基于TCP-IP網(wǎng)絡(luò)連接的嵌入式控制平臺(tái)的研究.pdf

1、風(fēng)能作為一種清潔、高效的可再生能源自20世紀(jì)70年代，得到各國(guó)政府大力的推廣。李樹廣老師領(lǐng)導(dǎo)的課題小組就是研究基于立式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，面向大型風(fēng)場(chǎng)的解決方案?？紤]到風(fēng)場(chǎng)發(fā)電系統(tǒng)對(duì)于天氣狀況有很強(qiáng)的依賴性，通常需要根據(jù)上位控制采集的氣象信息對(duì)整個(gè)風(fēng)場(chǎng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)實(shí)行控制。各個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)也要向上位控制系統(tǒng)匯報(bào)當(dāng)前的運(yùn)行狀況，因此需要通訊模塊來實(shí)現(xiàn)上位機(jī)對(duì)控制器的集散管理。 鑒于控制的復(fù)雜性和通訊的需求，在研究過程中采用了基于TCP/I

2、P網(wǎng)絡(luò)連接的嵌入式控制平臺(tái)作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制器。該控制平臺(tái)可以根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)各部分控制對(duì)于實(shí)時(shí)性的要求，分配給任務(wù)不同的優(yōu)先級(jí)；對(duì)于由硬件中斷觸發(fā)的事件有較快的響應(yīng)；通過信號(hào)量來管理設(shè)備，使得多個(gè)任務(wù)同步地訪問臨界資源，提高資源的利用率。 該平臺(tái)底層芯片是基于ARM7TDMI架構(gòu)的AT91M40800芯片，同時(shí)具有高性能和低功耗。嵌入式操作系統(tǒng)采用了開放源代碼的uC/OS-Ⅱ，它內(nèi)核小巧緊湊，提供了進(jìn)程管理和進(jìn)程間的通訊，適合

3、資源緊張的嵌入式系統(tǒng)，可以通過增加任務(wù)來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的擴(kuò)展。通訊協(xié)議采用了TCP/IP協(xié)議族，下層的物理傳輸媒質(zhì)采用了以太網(wǎng)的協(xié)議。該協(xié)議族的定義可以公開得到，而且TCP/IP協(xié)議不依賴于物理層的具體實(shí)現(xiàn)，具有很好的擴(kuò)展性。以太網(wǎng)的傳輸速度完全可以滿足控制設(shè)備的通訊需求。 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的過程分為以下幾個(gè)步驟：TCP/IP協(xié)議棧在Dos平臺(tái)上運(yùn)行的uC/OS-Ⅱ上的移植；uC/OS-Ⅱ從x86架構(gòu)移植到ARM7TDMI架構(gòu)；x86平臺(tái)