张云，等：基于Linux的回转窑数据采集仅设计
中图分类号：TQ172.6*22.2文献标志码：B
文章编号：1007-0389(2016)03-75-02
tu.2016.03.037
计量·检测
[DOI] 10.13697/j.cnki.32- 1449/
基于Linux的回转窑数据采集仪设计
1概述
回转窑是一种建材、冶金、化工等行业中的大型
股烧回转机械设备，在水泥生产线上称为“心脏”设备。回转窑运转在多支点上，为了让各支点均匀受力，密运转中心线应该是一条直线。由于窑长期在高温、粉尘等恶劣条件下工作，窑简体和托轮位置会发生各种变形和变化。为了保证案正常生产，需要对其各种动态参数进行在线测量"及调整，
窑在线测量的常见项目内容有：(1)回转窑运转中心线：（2)托轮空间位置和绕度变化：（3)简体轴向弯曲和径向变形及偏心：(4)筒简体椭圆度等。在这些测量中会使用激光测距、电涡流位移等各种测量传感器，它们一般采用RS232协议传送测量采集的数据。这里仅以回转窑筒体轴向弯曲变形测量为例，说明使用该仪器的优点。一般激光距离传感器通常使用RS232协议传输采集数据，其实际不丢失传输距离约为3~5m。故在窑高温、粉尘等恶劣工况下，使用笔记本电脑进行控制测量，经常因高温烘烤而损坏电脑，测量人员也由于高温疲劳容易发生操作失误，严重影响测量的精准度和效率。因此，我们设计了一种便携式回转窑数据采集仪器，它可以直接将仪器传感器采集的数据，通过网线传送到大于100m远距离的笔记本电脑上。同时，该仪器也可以将采集数据直接保存到U盘或SD卡中。这样可以避免在案高温环境中使用笔记本电脑，让测量
人员和电脑都免受窑高温灸烤影响。 2仪器硬件部分
该仪器采用arm9核心处理器，进行Linux的移
植，能进行数据的存储和使用网线进行数据收发该仪器将从传感器采集到的数据发送到上位机笔记本电脑进行数据处理。仪器设计总体图见图1。
数据存储
网线数据传输
传感器数据采集数据采集存储
上位机数据处理
图1仪器的设计总体图
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该仪器主要硬件电路是：供电和复位电路、Jtag 电路、Nor/Nand启动选择电路、及以太网电路。在处理DM9000网卡布线时，要特别注意数据线的等长。及模拟信号和数字信号的隔离。由芯片出来的 RX+/TX+,RX-/TX-为差分线对，应该优先布置差分线，保持平行，避免了差分线周围走其他信号线。这两组差分线布线的好坏，将直接影响到网卡工作的优劣。
该仪器使用某公司arm9内核的2440核心板，核心板上有s3c2440芯片，主频为400MHz，它有 SDRAM和NAND FLASH各 64M 以及2M的NOR FLASH，满足仪器的数据处理和存储。其电源使用普通锂电池供电。该仪器自行设计了底板，将核心板插入底板，该底板主要由外围电路和通信接口组成，用于通信和程序下载和调试。其以太网通信芯片选用DM9000，它是低成本单芯片快速以太风 MAC控制器，与核心板能很好的完成数据通信，保证仪器的正常工作。其硬件电路实物见图2。
图2
仪器硬件实物图
3仪器软件部分
由于使用网络TCP/IP协议，需要对网络协议进行解析，采用免费开源的Linux操作系统，它可以方便的对网络驱动进行移植和管理，保证该仪器系统
的稳定性，有利于对于仪器程序的管理。 3.1Linux系统的移植
Linux系统的移植过程首先需要移植硬件固件程序，即电脑中的BIOS，嵌入式中称为Bootloader Bootloader种类很多，有uboot，vivi等，此设计中使用 uboot。移植完uboot就可以移植Linux系统内核，将内核在Linux环境下进行解压缩，再对Linux内核进
水泥工程2016年第3期