发电机绝缘过热装置检测系统的研究与实现

摘要

发电机绝缘过热装置是一个保证发电机正常运转至关重要的设备，该装置需要长期在线监测发电机的状态，因此其运行的稳定性也就直接关系到能否及早发现发电机设备的安全隐患，故而该装置出厂的各项性能指标需要一套完善的检测系统进行检测，以便保证其能在实际运行中长期稳定的工作。本文在分析国内外检测系统现状的基础上，结合绝缘过热检测装置出厂及日常检测的实际要求，设计并完成了检测装置的嵌入式Linux软件操作系统。基于此软件系统的检测装置通过LCD显示屏进行显示，并可通过按键控制等功能。
　　本研究主要内容包括：⑴针对检测装置的具体硬件信息，分析了系统启动程序Uboot的启动过程和源码结构，完成了Uboot针对于检测装置的适配，包括Uboot对NAND Flash、SDRAM、DM9000的支持，优化了Uboot的时钟初始化进程，增加了Uboot启动菜单命令。⑵在对内核的适配中，通过对内核源码结构和启动过程分析，完成了内核源码的移植，其中包括对NAND Flash的重分区，对晶振频率的设定以及根据板载硬件配置内核选项。优化了内核的裁剪方法，依据面向应用的裁剪方法对内核进行了精简，减小其占用内存的体积和无用进程的数量。⑶根据文件系统的初始化过程，完成了根文件系统的创建，手动生成了根文件系统etc目录下的配置文件、lib库文件，创建dev设备目录。通过Busybox工具优化了文件系统对于检测装置硬件的支持，同时减小了文件系统的体积。⑷分析了Linux驱动模型，依据检测系统人机交互以及系统采集信息的要求，完成了LED、LCD、按键以及A/D驱动的编写。驱动都采取了自动分配设备号并创建节点方式，加载过程更加便捷。LCD驱动采用了Linux内核驱动的Platform模型方式编写，便于该驱动灵活升级。经过测试程序的试验，搭载此软件系统的检测装置，能够实现对发电机绝缘过热装置的出厂检测以及日常维护中例行维护检测任务。

目录

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致谢

摘要

1 引言

1．1 研究的背景与意义

1．2 检测系统的发展现状及问题

1．3 论文的框架结构

2 系统总体设计方案

2．1 系统的总体框架

2．2 检测装置硬件平台分析

2．3 软件系统设计总体方案

2．3．1 嵌入式Linux系统的体系结构

2．3．2 软件系统设计方案

2．4 嵌入式开发环境的构建

2．4．1 嵌入式Linux开发模式

2．4．2 交叉编译器的安装

2．4．3 测试交叉编译链

2．5 本章小结

3 操作系统的构建

3．1 Uboot的设计与实现

3．1．1 Uboot简介

3．1．2 Uboot源码结构

3．1．3 Uboot启动过程

3．1．4 Uboot的移植

3．1．5 测试Uboot

3．2 Linux内核的移植

3．2．1 Linux内核简介

3．2．2 内核的源码目录结构

3．2．3 Linux内核的启动流程

3．2．4 Linux内核的移植

3．2．5 Linux内核的裁剪

3．2．6 测试Linux内核

3．3 构建根文件系统

3．3．1 YAFFS文件系统介绍

3．3．2 添加Linux内核对YAFFS2文件系统类型的支持

3．3．3 构建根文件系统

3．3．4 测试根文件系统

3．4 本章小结

4 驱动的编写

4．1 Linux驱动简介

4．1．1 Linux Platform驱动模型

4．2 LED驱动程序

4．2．1 LED的硬件连接及工作原理

4．2．2 LED驱动的编写

4．2．3 测试LED驱动程序

4．3 按键驱动程序

4．3．1 按键的硬件连接以及工作原理

4．3．2 按键驱动的编写

4．3．3 按键驱动的测试

4．4 A／D驱动程序的移植

4．4．1 A／D的硬件连接及工作原理

4．4．2 A／D驱动程序的编写

4．4．3 测试A／D驱动

4．5 LCD驱动程序

4．5．1 LCD的工作原理

4．5．2 LCD控制器特性与结构

4．5．3 LCD的硬件连接图

4．5．4 LCD驱动的设计及时钟的设定

4．5．5 LCD驱动的移植

4．5．6 测试LCD驱动程序

4．6 本章小结

5 总结与展望

参考文献

作者简历

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