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论文研究-基于嵌入式的CNG加气机计量系统的研究与实现 .pdf

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基于嵌入式的CNG加气机计量系统的研究与实现，桂照斌，余瑾，本文深入研究了脉冲流量计和科里奥利流量计的原理与结构，完成了对脉冲流量计的接口电路设计并运用Linux的中断处理机制实现了脉冲�
山国武技记文在脉冲流量计驱动程序设计与实现脉冲流量计驱动程序设计脉冲流量计的驱动程序设计采用下的驱动开发的“异步实现”的思想。运用系统中断处理机制, 中断处理分为上、下两个部分,上半部( )脊记中断,下半部( 真止的完成中断处理任务,使得在尽可能短的时间内,处理尽可能多的任务。就脉冲流量计的中断处理机制而言,首先通过中断申请函数来申请中断, 在驱动程序中要将脉冲流量计的两个口的配置奇存器中设置为中断模式。因此申请中断函数的具体实现为: 其中参数一是要中请的终端号,参数二是对应的中断处理函数, 是中断标志位,可使内核在执行那个中断处理函数时禁止所有中断。参数四是会被和文件使用的设备名。第五个参数是将传递给中断处理函数的函数的作用就是完成中断的注册,当第一个参数中断号所对应的设备发生中断时,会调用中断处理函数其定义如下每个中断返回一个可读数组用来存放来自两路脉冲信号的中断次数,即代码中的和两种情况。是可读标志位,初始化为是一个等待队列头,当上层应用程序读取中断计数的时候,如果当前不可读,即为时,进程休眠,直到代码中山国武技记文在数组任意成员达到的整数倍时,通函数唤醒进程, 将统计的中断数量,通过驱动层的函数中的函数返回应用层。脉冲流量计调试实现在加气机系统流量计调试模块设计中,其实就是利用下驱动程序调试技术完成对驱动程序的测试以及对硬件环境的检测以实现系统的应用一驱动模型。由于加气机管理控制系统的应用程序是基于去实现的,在应用一驱动模型的程序设计过程中主程序绎函数调用创建并启动服务器,然后利用套接字与输入设备进行连接。外部设备主要通过套接字与应用程序连接的方式将从外部设备接收到的消息以事件的方式进行处理在流量计调试模块设计中主要用到和的系统调用方法,用户空间中的系统调用函数在驱动中对应着设备方法,方法在需要时返回设备资源的可获取状态。在设各方法中使用函数将设各等待队列添加到结构关联的等待队列列表中,以便设备有可访问资源时,驱动中能够通过函数唤醒因暂吋无可访问资源而在中挂起的进程。接着返回描述设备资源的可获取状态的掩码,以供等系统调用的后端( 函数)通过轮询的方式获得。系统调用的一般方法是 ()将要监控的文件添加到文件描述符集; ()调用开始监控; ()判断文件是否发生变化其基木的函数原型为: 函数的接口主要是建立在“”类型的基础上,它是一组文件描述符() 的集合。系统调用对应的驱动方法的函数原型为在此模块的设计中狳∫要使用系统调用函数对计量改各进行多路监控外,还需要从设备中获取薮据。因此使用方法实现从设备中读取系统需要的数据,其函数原型如但是方法的参数是用户空闩指针,由于用户空间指针在内核空闩时可能根木是无效的,并没有地址的映射,用户空间指针不能被內核代码直接引用,因此需要使用内核提供的诸如等专用函数访问用户空间指针。其引用机制如图所示: ssizs_t dov_road( Struct filo filo, char *buf, G zo_t Count,loff_f"ppoa Struct filc f count Burffer Buffer fpos oopy_to user o /ival iun 图调用机制山国武技记文在使用和方法对流量计模块调试并把从流量计中读取的数据显示在界面上的的实现如下所示: )对流量计进行操作 )从流量计中读取数据并显示在调试界面上: 当前流量: 科里奥利流量计通信设计与实现 3.1科里奥利流量计结构研究在加气机计量系统设计CMF010型传感器和变送器组成科里奥利流量计量设各,也对应着计量系统的一次仪表和二次仪表。在低流量计量体系中由分流器、测量管、驱动器并配置检测线圈和检测磁钢组成的有着卓越的性能。搭载数字技术和融入多变量数字技术 )的在处理性能上更快速,计量准确度更精准。可以提供精确流量质量、密度、温度和体积的测量,变送器可以同时发送四组输出信号。可以通过频率脉冲输岀和控制输岀这两个独立配备的模拟输出来表示流速、密度等信恳。频率脉冲输岀可以指示流量或总量,控制输岀可以指示流伓流动方向、故障或流量清零处坦。能够经过设置通信参数,读取过程变量,复位流量累积,查看诊断消息,并通过其配备的显示相关信息。 3.2基于 Modbus协议的流量计通信设计随着嵌入式接口通信技术的发展,质量流量测量系统(系统)系统中用于信号处理的变送器己经实现模块化,在单点的小规模通信连接上,在系统中配置通信协议,更效与简便的实现主从设备之间的数据交互。型传感器和型变送器是硬件系统(图)的的核心部件。利用九芯线缆连接二者,变送器通过线缆接受米自传感器的流体信号和系统状态信息可以提供精确流量质量、密度、温庋和体积的测量并以一定的形式传送给处理器, 处理对接收到的信息进行数据处理,同时根据反馈的信息实施对流量计的监控。稳压电源数 RS-232 显示 485 模块其他模块 CMFO1O P型传感器转换图系统硬件构成电用流量计使协议利用技术,采用查询回应的通信方式进行数据交互。即:处理器发送数据查询消息,从流量计接受消息后发送数据到处理器端以回应查询, 处理器还可以实现双向读写。处理器与流量计计量系统通信流程如图所示山国武技记文在开始初始化串行口匚形成读/写数据命令发送读/写数据命令流量计量数据是否完整? ≤数据校验是否正确? 数据处理结束图读写数据流程图在流量计通信技术设计上,尤其要避免误码,模式下使用循环循环冗余校验保证通信的质量,通过设计校验码计算子程序来进行错误检测处理,即通过调用来实现。在薮据处理过程中,当控制器接收刭流量计发送的数搪后,根据其功能码解析出控制器所需要的数据并根据需要显小在屏或者触摸屏上,或者再直接发送数据修改从设备数据,实现刈向的读写。结论本文依据具体的项日实际项日要求,深入分析了加气机计量系统中脉冲流量计的设计原理与驱动实现,并根据科里奥利流量计的结构特点,提出了基于协议的质量流量计的通信设计与实现。最大程度的确保了加气札计量系统的准确性和精准度,为实际的应用廾发提供了实践基础。参考文献何太碧黄海波谭金公等加气机技术水平评价指标体系天然气工业王文海陈伟杰脉冲式输出流量计的信号测量治金自动化梁宝国科里奥利力质量淯量计在石化企业的应用中国科技信息丁晓琦基于嵌入式系统的仪器驱动模块设计电子科技大学兰晓红嵌入式中断设备驱动程序设计计算机应用研究李祥刚科里奥利质量流量计一次仪表建模与流量管幅值控制方法硏宄合肥I业大学

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脉冲流量计

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