本實用新型專利技術公開了一種基于DSP和ARM9的雙核智能溫度監測裝置，包括有溫度傳感設備、DSP和ARM9嵌入式系統，溫度傳感設備包括有多根傳感光纖，DSP控制連接有一個激光源，利用DSP高速處理芯片完成溫度場數據的實時采集和處理，利用16位并行接口HPI16建立起DSP和ARM9嵌入式系統之間的并行傳輸通道，利用嵌入式Ethernet技術將監測終端ARM9接入以太網，采用套接字技術與遠程監控主機實現遠程通信，完成溫度場數據的遠程傳輸，在監控主機端實現井壁溫度場的遠程監測。本實用新型專利技術使系統連線直觀簡便，系統的安裝、調試與維護變得極為簡便，通過編程控制可以實現溫度監控、溫度場數據查詢和歷史曲線的繪制。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）
【技術實現步驟摘要】
本技術涉及一種基于DSP和ARM9的雙核智能溫度監測裝置，更具體地說是一種煤礦凍結法鑿井井壁溫度場遠程監控裝置。
技術介紹
在煤礦凍結鑿井變頻、節能控制中，鹽水流量控制一直是鑿井控制的重中之重，如何有效地自動調節鹽水流量，實現變頻節能控制是凍結法鑿井的主要技術難題。而有效的鹽水調控，必須以實時的井壁溫度場數據作為流量大小調節的判據。在現有的凍結法鑿井施工過程中，存在著兩方面的缺陷，一方面溫度測量裝置多采用單總線方式，其測溫距離短，傳遞速度慢，測量分布范圍窄，另一方面，對于溫度采集處理設備多采用傳統單片機控 制，其處理速度慢、精度低、網絡通信能力差，歷史查詢能力差等缺陷使其無法為凍結鑿井智能控制提供實時準確的溫度場數據。為此，必須對現有溫度采集和溫度場數據存儲、監控、歷史查詢技術進行改進。對于光纖測溫技術，由于其具有測溫速度快、穩定性、可靠性高等優點，所以在許多領域已經廣泛使用，如水庫的水溫測量、煤礦的瓦斯監測均已運用了分布式光纖傳感技術。在煤礦凍結鑿井施工過程中，由于鑿井施工的環境惡劣，光纖布設難度大，溫度參量配套監測設備不齊備使得凍結鑿井溫度場遠程智能監測受到很大的局限，從而也嚴重影響了煤礦凍結法鑿井節能控制系統的實施。部分溫度場監測系統主要采用高速的DSP芯片實現對采集來的溫度參量進行實時處理，但由于DSP的主要核心是信號處理速度快，但相對來講其遠程通信能力較弱，無法適應溫度場遠程監控的需要；現有部分監控系統多采用ARM嵌入式系統作為下位機監控終端，因為ARM與各種現場總線網絡和以太網絡有著良好的通信接口，可編程通信能力強，但其與專業的數字信號處理芯片DSP相比，在數據處理能力上相對較慢，因而又無法滿足實施要求高、數據量大的基于分布式光纖傳感的井壁測溫需求，為此將二者有效結合是實現溫度場數據的高速轉換、處理和快速遠程通信的必然趨勢。隨著基于高速的DSP數字信號處理技術和具有強大通信和觸屏顯示功能的ARM嵌入式系統技術的不斷推進，它易學、易用、結構簡單、功能齊全、簡化了系統設計，減小了系統規模，縮短設計周期，降低了生產設計成本，而且它還具有運算速度快、功耗低、網絡通信方便的優點，這也為溫度場數據的智能監控系統的硬件設計提供了技術支持，為凍結鑿井節能控制提供了有力的溫度參考。
技術實現思路
本技術是為避免上述現有技術所存在的不足之處，提供一種基于DSP和ARM9的雙核智能溫度場監測裝置，利用基于TMS320C6474 MCU的高速DSP芯片，利用高速的數據采集模塊實現了凍結井壁溫度場數據的實時采集；利用快速的16位并行接口 HPI16實現DSP與ARM9嵌入式系統相連，將TMS320C6474實時處理后的溫度場數據通過HPI16傳遞給監控平臺基于ARM9的嵌入式系統，完成DSP與ARM9的高速數據交換；另一方面，利用ARM9攜帶的以太網接入設備RTL8019，采用套接字技術實現與遠程監控主機的嵌入式以太網連接，將溫度場數據源源不斷地上傳到遠程監控主機，利用其實現溫度場數據的存儲、顯示和歷史查詢，以及曲線繪制。本技術解決技術問題采用如下技術方案基于DSP和ARM9的雙核智能溫度監測裝置，其特征在于包括有溫度傳感設備、DSP和ARM9嵌入式系統，所述的溫度傳感設備包括有多根傳感光纖，所述的DSP控制連接有一個激光源，DSP控制激光源分時向傳感光纖注入激光脈沖，傳感光纖回路反射回的后向瑞利散射光和后向反斯托克斯拉曼散射光被雙向光耦合器接收并耦合進光纖的接收通道，雙向光耦合器的三路輸出通道外設有分光器，濾出后得到后向瑞利散射光和后向反斯托克斯散射光，分光器的后續光路上設有一個光電接收器，光電接收器分別將后向瑞利散射光和后向反斯托克斯散射光轉換為電信號，兩路電信號分別經過濾波電路、放大電路濾波、放大 后接入DSP的A/D轉換通道，DSP內置的A/D轉換模塊將模擬信號轉化為數字信號，DSP將兩路數字信號融合處理后得到溫度信息，DSP按照固定的采樣間隔利用HPI16接口將溫度參量打包上傳給ARM9嵌入式系統，ARM9嵌入式系統利用基于TCP/IP的SOCKET通信接口將溫度參量上傳至遠程監控主機。所述的傳感光纖的纖芯為9/125um的單模石英光纖，采用每孔雙芯而且每芯首尾相連方式布設到礦井井壁測溫孔內。所述的HPI16接口是將DSP作為HPI16從方，ARM9嵌入式系統作為HPI主方，主方可以通過HPI訪問DSP，分時獲取DSP處理后的溫度參數。所述的DSP采用TMS320C6474 MCU的高速數字信號處理芯片。所述的ARM9嵌入式系統采用基于ARM9T20內核的S3C2440作為主控芯片。所述的ARM9嵌入式系統自身攜帶有以太網接入設備RTL8019，利用RTL8019實現與遠程監控主機的服務器的通信連接。本技術的有益效果為I、本技術以DSP數字信號處理系統構建井壁溫度實時采集處理裝置，利用DSP的高效的運算處理能力降低了溫度采集實時處理算法的耗時問題，提高了實時溫度控制系統的運算速度和精度，利用HPI16實現了雙核系統的高速交互，完成了溫度數據的采集處理到溫度數據的監控轉換，利用ARM9嵌入式系統多進程、遠程通信能力強等性能提高了溫度場數據遠程監控的可操作性，性能明顯優于常規單核處理系統；提高了溫度場的遠程智能監控水平，可隨時查詢實時溫度，實時調整鹽水供給。2、本技術系統采用模塊化、單元化設計，使系統連線直觀簡便，系統的安裝、調試與維護變得極為簡便，通過編程控制可以實現溫度監控、溫度場數據查詢和歷史曲線的繪制。附圖說明圖I為本技術的原理框圖。圖2為本技術的DSP與ARM9的雙核HPI通信原理框圖。圖3為本技術ARM9本地監視和以太遠程監控原理框圖。具體實施方式如圖I所示，基于DSP和ARM9的雙核智能溫度監測裝置，其特征在于包括有溫度傳感設備、DSPl和ARM9嵌入式系統2，溫度傳感設備包括有多根傳感光纖3，DSPl控制連接有一個激光源4，DSPl控制激光源4分時向傳感光纖3注入激光脈沖，傳感光纖3回路反射回的后向瑞利散射光6和后向反斯托克斯拉曼散射光7被雙向光耦合器12接收并耦合進光纖的接收通道，雙向光耦合器12的三路輸出通道外設有分光器5，濾出后得到后向瑞利散射光6和后向反斯托克斯散射光7,分光器5的后續光路上設有一個光電接收器8,光電接收器8分別將后向瑞利散射光6和后向反斯托克斯散射光7轉換為電信號,兩路電信號分別經過濾波電路9、放大電路10濾波、放大后接入DSPl的A/D轉換通道，DSPl內置的A/D轉換模塊將模擬信號轉化為數字信號，DSPl將兩路數字信號融合處理后得到溫度信息，DSPl按照固定的采樣間隔利用HPI16接口將溫度參量打包上傳給ARM9嵌入式系統2，ARM9嵌入式系統2利用基于TCP/IP的SOCKET通信接口將溫度參量上傳至遠程監控主機11，完 成溫度參量的遠程監控。傳感光纖3 的纖芯為 9/125um,,數值孔徑(Numerical Aperture (N. A·))在 O. 27到O. 28之間，在1550nm附近的傳輸損耗為O. 3^0. 5dB/km，采用每孔雙芯而且每芯首尾相連方式布設到礦井井壁測溫孔內。HPI16接口是將D本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種基于DSP和ARM9的雙核智能溫度監測裝置，其特征在于：包括有溫度傳感設備、DSP和ARM9嵌入式系統，所述的溫度傳感設備包括有多根傳感光纖，所述的DSP控制連接有一個激光源，DSP控制激光源分時向傳感光纖注入激光脈沖，傳感光纖回路反射回的后向瑞利散射光和后向反斯托克斯拉曼散射光被雙向光耦合器接收并耦合進光纖的接收通道，雙向光耦合器的三路輸出通道外設有分光器，濾出后得到后向瑞利散射光和后向反斯托克斯散射光，分光器的后續光路上設有一個光電接收器，光電接收器分別將后向瑞利散射光和后向反斯托克斯散射光轉換為電信號，兩路電信號分別經過濾波電路、放大電路濾波、放大后接入DSP的A/D轉換通道，DSP內置的A/D轉換模塊將模擬信號轉化為數字信號，DSP將兩路數字信號融合處理后得到溫度信息，DSP按照固定的采樣間隔利用HPI16接口將溫度參量打包上傳給ARM9嵌入式系統，ARM9嵌入式系統利用基于TCP/IP的SOCKET通信接口將溫度參量上傳至遠程監控主機。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：洪炎，蘇靜明，
申請(專利權)人：安徽理工大學，
類型：實用新型
國別省市：
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