基于0PAM3530的电力信息中心机房监控系统研制

发布时间：2017-10-18 22:11

  本文关键词：基于0PAM3530的电力信息中心机房监控系统研制

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【摘要】：电力信息中心机房是电力企业信息系统的中枢,负责收集所有的电力信息,获取所有电力设备的运行参数,发现设备故障状态并及时报警。电力信息机房监控是对机房运行环境进行监控的系统,是保证计算机机房稳定运行的关键。机房监控主要对机房的动力设备、环境状况、安防设备和IT设备的运行参数进行监控。智能电网的提出,对电力信息中心机房设备的更新和发展提出了更高的要求。本文采用TI公司的OMAP 3530处理器,设计了新一代监控主机。该监控主机比传统的基于ARM9处理器的监控主机有更高的处理性能、更快的运算速度,也增加了更多的功能。本系统的硬件设计包括监控主机的电路设计和PCB设计两部分。电路设计采用最高工作主频为1GHz、内核为Cortex-A8的OMAP3530处理器为核心,设计了DDR、FLASH、电源管理模块、LCD触摸屏模块、电平转换模块、语音报警模块和GPRS模块等电路,设计提供了JTAG、RS-232、RS-485、USB、以太网和SD卡等接口,方便系统功能扩展。DDR和FLASH电路由一块HYH0SQJ0MF3P-5L60E-C芯片实现,减小PCB面积。接口部分设计了双向隔离电路,降低干扰。PCB设计中对叠层设计、整体布局和DDR部分的走线进行了详细介绍,结合信号完整性理论设计了本系统的PCB。系统软件设计部分主要包括基于OMAP3530处理器的嵌入式系统构建。首先对Linux操作系统的选择进行对比分析,其次描述了Linux操作系统的软件编译环境的建立。对U-boot引导程序的加载过程进行重点分析,并描述了在OMAP3530控制器平台的移植方法,分析了所选定的Linux 2.6.22版本内核的移植和裁剪以及根文件系统的制作方法。监控系统的调试部分首先分析了系统的软硬件调试方法和步骤,详细介绍了PCB部分的焊接与检查工作、电源模块的调试、核心电路的调试以及各接口的调试和GPRS电路的调试；其次概要介绍了软件系统的调试,Linux系统应用程序的调试和以太网数据业务的调试工作；最后对系统进行了整合调试工作。本系统的软件和硬件设计满足功能需求,各功能接口工作良好,电路工作稳定,程序设计和优化有待进一步提高。
【关键词】：监控主机 OMAP3530 嵌入式系统 PCB设计 Linux 2.6.22
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM73;TP308;TP277
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-15
• 1.1 选题的背景及意义10-11
• 1.2 国内外发展概况与趋势11-13
• 1.2.1 国外机房监控系统的发展概况11
• 1.2.2 我国机房监控系统的发展11
• 1.2.3 机房监控系统的未来发展方向11-13
• 1.3 本文的主要研究内容13
• 1.4 本文的主要结构安排13-15
• 2 机房智能监控系统总体架构设计15-22
• 2.1 机房监控系统的国家标准15-16
• 2.2 智能监控系统的主要架构16-17
• 2.3 智能监控系统各部分主要实现的功能17-19
• 2.3.1 第一层：物理参数监测17-18
• 2.3.2 第二层：嵌入式监控主机18-19
• 2.3.3 第三层：系统级监控层19
• 2.4 智能监控系统所使用的主要技术19-21
• 2.4.1 第一层：基于传感器技术和嵌入式技术19
• 2.4.2 第二层：基于嵌入式技术19-20
• 2.4.3 第三层：基于计算机技术和网络技术20
• 2.4.4 监控系统中使用的信息传输技术20-21
• 2.5 本章小结21-22
• 3 监控主机的硬件设计22-44
• 3.1 硬件方案分析与设计22-23
• 3.2 OMAP3530处理器介绍23-24
• 3.3 各个功能模块的电路原理图设计24-39
• 3.3.1 电源管理模块24-26
• 3.3.2 ARM处理器的内部存储电路26-27
• 3.3.3 LCD触摸屏电路27-28
• 3.3.4 以太网通信模块28-30
• 3.3.5 电平转换模块30-31
• 3.3.6 硬件边界扫描接口31-32
• 3.3.7 串口通信模块32-33
• 3.3.8 故障报警模块33-35
• 3.3.9 数据备份存储模块35-36
• 3.3.10 USB接口模块36-37
• 3.3.11 环境数据获取接口模块37-39
• 3.4 系统的PCB设计及信号完整性分析39-43
• 3.4.1 PCB设计基本流程39-40
• 3.4.2 整体布局设计40-41
• 3.4.3 PCB板的叠层设计41-42
• 3.4.4 DDR部分的分组等长布线设计42-43
• 3.5 本章小节43-44
• 4 系统的软件平台构建44-53
• 4.1 Linux操作系统的对比选择44-45
• 4.1.1 Linux操作系统概述44
• 4.1.2 Windows CE操作系统概述44-45
• 4.1.3 Android操作系统概述45
• 4.2 嵌入式交叉编译和调试环境的搭建45-47
• 4.2.1 交叉编译环境45-46
• 4.2.2 交叉调试环境46-47
• 4.3 嵌入式Linux软件平台启动47-52
• 4.3.1 U-Boot的移植48-50
• 4.3.2 Linux内核的裁剪和移植50-52
• 4.3.3 根文件系统的制作52
• 4.4 本章小结52-53
• 5 监控系统平台的调试53-58
• 5.1 硬件系统调试53-55
• 5.1.1 PCB的检查与焊接53-54
• 5.1.2 电源模块的调试54
• 5.1.3 核心电路的调试54
• 5.1.4 接口电路的调试54-55
• 5.1.5 GPRS电路的调试55
• 5.2 软件系统调试55-56
• 5.2.1 基于Linux系统的应用程序调试55-56
• 5.2.2 以太网数据传输业务调试56
• 5.3 系统功能整合调试56-57
• 5.4 本章小节57-58
• 结论58-59
• 参考文献59-62
• 附录A 附录内容名称62-63
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况63-64
• 致谢64-65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 陈红梅;陈静;李雪冬;;嵌入式Linux下基于CGI的动态Web的实现[J];计算机时代;2010年04期

2 刘磊;张凤荔;秦志光;;基于U-boot构建嵌入式Linux的Bootloader[J];计算机应用研究;2007年12期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 徐巍;基于ARM9和嵌入式Linux的监控系统的设计及应用[D];武汉科技大学;2008年

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本文编号：1057418