一种基于ARM的航标终端设计方案

0 引言

航标是航行标志的简称，是指示航道方向、界限与碍航物的标志，为船舶的安全航行提供了基本保障。航标终端通过测量航标灯工作状态(电压、电流、可用灯泡数、闪光周期、位置信息等参数)，再将这些状态信息以数据报的形式在CPU的控制下通过公共通讯网发送回航标监控中心。同时，监控中心也可以对航标进行远程遥控。这样，就能使得当代的航道建设趋于数字化、信息化。

1.系统总体设计

航标终端需要测量和控制的对象参数主要有电压、电流、灯质、日光值等，既有模拟量又有数字量。终端必须是一个电源适应能力强、抗干扰能力强、功耗低、集成模数转换的SOC(System On Chip)系统。本航标终端采用主、从双CPU结构。系统主控制器采用NXP(恩智浦)公司的32位Cortex-M3内核嵌入式微处理器LPC1769,负责与监控中心的GPRS/GSM通信、GPS信号的读取与前差分处理、本地数据的存储、RS-232/485扩展通信、模拟量检测、与从CPU通信及系统远程升级等工作，并预留其他通信接口;从CPU采用NXP公司的32位Cortex-M0内核嵌入式微处理器LPC1114,负责灯质、倾角/撞击和环境温度等参数的检测并预留其他通信接口。基于ARM的航标终端系统框架如图1示。

图1中，A/D用于检测电压和电流;从CPU负责灯质、倾角/撞击、温度的测量及预留接口;64K E2PROM保存配置数据、历史数据等;串口0用于在系统升级和调试，串口2用于GPRS/GSM模块通讯，串口3用于GPS数据的通讯，串口1用于提供一个RS-232/485接口，和其他外设通讯。

2.主要模块硬件电路设计

2.1 A/D测量电路

模拟量测量包括航标灯、电池、太阳能板等的电压、电流。电压直接通过滤波电路送入A/D转换器进行处理。电流的测量则通过电流传感器将电流转换成电压量并滤波后送入A/D转换器。电路如图2所示。

2.2 电源控制