1 引言
蓄電池" title="蓄電池">蓄電池生產(chǎn)過程中的狀態(tài)參數(shù)檢測是保證蓄電池出場質(zhì)量的關(guān)鍵。然而目前，國內(nèi)蓄電池的狀態(tài)檢測" title="狀態(tài)檢測">狀態(tài)檢測主要依靠蓄電池電壓巡檢儀、蓄電池電導(dǎo)測試儀和內(nèi)阻容量測試儀等儀器,，這些儀器只是能夠?qū)崿F(xiàn)單一的檢測蓄電池狀態(tài)，而且操作靈活度有限,，數(shù)據(jù)的存儲,、傳輸以及實(shí)時分析都需要額外的pc的輔助來實(shí)現(xiàn), 已經(jīng)不能很好的滿足當(dāng)前許多要求較高的工業(yè)現(xiàn)場控制的應(yīng)用,。為了使蓄電池生產(chǎn)線上的蓄電池性能參數(shù)測量更加靈活，本文提出一種基于qt" title="qt">qt/embedded" title="embedded">embedded的便攜式蓄電池狀態(tài)檢測系統(tǒng),，實(shí)現(xiàn)了對蓄電池的多路數(shù)據(jù)采集,，控制軟件" title="控制軟件">控制軟件界面友善、檢測儀器輕巧方便,。
2 系統(tǒng)總體設(shè)計與實(shí)現(xiàn)
本檢測系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集部分,、a/d轉(zhuǎn)換、arm微控制器和數(shù)據(jù)存儲等幾部分組成,，總體架構(gòu)設(shè)計圖如圖1所示。其中,，數(shù)據(jù)采集部分主要完成對蓄電池性能參數(shù)的采集,，a/d轉(zhuǎn)換部分主要完成采集信號的模/數(shù)轉(zhuǎn)化，arm微控制器是整個系統(tǒng)的關(guān)鍵部分,，主要負(fù)責(zé)與基于qt/embedded的連接,，接受第三方用戶的命令信息并進(jìn)行相應(yīng)的處理。數(shù)據(jù)存儲部分主要負(fù)責(zé)將處理后的數(shù)據(jù)存放到usb設(shè)備中,，為以后數(shù)據(jù)分析提供依據(jù),。
3 控制軟件的設(shè)計
3.1 qt/embedded簡介
qt/embedded是一個和完整的自包含gui和基于linux的嵌入式平臺工具，是qt在嵌入式平臺的版本,。它通過qt api與linux i/o以及framebuffer直接交互,，擁有較高的運(yùn)行效率，而且整體采用面向?qū)ο缶幊?，擁有良好地體系架構(gòu)和編程模式,。通過qt/embedded可以直接構(gòu)建工作在嵌入式設(shè)備上的控制軟件，為便攜式設(shè)備提供良好的人機(jī)交互界面,，使設(shè)備的操作更加靈活,。
圖1 測量系統(tǒng)的組成
3.2 qt/embedded的移植
本文采用宿主機(jī)-目標(biāo)板的移植方式，先在宿主機(jī)上調(diào)試通過后,，再將調(diào)試通過的程序移植到目標(biāo)板上,。
3.2.1宿主機(jī)上的移植
qt/embedded直接寫入幀緩沖，在宿主機(jī)上則是通過qvfb（vituralframe buffer）來模擬幀緩沖,。宿主機(jī)上的移植需要的工具及環(huán)境變量見表1,。其中環(huán)境變量的設(shè)置可以直接用export來聲明，配置qt-embedded-3.3.2時,，/configure–qconfig–qvfb–depths4,，8，16,，32,，就是指定qt/embedded開發(fā)包生成虛擬緩沖幀工具qvfb,。
1 引言
蓄電池生產(chǎn)過程中的狀態(tài)參數(shù)檢測是保證蓄電池出場質(zhì)量的關(guān)鍵。然而目前,，國內(nèi)蓄電池的狀態(tài)檢測主要依靠蓄電池電壓巡檢儀,、蓄電池電導(dǎo)測試儀和內(nèi)阻容量測試儀等儀器，這些儀器只是能夠?qū)崿F(xiàn)單一的檢測蓄電池狀態(tài),，而且操作靈活度有限,，數(shù)據(jù)的存儲、傳輸以及實(shí)時分析都需要額外的pc的輔助來實(shí)現(xiàn), 已經(jīng)不能很好的滿足當(dāng)前許多要求較高的工業(yè)現(xiàn)場控制的應(yīng)用,。為了使蓄電池生產(chǎn)線上的蓄電池性能參數(shù)測量更加靈活,，本文提出一種基于qt/embedded的便攜式蓄電池狀態(tài)檢測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對蓄電池的多路數(shù)據(jù)采集,，控制軟件界面友善,、檢測儀器輕巧方便。
2 系統(tǒng)總體設(shè)計與實(shí)現(xiàn)
本檢測系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集部分,、a/d轉(zhuǎn)換,、arm微控制器和數(shù)據(jù)存儲等幾部分組成，總體架構(gòu)設(shè)計圖如圖1所示,。其中,，數(shù)據(jù)采集部分主要完成對蓄電池性能參數(shù)的采集，a/d轉(zhuǎn)換部分主要完成采集信號的模/數(shù)轉(zhuǎn)化,，arm微控制器是整個系統(tǒng)的關(guān)鍵部分,，主要負(fù)責(zé)與基于qt/embedded的連接，接受第三方用戶的命令信息并進(jìn)行相應(yīng)的處理,。數(shù)據(jù)存儲部分主要負(fù)責(zé)將處理后的數(shù)據(jù)存放到usb設(shè)備中,，為以后數(shù)據(jù)分析提供依據(jù)。
3 控制軟件的設(shè)計
3.1 qt/embedded簡介
qt/embedded是一個和完整的自包含gui和基于linux的嵌入式平臺工具,，是qt在嵌入式平臺的版本,。它通過qt api與linux i/o以及framebuffer直接交互，擁有較高的運(yùn)行效率,，而且整體采用面向?qū)ο缶幊?，擁有良好地體系架構(gòu)和編程模式。通過qt/embedded可以直接構(gòu)建工作在嵌入式設(shè)備上的控制軟件,，為便攜式設(shè)備提供良好的人機(jī)交互界面,，使設(shè)備的操作更加靈活。
圖1 測量系統(tǒng)的組成
3.2 qt/embedded的移植
本文采用宿主機(jī)-目標(biāo)板的移植方式,，先在宿主機(jī)上調(diào)試通過后,，再將調(diào)試通過的程序移植到目標(biāo)板上。
3.2.1宿主機(jī)上的移植
qt/embedded直接寫入幀緩沖,，在宿主機(jī)上則是通過qvfb（vituralframe buffer）來模擬幀緩沖,。宿主機(jī)上的移植需要的工具及環(huán)境變量見表1,。其中環(huán)境變量的設(shè)置可以直接用export來聲明，配置qt-embedded-3.3.2時,，/configure–qconfig–qvfb–depths4,，8，16,，32,，就是指定qt/embedded開發(fā)包生成虛擬緩沖幀工具qvfb。
3.2.2目標(biāo)板上的移植
將qt/embeded程序應(yīng)用到arm開發(fā)板,，在configure配置時配置linux-arm-g++配置選項(xiàng)[6],。最后將交叉編譯好的應(yīng)用程序燒寫到開發(fā)板的根文件系統(tǒng)的/opt目錄中。
3.3應(yīng)用程序的框架結(jié)構(gòu)
基于qt/embedded的蓄電池狀態(tài)檢測控制軟件包括以下4個主要模塊,，如圖2所示,。
圖2 軟件框架結(jié)構(gòu)
3.3.1用戶界面(user interface)模塊
用戶界面如圖3所示，主要包括工作人員信息（圖3①部分）,、蓄電池信息（圖3②部分）、需要顯示的數(shù)據(jù)（圖3③部分）（理想數(shù)據(jù),、數(shù)據(jù)上下限,、實(shí)際檢測數(shù)據(jù)及其當(dāng)前蓄電池的狀態(tài)）和數(shù)據(jù)存儲（圖3④部分）幾部分組成。其中,，檢測人員工作前,，需要手動的輸入員工信息和設(shè)備信息等內(nèi)容，便于數(shù)據(jù)分類,，最后將這些數(shù)據(jù)共同存儲,。
圖3 人機(jī)界面運(yùn)行圖
3.3.2數(shù)據(jù)處理模塊
采集數(shù)據(jù)處理模塊的基本結(jié)構(gòu)流程圖如圖4所示。系統(tǒng)啟動之后,，首先進(jìn)行arm微處理器芯片的初始化工作,，完成初始化之后，系統(tǒng)啟動qt上位機(jī)軟件,，然后整個程序進(jìn)入監(jiān)聽狀態(tài),，不停檢測是否有控制命令事件觸發(fā)，一旦觸發(fā)則進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)化,，將數(shù)據(jù)采集模塊采集到的信息進(jìn)行數(shù)/模轉(zhuǎn)化,，最后將完成處理的數(shù)據(jù)送至顯示模塊顯示。
圖4 軟件流程圖
在ad模塊的驅(qū)動程序設(shè)計中采用中斷采集的方式完成數(shù)據(jù)采集,。ad驅(qū)動函數(shù)主要代碼如下：
?。?）設(shè)備初始化，驅(qū)動設(shè)備的注冊,。為防止設(shè)備號的沖突,，這里設(shè)備注冊采用的是自動分配設(shè)備號,。
devfs_handle=devfs_register(null,device_name,devfs_fl_auto_devnum,0,0,s_ifchr|s_irusr|s_iwusr,&s3c2410_fops,null)。
?。?）open函數(shù),，用于設(shè)置ad通道，并進(jìn)行比例因子初始化,。
init_waitqueue_head (&adcdev.wait),；
//等待隊(duì)列，當(dāng)數(shù)據(jù)到達(dá)的時候,，進(jìn)程被喚醒,，并將數(shù)據(jù)返回調(diào)用者。
adcdev.channel=0,；
adcdev.prescale= 0xff,；
//ad設(shè)置，說明對通道0進(jìn)行采樣,。
?。?）read函數(shù)，關(guān)鍵函數(shù)之一,，在這個函數(shù)中需要配置ad器件的控制寄存器,，并啟動轉(zhuǎn)換。使用copy_to_user函數(shù)把數(shù)據(jù)從內(nèi)核傳遞到用戶空間,，功能函數(shù)主要代碼如下：
start_adc_ain(adcdev.channel, adcdev.prescale),；
interruptible_sleep_on(&adcdev.wait)；
copy_to_user (buffer, (char*)&ret, sizeof(ret)),。
?。?）最后，把所有功能函數(shù)寫進(jìn)file_operations,。
表1 宿主機(jī)上的移植需要的工具及環(huán)境變量
4 總結(jié)
在各種檢測系統(tǒng)的研究和設(shè)計中,，數(shù)據(jù)采集是必不可少的環(huán)節(jié)。本系統(tǒng)以s3c2410a微控制器為基礎(chǔ),，利用圖形化編程語言qt設(shè)計出可視化,、友好的控制界面，能夠顯著提高人機(jī)界面的顯示效果,。該系統(tǒng)具有較高的穩(wěn)定性,、可靠性，特別適用于便攜式檢測裝置,。因此,，該系統(tǒng)具有廣闊的市場前景。