嵌入式系统/ARM技术中的基于ARM的多路温度监控系统的设计

摘要： 针对工业过程控制中温度控制的参数时变和多测控点等特点， 且要有较好的温度准确度和稳定度的问题， 提出了一种基于Linux 操作系统在ARM 嵌入式系统上的通用多路工业温度控制系统。系统以ARM9 为控制器，运用分时选通进行采温，可控硅调节方式控温， 并采用改进型极限环法进行PID 算法参数整定。该系统原理简单、体积小、易于扩展，在K 型热电偶测温条件下可应用于各种测温场合，如：热处理、电阻炉等。将其在某高压管道焊接热处理过程中进行实验，结果表明，该温度控制稳态误差小于1℃，系统动态性能良好。 　　引言 　　温度是工业生产过程中的重要测控参数， 温度监控系统被广泛应用于冶金、钢铁、石 嵌入式系统/ARM技术中的基于ARM的多路温度监控系统设计是一种先进的工业测控解决方案，它结合了现代微处理器技术、嵌入式系统和实时操作系统的优势，为温度监控提供了高效、精确和灵活的手段。该系统的核心是ARM9处理器，这是一种高性能、低功耗的32位微处理器，广泛应用于嵌入式领域。ARM920T内核在180MHz的工作频率下可以提供高达200MIPS的运算能力，足以满足复杂的控制算法需求。 系统采用了Linux操作系统，这不仅提供了丰富的软件支持，还允许开发人员利用开源社区的资源进行定制化开发。Linux的稳定性和实时性使得它成为工业应用的理想选择。此外，系统通过分时选通技术来实现多路温度的同步监测，这样可以有效地管理多个测温点，同时保持系统的紧凑性和低成本。 温度采集部分采用了K型热电偶作为传感器，这种传感器具有良好的温度响应特性，并且在广泛的温度范围内具有较高的精度。通过改进型极限环法进行PID算法参数整定，能够确保温度控制的准确性和稳定性。PID控制是一种广泛应用的反馈控制策略，通过比例、积分和微分三个参数的调整，可以实现对温度变化的快速响应和精确控制。 系统中还集成了多种通信接口，如RS232串口、以太网接口（符合IEEE802.3标准）以及USB接口，这些接口使得系统能够联网、与PC机交互以及记录和存储历史数据。USB接口的引入，使得数据存储和外部设备的连接更加便捷，比如可以连接U盘存储历史温度数据，或者通过USB鼠标等设备进行人机交互。 液晶显示器（LCD）是用户界面的关键部分，通过Qt/Embedded库开发的GUI图形用户界面，可以在LCD上直观地展示温度信息，包括设定温度和实际温度，以及柱状图显示，提升了操作的友好性和直观性。键盘则提供了参数设置和系统控制的功能，通过简单的按键操作就能实现系统的各项控制。 实验结果显示，该系统在温度控制上的稳态误差小于1℃，证明了其优良的动态性能和精度。这样的系统特别适用于那些需要精确温度控制的工业过程，例如热处理、电阻炉等。整体而言，基于ARM的多路温度监控系统以其高效、可靠和可扩展性，为工业温度控制领域带来了显著的技术进步。