如图2所示。其中虚线部分电路构成系统通信与控制底板，安装在MiniARM主控箱内，监控设备 CAN模块安装在捣固车各个电气电路箱内，电源控制模块负责整个车载监控系统的电源管理。
2 MiniARM9080核心板简介
MiniARM9080嵌入式工业控制模块［1］主要由LPC2290
（ARM7TDMI-S）工业级微控制器、程序存储器、数据存储器、工业级以太网控制器CS8900A、可校准实时时钟以及带256 B E2PROM的复位监控电路组成。其硬件结构图如图3所示。总线通过缓冲保护电路与底板连接以保证微控制器总线运行不受外界干扰，使模块在EMC性能及稳定性方面均有良好的表现。
MiniARM工业控制模块将ARM最小系统、以太网控制器、CAN/USB控制器、电子硬盘（Disk on Board）等设备高度集成于小巧的模块之上，支持10