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根据DSP的地下微水检测体系的规划

基于DSP的地下微水检测系统的设计

微水实验法是一种瞬时向井中注入或抽取必定量的水,经过观测井水位改变状况,求得井邻近含水层浸透系数的办法。关于浸透性较高的含水层,瞬时抽取或注入必定流量水后,井中水位很快康复到初始水位,不易观测井中水位降深随时刻的改变;关于低浸透性含水层,瞬时抽取或注入必定流量水后,能够较好观测到井中水位降深随时刻的改变,求得含水层水文地质参数。

1 地下微水检测体系的规划方案

该检测体系用于确认不同低浸透性含水层介质中的浸透参数。经过在含水层安置的钻孔中激起水头改变,实时丈量水头随时刻的改变,运用地下水动力学原理,核算含水层的浸透系数。

该体系经过MSP430单片机收集压力式液位变送器和温度传感器的信号,将收集的信号经过简略处理后上传到TMS320F2812进行剖析处理,得到井下水面高度改变以及井下水温等参数的精确值,并送至液晶显现屏实时显现,一起对USB设备进行简略文件操作,便于数据存取。将μC/OS-Ⅱ实时操作体系移植到TMS320F2812中可进步体系的牢靠性,具有杰出的扩展性。

图1为该地下微水检测体系结构框图,它首要由主控单元TMS320F2812、数据收集、USB接口、液晶显现、电源及复位电路等模块组成。

2 体系硬件规划

2.1 数据收集模块

数据收集模块用于收集液体的压力和温度值。该体系选用压力式液位变送器,它是选用高功用的硅压阻式压力充油芯体作为压力灵敏中心,接入专门%&&&&&%将传感器毫伏信号转换成规范电流信号输出。该压力式液位变压器再将规范电流信号传输给MSP430单片机。温度传感器选用数字温度传感器DSl8B20,该器材也将温度值传送给MSP430单片机。

2.2 USB接口模块

USB接口模块对U盘进行操作完结数据存储。这儿选用CH375型USB接口器材。CH375是一款USB总线的通用接口器材,具有8位数据总线和读、写、片选控制线以及中止输出,能够便利的挂接到单片机/DSP/MCU/MPU等控制器的体系总线上。CH375支撑5 V和313 V电源电压,支撑低功耗形式。图2为USB接口模块硬件电路。


CH375的TXD引脚直接接地,CH375作业在并口方法。电容C4用于CH375内部电源节点退耦。电容C3和C5用于外部电源退耦,主张C3选用0.1μF的独石%&&&&&%。为了使得CH375牢靠复位,电源电压上升时刻应小于100 ms。

3 体系软件规划

该检测体系软件规划首要包含MSP430数据收集模块、μC/OS-Ⅱ在TMS320F2812上的移植、μC/OS-Ⅱ下使用程序等3部分。

3.1 MSP430数据收集模块

MSP430数据收集模块软件程序规划选用模块化、结构化的规划方案。该模块软件规划从功用上可分为2部分,第1部分是与硬件密切相关的驱动程序,首要完结对硬件底层寄存器的操作,包含MSP430外部电路和内置外设;第2部分是跟硬件无关的使用程序,首要包含读取温度、压力采样、数据处理等。图3为MSP430数据收集模块的主程序流程。

3.2 μC/OS-Ⅱ在TMS320F2812上的移植

  所谓移植,便是使一个实时内核能在某一微控制器或处理器上运转。为了进步可移植性,μC/OS-Ⅱ的绝大部分代码都是选用C言语编写的。一般状况下,这部分代码无需批改就可运用,因而该移植作业首要与4个文件相关:OS_CPU_A.ASM(汇编文件),OS_CPU.H,OS_CPU_-C.C(处理器相关C言语文件)和OS_CFG.H(配置文件)。批改完结以上4个文件即为在DSP上移植通用代码,此通用代码加上发动代码,组成在DSP上进行操作体系移植的完好移植代码。

3.3 μC/OS-Ⅱ下使用程序规划

  移植实时操作体系μC/OS-Ⅱ是为了使用μC/OS-Ⅱ。移植成功后,需求在μC/OS-Ⅱ下编写各项功用程序。编写使命之前,需求界说使命仓库的长度、使命仓库以及声明使命函数,然后在恰当的当地创立使命。

  TMS320F2812完结各项功用的软件首要完结如下功用:与MSP430通讯、对MSP430上传的数据进行剖析再处理、液晶显现、USB存取数据。因而,本体系使命划分为:体系运转监督、USB存取、与从机MSP430通讯、键盘液晶、实时时钟、运转指示等使命。各使命优先级分配如表1所列。图4为该体系使用程序整体流程。

4 实验成果

  实验成果表明:选用TMS320F2812完结的地下微水检测体系,能够精确观测井中水位降深随时刻改变的规则,运用这些实验数据求解出低浸透性含水层介质中浸透参数。该体系可在一个采样周期内高精度丈量井中水位降深以及井下水温等参数。该检测体系的采样频率能够批改,例如:设l s采样10个数据,1个采样周期为1 min。即采样一次可获得600个数据,一起可手动按键设置测井编号、丈量次数、丈量时刻等参数,针对不同场合在压力传感器范围内批改零点。丈量数据经过USB接口读写和删去,便于后期计算处理丈量数据;并选用液晶屏,具有杰出的人机界面和操作功用。液晶屏可一起显现各种参数,悉数操作可根据汉字提示直接输入,显现智能仪表现场无障碍输入。

5 结束语

  该体系运用TMS320F2812的高速的数据处理功用。完结地下微水检测,具有牢靠性高,易操作等长处。但需注意的问题:因为本设备野外作业,在供电电源条件缺乏的状况下,需电池供电,因而应在软硬件规划时,充分考虑体系低功耗作业的问题。该体系选用USB接口,便于存取、剖析和处理数据,并将μC/OS-Ⅱ实时操作体系移植到TMS320F2812中,选用模块化的规划方案。大大缩短软件开发周期,一起有利于进步程序的实时性和产品的可扩展性。该体系已成功使用于现场,运转正常,到达预期项目要求。

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