不稳定燃烧主动控制系统的设计与实现

匿亘查垂蔓堑园困匿因

文章编号:1008--0570(2008)05一l—咖37—02

控制系统

不稳定燃烧主动控制系统的设计与实现

TheDesignandRealizationofActiveControlSystemofCombustionInstability

(空军工程大学)唐浔

TANGXun

DUAN

段艳丽

Yan-li

龚成董飞

DONGFei

GONGCheng

摘要:为了满足发展不稳定燃烧的主动控制技术的需求.针对发动机不稳定燃烧主动控制需要处理大量数据且处理速度较高要求的问题。利用DSP强大的数据处理能力,设计和实现了基于TMS320F2812的发动机不稳定燃烧主动控制系统。关键词:不稳定燃烧;主动控制;数字信号处理器(DSP);TMS320F2812中图分类号:TN911.72

Abstract:Inorderproblemoflentdata

theneed

toto

文献标识码:A

to

fulfillthedemand

developthetechnologyof

ofdatawithveryhigh

activecontrolofcombustionspeedininthe

instabilities,and

alsotosolvethe

processlargequantities

theactivecontrolof’unstable

combustors,theexcel—

processcapacityofDSP(Digital

Signal

Processor)isemployeddesign

andrealizationof

TMS320F2812

based

active

controlsystemofenginecombustioninstability.

Keywords:combustioninstability;activecontrol;DSP;TMS320F2812

燃烧不稳定性是长期困扰发动机系统的一个重要问题。不稳定燃烧出现在多种类型的推进系统中,包括液体火箭发动机,同体火箭发动机,固液混合火箭发动机、航空发动机和冲压发动机。这种不稳定性会产生过大的机械负载、强烈的振动和恶劣的热载荷.严重地影响发动机的性能,甚至使得发动机不能正常工作,引起飞行失败。因此,有效抑制发动机不稳定燃烧至关重要。瑞利准则提出当有额外的能量与和不稳定振荡相反的相位周期加入时.能够减弱不稳定的振荡,这是不稳定燃烧主动控制的基本思想。目前较有效的主动抑制燃烧振荡的方法是将一少部分燃料周期性的喷射人燃烧室,并使得其燃烧放热的相位与燃烧室内的压力振荡相反,从而抑制不稳定燃烧。本文正是基于上述思想,将现代信号处理技术应用在发动机不稳定燃烧主动控制方法的研究中,设计并实现了基于TMS320F2812定点DSP芯片的发动机不稳定燃烧主动控制系统(以下简称主动控制系统)。

供了128bits的加密位。

t时钟和系统控制采用锁相环技术PLL来控制系统各模块所需要的频率。

}F2812具有丰富的片内资源:三个32位CPU定时器:两个事件管理器EVA和EVB;12位16通道片内A/D转换器,转换速度可达80ns;16位的串行外设(SPI)接口模块,2个串行通信接口(SCI)模块,可选32位的多通道缓冲串口(McBSP)模块;增强CAN网络控制器.其性能相当于r11公司的TMS470系列控制器的高端CAN控制器,具有32个可以完全控制的邮箱和时间标识特性,提供了一个通用可靠的串行通信接口;有多达56个可单独编程或复用的通用输入/}ii出引脚(GPIO),可通过硬件进行实时调试。

2系统硬件设计

主动控制系统是以两块DSP芯片组成的双机平台系统。按功能划分为信号检测单元和控制单元,其结构框图如图l所示。信号检测单元采集压力振荡信号数据并进行处理,测量压力信号主要振荡成分的频率、振幅和相位参数,再将处理结果经DSP片上SPI同步串口送至控制单元,同时通过USB2.0接口实现系统与PC机的连接,用户可根据实验数据显示,通过微机向DSP发送命令。实现监控和选择功能;控制单元读取信号检测单元的处理结果并执行控制算法.根据运算结果设置PWM信号参数,利用DSP内置PWM模块输出作动机构所需的PWM控制信号,将燃料周期性的喷射人燃烧室,从而实现不稳定燃烧的主动控制。以上过程称为闭环控制或反馈控制,控制参数随着发动机工作条件的变化而变化。相对应的,用户还可选择开环控制,所谓开环控制,即控制单元不使用信号检测单元提供的反馈信息,控制参数的变化与发动机当前工作条件无

TMS320F2812的主要特点

TMS320F2812是rn公司的一款用于控制的高性能、多功能、高性价比的32位定点DSP芯片。

・采用高性能静态CMOS技术,减小了功耗.最高频率可达150MHz,每个指令周期仅6.67ns,在具有复杂的算法、要求实时控制的场合能充分显示出其优越性。

・32位处理器提供了一整套片上系统.支持32位与64位数学运算,使设计更加简单,具有更高的成本效率。

+F2812集成了18kxl6位的单周期访问RAM,128kxl6位的片上FLASH(存取时间36ns)。可以进行快速电擦除和再编程,便于实施和更新代码,另外F2812还具有密码保护机制,提唐浔:硕士研究生

基金项目:国家自然科学基金(NO.60601016)

关。现将部分模块功能介绍如下:

mtt控ml邮局订阅号:82-946360,,-L/

一37—

控制系统

中文核心期刊‘微计算机信息)(测控自动'96)2008年第24卷第5-1期

信号检测单元

控制单元

为系统提供振荡源,各级芯片供电、系统复位,系统仿真调试接口以及专门设计的CPLD芯片提供系统所需的组合逻辑。

3系统软件设计

在该系统中,DSP一1与DSP一2分工不同。由DSP—l执行数据采集,信号检测,与PC机之间的数据交互等任务;DSP一2功能单一,主要是执行控制算法.这样就能为控制算法的改进预留一定系统资源。

软件设计遵循模块化、自顶向下、逐步细化的编程思想。采

图l硬件结构图

用C语言和汇编语言混合编程。工作过程是:系统上电复位后,首先按照所选定的模式(调试时为Jumpto

HO

SRAM模式,实

1.1信号调理模块

振荡信号经压力传感器转换为电压信号后有效幅值输入

际应用时为Jump

to

Flash模式)自举加载程序,跳转到主程序

范围只有毫伏级,为充分利用枷转换器的分辨能力.需要将

人口,然后进行初始化设置,判断是否启动开环控制。在开环控该模拟信号放大到接近MD转换电路的满度值。同时出于安全

制时控制单元不需要信号的特征参数,DSP—1只需响应中断.考虑,在MD转换器前采用限幅电路,以保障系统的枷转换

调用采样中断服务子程序,主机通过USB2.0接口模块读出采器安全。

样数据并显示;DSP一2使用用户预先设定的参数调用开环控制1.2模/数转换模块

算法子程序,输出PWM信号。若用户选择闭环控制,DSP一1在考虑到系统对压力振荡信号采集精度、速度的较高要求。采样空闲时判断帧满标志位,若标志位置位.则调用检测算法MD转换芯片选用1rI公司的MD转换芯片TLC4541.该芯片采子程序,并将运行结果写入SPI发送缓冲寄存器;DSP一2采用用CMOS工艺.在高速转换的同时能够保持低功耗,具有16位中断方式读取SPI串行接口数据.调用闭环控制算法子程序。分辨率,最高采样率为200ksps,内置采样保持电路。通过片选输出PWM信号。采样中断服务子程序和DSP一2主程序流程分

(cs)、串行时钟(SCLK)、帧同步(FS)输入端以及串行数据输出端(SDO)与主处理器及其外围串行口进行通讯,以输出转换结果。F2812l有l路SPI和l路McBSP,其中SPI用于两块DSP之间的数据交换.选择让TLC4541与F2812的McBSP接口连接,并工作在只需要Fs输入控制的优化DSP接口方式。TLC4541与F2812的接口原理图如图2所示。

,V

图2TLC4541与172812接口原理图

图3采样中断服务

图4DSP-2主程序流程图

USB2.0接口模块

子程序流程图

1.3

采用Cypress公司的CY7C68001芯片实现USB2.0接121。4结束语

该芯片是一款高性能、使用方便的USB2.0接口芯片.具有以本文所设计的发动机不稳定燃烧主动控制系统已经通过下特点:①符全USB2.0标准;②可工作在高速(480Mbps)或全速各种功能测试,运行稳定,能够为发动机不稳定燃烧主动控制模式下(12Mbps):③支持4个可配置端点,这4个端点共享一个方法的研究提供可靠、方便的手段。该方案的硬件设计和软件4K字节的FIFO空间;④拥有8位或16位外部主控制器接口。编程具有通用性,对其它基于DSP的数据采集和信息处理系统该接口可实现与包括DSP在内的多数标准微处理器实现无缝

的设计有一定的参考价值。

连接,并可设为同步或异步接口;⑤具有内部锁相环(PLY)。

本文作者创新点:①将现代信号处理方法应用于发动机压选择将CY7C68001配置在I;'2812的Zone0空间.采用力振荡信号的分析中。②针对国内在发动机不稳定燃烧的主动

CY7c6800l的异步读写方式完成二者之间的数据和命令的交控制方法上研究相对较少的现状.开发研制出基于DSP的主动换,利用CPLD实现地址译码和I/O扩展功能。

控制系统,为控制方法的研究以及验证提供硬件平台。

1.4系统外围辅助电路

(下转第76页)

一38—360R.,/年邮局订阅号:82.9.46

控制系统中文核心期刊<微计算机信息)(测控自动化)2008年第24卷第5-1期

speex-bits_’mte//将保存在位采集结构中的压缩音频数据【6]speex官方网站http://www.speex.org[Z】写入字节类型的缓冲区中

【7】华恒科技技术支持网站http://www.hhcn.o嘣z】

一帧320字节的原始音频数据,经过Speex音频压缩为长作者简介:王健(1967-),女,副教授,研究方向:嵌人式系统应用度为38字节的bit流。对bit流打包到一个数据包中后发送给技术,分布式系统/分布式计算;常攀峰(1978一),男,大连理工大控制中心。同样对接收到的控制中心的一个音频数据包,解包学电信学院在研究生,研究方向:计算机应用技术。

后就得到38字节长度的b“.流,对这个bit流解压后为320字Biography:WangJian(1967一),female,associateprofessor,ma一

节长度可播放的音频数据。音频压缩/解压先初始化编,解码器jor

study

in

applicationtechnology

ofembedded

system,dis。

和位采集结构等.压缩/解压退出时应释放相应的编/解码器和tributingsystemandcalculate.Chang

Pan-Feng(1978一),male,

位采集结构等.初始化和释放均有相应的speex的库函数。在相graduate

student

of

School

of

Electronic&InformationEngi-

应的网站有详细的介绍,这里不作进一步的介绍。

neefing,DalianUniversity

of

Technology,major

studyinapplica-

tion2.1.4串口通信函数模块

technologyofcomputer.

串口通信模块也需要串口驱动程序的支持,一般嵌入式(116024大连大连理工大学电子信息与工程学院)王健常攀峰

Linux都提供了串口驱动程序.所以我们不需要过多地考虑这(SchoolofElectronic&InformationEngineering.DalianUni-

versityofTechnology,Dafian

116024)

些。串口通信模块主要完成串口属性设置(包括波特率等),向串WANGJian

Chang

Pan

Feng

口发送数据以及从串口接收数据等。串口通信函数模块在住线通讯地址:(116024大连大连理工大学电信学院计算机系

程中被调用。当主线程接受到控制中心的控制命令时就调用串A0914教研室大黑楼)王健

口发送函数向对应的串口发送相应的命令数据给设备。当设备(收稿日期:2008.02.20)(修稿日期:2008A.05)

返回状态给控制器主线程时,主线程会检测到并调用串口接收函数接收相应串口的数据并通过网络发送给控制中心。

(上接第38页)2.2控制中心软件模块设计与实现

参考文献:

从系统设计概述可以知道。控制中心软件核心功能与控制[1]Rayleigh,L,“TheTheory

ofSound,”DoverPub.,NewYork,1945

器端的十分相似.不需要串口通信的功能,但是和控制器端一[2]Richards,G.,Robey,E.,Cowell,L.,Rawlins,D.,“Combustion

样需要网络通信模块、音频采集与播放模块以及音频压缩/解压OscillationControl

by

Cyclic

Fuel

Injection,’’Proceedingsof

模块.只是控制中心软件在Windows下运行并以图形化界面与ASMETURBOEXPO

1995,Houston,TX,June,1995

操作人员进行友好的交互,用户通过操作模拟基站电台以及其13]Lubarsky,E.,Shcherbik,andZirm,B.T.,“Active

ControlofIn-

它设备的控制面板的图形化界面,就像现场操作这些设备一stabilitiesinHighPressureCnmbustorbyNon-CoherentOscillato-

样。本文重点介绍嵌入式控制器,这里对控制中心软件不作进ryFuel

Injection”AIAA

Paper#2003---4519.39th

AIAMASME/

一步的介绍。

SAE/ASEE

JointPropulsionConferenceandExhibit,Huntsville,

AL,July,2003

3结论

【4T兀.TMS320F28lx

Data

Sheet(Rev.19[EB/OL】.www.ti.com.

cn,2005

系统充分利用了网络通信、音频处理、串口通信等技术。控【5]苏奎峰,吕强,耿庆锋,陈圣俭.TMS320F2812原理与开发【M].制器处理器为ARM9系列,其功能强大。性能稳定。控制器软件北京:电子工业出版社.2005

采用嵌入式Linux以及多线程技术来实现,采用模块化软件设【6】李大庆,段建民,綦慧,江存胜.高速数据采集处理系统的设计方法。方便了对软件进行升级和改造。本系统作为已经完成计和实现【J】微计算机信息.2006

的近海渔业安全救助网升级改造项目的子系统.已经良好地运作者简介:唐浔,男,1979年8月生,硕士研究生。研究方向为数行在整个系统中。

字信号处理;段艳丽,女,1963年8月出生,副教授,研究方向为本文创新点:本文提出了一种远程控制近海渔业安全救助

语音信号处理;龚成,男,1978年2月出生,博士生。研究方向为网的通信基站的具体解决方案——通过Intemet网络实现对基

信息与信号处理。

站设备的远程控制并可与渔船进行通信。基站控制器核心部件Biography:TANG—Xun(1979一),

Male(Hanethnic),

Jiangxi

采用ARM9系列处理器.软件开发基于Linux.很好地解决了以pro“nce,TelecommunicationEngineeringInstituteofAirFor-ee前基站工作不稳定,维护难度大的问题.改善了通信状况。系统

Engineering

University,Master,Major:Digitalsignalprocess.E—

软硬件升级十分方便,为以后的工作打下了良好的基础。

mail:tonsnl3@163.corn;Biography:DUAN-Yanli(1963-),female参考文献:

(Hanethnic),Shanxi

province,TelecommunicationEngineering

【1]KurtWall(美),张辉(译).GNu,Linu】【编程指南(第二版)[M】清Instituteof

AirForceEngin-eefingUniversity,Vice

professor,

华大学出版社2002

Major:Speechsignalprocess.

【2】束长宝,于照,张继勇.基于TCP/IP的网络通信及其应用叨微(710077陕西西安空军工程大学电讯工程学院)唐浔段艳丽

计算机信息,2006,12(3):157—159

龚成董飞

【3】高健,来五星,史铁林.嵌入式系统中网络通信模块的实现【J】(TelecommunicationEngineeringInstituteofAirForceEn#・

微计算机信息,2006,8(2):77—79

neeringUniversity,Xi’an710077,China)TANGXun

【4】杨华,陈明义,胡辉,杨伟平.基于嵌入式语音通信系统的研究DUANYan-li

GongCheng

DONGFei

叨.衡阳师范学院学报,2005,26(6):28—31

通讯地址:(710077西安西安市空军工程大学电讯工程学院【5】李志伟.基于AT指令的串行通信程序的设计【J】微计算机信研究生管理大队14队)唐浔

息,2007,3(3):272—274

(收稿日期:2008.2.20)(修稿日期:2008.4.05)

一76—360元,年邮局订阅号:82舶6

匿亘查垂蔓堑园困匿因

文章编号:1008--0570(2008)05一l—咖37—02

控制系统

不稳定燃烧主动控制系统的设计与实现

TheDesignandRealizationofActiveControlSystemofCombustionInstability

(空军工程大学)唐浔

TANGXun

DUAN

段艳丽

Yan-li

龚成董飞

DONGFei

GONGCheng

摘要:为了满足发展不稳定燃烧的主动控制技术的需求.针对发动机不稳定燃烧主动控制需要处理大量数据且处理速度较高要求的问题。利用DSP强大的数据处理能力,设计和实现了基于TMS320F2812的发动机不稳定燃烧主动控制系统。关键词:不稳定燃烧;主动控制;数字信号处理器(DSP);TMS320F2812中图分类号:TN911.72

Abstract:Inorderproblemoflentdata

theneed

toto

文献标识码:A

to

fulfillthedemand

developthetechnologyof

ofdatawithveryhigh

activecontrolofcombustionspeedininthe

instabilities,and

alsotosolvethe

processlargequantities

theactivecontrolof’unstable

combustors,theexcel—

processcapacityofDSP(Digital

Signal

Processor)isemployeddesign

andrealizationof

TMS320F2812

based

active

controlsystemofenginecombustioninstability.

Keywords:combustioninstability;activecontrol;DSP;TMS320F2812

燃烧不稳定性是长期困扰发动机系统的一个重要问题。不稳定燃烧出现在多种类型的推进系统中,包括液体火箭发动机,同体火箭发动机,固液混合火箭发动机、航空发动机和冲压发动机。这种不稳定性会产生过大的机械负载、强烈的振动和恶劣的热载荷.严重地影响发动机的性能,甚至使得发动机不能正常工作,引起飞行失败。因此,有效抑制发动机不稳定燃烧至关重要。瑞利准则提出当有额外的能量与和不稳定振荡相反的相位周期加入时.能够减弱不稳定的振荡,这是不稳定燃烧主动控制的基本思想。目前较有效的主动抑制燃烧振荡的方法是将一少部分燃料周期性的喷射人燃烧室,并使得其燃烧放热的相位与燃烧室内的压力振荡相反,从而抑制不稳定燃烧。本文正是基于上述思想,将现代信号处理技术应用在发动机不稳定燃烧主动控制方法的研究中,设计并实现了基于TMS320F2812定点DSP芯片的发动机不稳定燃烧主动控制系统(以下简称主动控制系统)。

供了128bits的加密位。

t时钟和系统控制采用锁相环技术PLL来控制系统各模块所需要的频率。

}F2812具有丰富的片内资源:三个32位CPU定时器:两个事件管理器EVA和EVB;12位16通道片内A/D转换器,转换速度可达80ns;16位的串行外设(SPI)接口模块,2个串行通信接口(SCI)模块,可选32位的多通道缓冲串口(McBSP)模块;增强CAN网络控制器.其性能相当于r11公司的TMS470系列控制器的高端CAN控制器,具有32个可以完全控制的邮箱和时间标识特性,提供了一个通用可靠的串行通信接口;有多达56个可单独编程或复用的通用输入/}ii出引脚(GPIO),可通过硬件进行实时调试。

2系统硬件设计

主动控制系统是以两块DSP芯片组成的双机平台系统。按功能划分为信号检测单元和控制单元,其结构框图如图l所示。信号检测单元采集压力振荡信号数据并进行处理,测量压力信号主要振荡成分的频率、振幅和相位参数,再将处理结果经DSP片上SPI同步串口送至控制单元,同时通过USB2.0接口实现系统与PC机的连接,用户可根据实验数据显示,通过微机向DSP发送命令。实现监控和选择功能;控制单元读取信号检测单元的处理结果并执行控制算法.根据运算结果设置PWM信号参数,利用DSP内置PWM模块输出作动机构所需的PWM控制信号,将燃料周期性的喷射人燃烧室,从而实现不稳定燃烧的主动控制。以上过程称为闭环控制或反馈控制,控制参数随着发动机工作条件的变化而变化。相对应的,用户还可选择开环控制,所谓开环控制,即控制单元不使用信号检测单元提供的反馈信息,控制参数的变化与发动机当前工作条件无

TMS320F2812的主要特点

TMS320F2812是rn公司的一款用于控制的高性能、多功能、高性价比的32位定点DSP芯片。

・采用高性能静态CMOS技术,减小了功耗.最高频率可达150MHz,每个指令周期仅6.67ns,在具有复杂的算法、要求实时控制的场合能充分显示出其优越性。

・32位处理器提供了一整套片上系统.支持32位与64位数学运算,使设计更加简单,具有更高的成本效率。

+F2812集成了18kxl6位的单周期访问RAM,128kxl6位的片上FLASH(存取时间36ns)。可以进行快速电擦除和再编程,便于实施和更新代码,另外F2812还具有密码保护机制,提唐浔:硕士研究生

基金项目:国家自然科学基金(NO.60601016)

关。现将部分模块功能介绍如下:

mtt控ml邮局订阅号:82-946360,,-L/

一37—

控制系统

中文核心期刊‘微计算机信息)(测控自动'96)2008年第24卷第5-1期

信号检测单元

控制单元

为系统提供振荡源,各级芯片供电、系统复位,系统仿真调试接口以及专门设计的CPLD芯片提供系统所需的组合逻辑。

3系统软件设计

在该系统中,DSP一1与DSP一2分工不同。由DSP—l执行数据采集,信号检测,与PC机之间的数据交互等任务;DSP一2功能单一,主要是执行控制算法.这样就能为控制算法的改进预留一定系统资源。

软件设计遵循模块化、自顶向下、逐步细化的编程思想。采

图l硬件结构图

用C语言和汇编语言混合编程。工作过程是:系统上电复位后,首先按照所选定的模式(调试时为Jumpto

HO

SRAM模式,实

1.1信号调理模块

振荡信号经压力传感器转换为电压信号后有效幅值输入

际应用时为Jump

to

Flash模式)自举加载程序,跳转到主程序

范围只有毫伏级,为充分利用枷转换器的分辨能力.需要将

人口,然后进行初始化设置,判断是否启动开环控制。在开环控该模拟信号放大到接近MD转换电路的满度值。同时出于安全

制时控制单元不需要信号的特征参数,DSP—1只需响应中断.考虑,在MD转换器前采用限幅电路,以保障系统的枷转换

调用采样中断服务子程序,主机通过USB2.0接口模块读出采器安全。

样数据并显示;DSP一2使用用户预先设定的参数调用开环控制1.2模/数转换模块

算法子程序,输出PWM信号。若用户选择闭环控制,DSP一1在考虑到系统对压力振荡信号采集精度、速度的较高要求。采样空闲时判断帧满标志位,若标志位置位.则调用检测算法MD转换芯片选用1rI公司的MD转换芯片TLC4541.该芯片采子程序,并将运行结果写入SPI发送缓冲寄存器;DSP一2采用用CMOS工艺.在高速转换的同时能够保持低功耗,具有16位中断方式读取SPI串行接口数据.调用闭环控制算法子程序。分辨率,最高采样率为200ksps,内置采样保持电路。通过片选输出PWM信号。采样中断服务子程序和DSP一2主程序流程分

(cs)、串行时钟(SCLK)、帧同步(FS)输入端以及串行数据输出端(SDO)与主处理器及其外围串行口进行通讯,以输出转换结果。F2812l有l路SPI和l路McBSP,其中SPI用于两块DSP之间的数据交换.选择让TLC4541与F2812的McBSP接口连接,并工作在只需要Fs输入控制的优化DSP接口方式。TLC4541与F2812的接口原理图如图2所示。

,V

图2TLC4541与172812接口原理图

图3采样中断服务

图4DSP-2主程序流程图

USB2.0接口模块

子程序流程图

1.3

采用Cypress公司的CY7C68001芯片实现USB2.0接121。4结束语

该芯片是一款高性能、使用方便的USB2.0接口芯片.具有以本文所设计的发动机不稳定燃烧主动控制系统已经通过下特点:①符全USB2.0标准;②可工作在高速(480Mbps)或全速各种功能测试,运行稳定,能够为发动机不稳定燃烧主动控制模式下(12Mbps):③支持4个可配置端点,这4个端点共享一个方法的研究提供可靠、方便的手段。该方案的硬件设计和软件4K字节的FIFO空间;④拥有8位或16位外部主控制器接口。编程具有通用性,对其它基于DSP的数据采集和信息处理系统该接口可实现与包括DSP在内的多数标准微处理器实现无缝

的设计有一定的参考价值。

连接,并可设为同步或异步接口;⑤具有内部锁相环(PLY)。

本文作者创新点:①将现代信号处理方法应用于发动机压选择将CY7C68001配置在I;'2812的Zone0空间.采用力振荡信号的分析中。②针对国内在发动机不稳定燃烧的主动

CY7c6800l的异步读写方式完成二者之间的数据和命令的交控制方法上研究相对较少的现状.开发研制出基于DSP的主动换,利用CPLD实现地址译码和I/O扩展功能。

控制系统,为控制方法的研究以及验证提供硬件平台。

1.4系统外围辅助电路

(下转第76页)

一38—360R.,/年邮局订阅号:82.9.46

控制系统中文核心期刊<微计算机信息)(测控自动化)2008年第24卷第5-1期

speex-bits_’mte//将保存在位采集结构中的压缩音频数据【6]speex官方网站http://www.speex.org[Z】写入字节类型的缓冲区中

【7】华恒科技技术支持网站http://www.hhcn.o嘣z】

一帧320字节的原始音频数据,经过Speex音频压缩为长作者简介:王健(1967-),女,副教授,研究方向:嵌人式系统应用度为38字节的bit流。对bit流打包到一个数据包中后发送给技术,分布式系统/分布式计算;常攀峰(1978一),男,大连理工大控制中心。同样对接收到的控制中心的一个音频数据包,解包学电信学院在研究生,研究方向:计算机应用技术。

后就得到38字节长度的b“.流,对这个bit流解压后为320字Biography:WangJian(1967一),female,associateprofessor,ma一

节长度可播放的音频数据。音频压缩/解压先初始化编,解码器jor

study

in

applicationtechnology

ofembedded

system,dis。

和位采集结构等.压缩/解压退出时应释放相应的编/解码器和tributingsystemandcalculate.Chang

Pan-Feng(1978一),male,

位采集结构等.初始化和释放均有相应的speex的库函数。在相graduate

student

of

School

of

Electronic&InformationEngi-

应的网站有详细的介绍,这里不作进一步的介绍。

neefing,DalianUniversity

of

Technology,major

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tion2.1.4串口通信函数模块

technologyofcomputer.

串口通信模块也需要串口驱动程序的支持,一般嵌入式(116024大连大连理工大学电子信息与工程学院)王健常攀峰

Linux都提供了串口驱动程序.所以我们不需要过多地考虑这(SchoolofElectronic&InformationEngineering.DalianUni-

versityofTechnology,Dafian

116024)

些。串口通信模块主要完成串口属性设置(包括波特率等),向串WANGJian

Chang

Pan

Feng

口发送数据以及从串口接收数据等。串口通信函数模块在住线通讯地址:(116024大连大连理工大学电信学院计算机系

程中被调用。当主线程接受到控制中心的控制命令时就调用串A0914教研室大黑楼)王健

口发送函数向对应的串口发送相应的命令数据给设备。当设备(收稿日期:2008.02.20)(修稿日期:2008A.05)

返回状态给控制器主线程时,主线程会检测到并调用串口接收函数接收相应串口的数据并通过网络发送给控制中心。

(上接第38页)2.2控制中心软件模块设计与实现

参考文献:

从系统设计概述可以知道。控制中心软件核心功能与控制[1]Rayleigh,L,“TheTheory

ofSound,”DoverPub.,NewYork,1945

器端的十分相似.不需要串口通信的功能,但是和控制器端一[2]Richards,G.,Robey,E.,Cowell,L.,Rawlins,D.,“Combustion

样需要网络通信模块、音频采集与播放模块以及音频压缩/解压OscillationControl

by

Cyclic

Fuel

Injection,’’Proceedingsof

模块.只是控制中心软件在Windows下运行并以图形化界面与ASMETURBOEXPO

1995,Houston,TX,June,1995

操作人员进行友好的交互,用户通过操作模拟基站电台以及其13]Lubarsky,E.,Shcherbik,andZirm,B.T.,“Active

ControlofIn-

它设备的控制面板的图形化界面,就像现场操作这些设备一stabilitiesinHighPressureCnmbustorbyNon-CoherentOscillato-

样。本文重点介绍嵌入式控制器,这里对控制中心软件不作进ryFuel

Injection”AIAA

Paper#2003---4519.39th

AIAMASME/

一步的介绍。

SAE/ASEE

JointPropulsionConferenceandExhibit,Huntsville,

AL,July,2003

3结论

【4T兀.TMS320F28lx

Data

Sheet(Rev.19[EB/OL】.www.ti.com.

cn,2005

系统充分利用了网络通信、音频处理、串口通信等技术。控【5]苏奎峰,吕强,耿庆锋,陈圣俭.TMS320F2812原理与开发【M].制器处理器为ARM9系列,其功能强大。性能稳定。控制器软件北京:电子工业出版社.2005

采用嵌入式Linux以及多线程技术来实现,采用模块化软件设【6】李大庆,段建民,綦慧,江存胜.高速数据采集处理系统的设计方法。方便了对软件进行升级和改造。本系统作为已经完成计和实现【J】微计算机信息.2006

的近海渔业安全救助网升级改造项目的子系统.已经良好地运作者简介:唐浔,男,1979年8月生,硕士研究生。研究方向为数行在整个系统中。

字信号处理;段艳丽,女,1963年8月出生,副教授,研究方向为本文创新点:本文提出了一种远程控制近海渔业安全救助

语音信号处理;龚成,男,1978年2月出生,博士生。研究方向为网的通信基站的具体解决方案——通过Intemet网络实现对基

信息与信号处理。

站设备的远程控制并可与渔船进行通信。基站控制器核心部件Biography:TANG—Xun(1979一),

Male(Hanethnic),

Jiangxi

采用ARM9系列处理器.软件开发基于Linux.很好地解决了以pro“nce,TelecommunicationEngineeringInstituteofAirFor-ee前基站工作不稳定,维护难度大的问题.改善了通信状况。系统

Engineering

University,Master,Major:Digitalsignalprocess.E—

软硬件升级十分方便,为以后的工作打下了良好的基础。

mail:tonsnl3@163.corn;Biography:DUAN-Yanli(1963-),female参考文献:

(Hanethnic),Shanxi

province,TelecommunicationEngineering

【1]KurtWall(美),张辉(译).GNu,Linu】【编程指南(第二版)[M】清Instituteof

AirForceEngin-eefingUniversity,Vice

professor,

华大学出版社2002

Major:Speechsignalprocess.

【2】束长宝,于照,张继勇.基于TCP/IP的网络通信及其应用叨微(710077陕西西安空军工程大学电讯工程学院)唐浔段艳丽

计算机信息,2006,12(3):157—159

龚成董飞

【3】高健,来五星,史铁林.嵌入式系统中网络通信模块的实现【J】(TelecommunicationEngineeringInstituteofAirForceEn#・

微计算机信息,2006,8(2):77—79

neeringUniversity,Xi’an710077,China)TANGXun

【4】杨华,陈明义,胡辉,杨伟平.基于嵌入式语音通信系统的研究DUANYan-li

GongCheng

DONGFei

叨.衡阳师范学院学报,2005,26(6):28—31

通讯地址:(710077西安西安市空军工程大学电讯工程学院【5】李志伟.基于AT指令的串行通信程序的设计【J】微计算机信研究生管理大队14队)唐浔

息,2007,3(3):272—274

(收稿日期:2008.2.20)(修稿日期:2008.4.05)

一76—360元,年邮局订阅号:82舶6


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