基于Linux的嵌入式闸门智能监控系统

闸门智能监控系统组成

系统结构与功能

闸门智能监控系统由中心控制室控制柜、现场闸门启闭机、前端视频监控点、现场水位、闸位监测点以及相关辅助设备构成,系统结构如图1 所示。监控系统以基于Linux 的嵌入式系统为核心,实现功能为:
(1) 闸门的升、降、停等运行的智能控制,以及报警、紧急泄洪智能控制;
(2) 8 路数字MPEG24 压缩流媒体视频,通过视频图像对水情、闸门的状态及运行情况进行远程监视;
(3) 实时水情数据监测,自动测报水位流量和水量,为防洪和水量调度提供依据;
(4) 历史数据统计,生成相应过程线及报表。

硬件实现

中心控制室的控制柜要求有视频监控和数据曲线显示功能,采用CRT 监视器,配合无源底板,半长CPU 板采用PCI6870 ,CPU 使用Intel 公司的PIII Celeron 1.2GHzMHz ,内存为256MB ,以太网接口为10MHz 的RTL-8139A ,四路视频采集卡为飞图DVS4816AVC。CPU 板通过PC104 总线与采样模块和输出模块相连,电子盘采用64MFlashDisk。

软件实现

系统的软件有两部分,即嵌入式操作系统和应用程序(结构如图2) 。基本的嵌入式操作系统包括:
(1) 引导程序bootloader (初始化处理器,初始化必需的设备,下载系统映像,初始化操作系统) ;
(2) 嵌入式Linux 内核(包括内存管理、进程管理,进程间通信等,以及其他可配置的硬件驱动,TCP/ IP 网络堆栈) ;
(3) 根文件系统。


总结与展望

嵌入式Linux 应用于闸门智能监控系统,对于降低成本,提高可靠性、稳定性,有着积极的意义。

在本系统中,采用的是ext3 文件系统,为了进一步提高系统的可靠性,今后还可使用专门针对Flash 存储器设计的日志文件系统JFFS 或JFFS2。由于JFFS2 采用新的存储方式,支持损耗平衡,具有断电保护功能,使文件崩溃后能够迅速恢复。因此JFFS2 文件系统更适合于以flash 作为存储设备的嵌入式系统。