2、位移传感器接口

　　系统采用三线电阻式位移传感器，它把位移转化为电阻的变化，并把电阻变化转换为电压输出。用两路高速12bit A/D采集，通过采集电压值计算出相应的位移测量结果，其流程如图7所示。

　　图7 位移传感器采集流程

　　Fig.7 displacement sensor acquisition flows

　　3、倾角传感器接口

　　倾角传感器用于系统的水平测量。由于采用“液体摆”式倾角传感器，需要较高精度的频率基准和频率采集，普通单片机精度较低，很难完成。系统采用FPGA完成高精度的频率采集。

　　2.软件方案

　　系统软件是专门为图象采集显示工业控制终端定制的，采用方便快捷且成本低的嵌入式linux操作系统做为软件运行环境。界面风格设计成类似Windows操作系统环境下的工业控制软件界面，使用户能够方便的进行操作。

　　2.1 软件工作流程

　　系统加电后自动进行初始化(包括分别初始化：串口、图形界面显示引擎、实时数据库和存储设备CF卡)，随后打开视频采集模块，实时的采集与显示激光束周围的图象。操作人员通过观察屏幕，确定激光对准所需位置后按下“确认”键开始测量。此处仍以接触线的测量为例，说明系统软件工作流程。

　　首先系统从RS232串口中读取全站仪测到的距离(通过激光测距获得)、俯仰角和方位角，并存入数据库。然后读取位移传感器数据，得到轨距值，按照数学模型进行计算得出接触线高，并判断它是否在正常范围内(若超出范围，则报警)。其次读取倾角传感器数据，获得偏移角，通过与前面的距离参数进行三角运算，获得拉出值和接触线的横向偏移，纵向偏移等。重复上述过程测承力索高度，计算得出线缆间距。利用嵌入式数据库Berkeley DB将以上采集的数据、计算数据和测量时间、地点等信息一起记录到相应的表格中，并存储在CF卡上。最后，当测量完毕后，可以插入USB存储设备自动导出DB数据库。其具体流程如图8所示：

　　图8 软件设计流程图

　　Fig.8 software design flow chart

　　2.2 数据库转换

　　测量系统使用的是适合于ARM处理机的实时数据库Berkeley DB存储测量数据，但是在Windows操作系统下DB的数据不能像别的数据库一样以列表的形式直观的显示出来。为了方便工作人员对测量数据做进一步分析，还需编写一个配套的数据库转换软件，对DB数据库做处理，把数据导出成Access数据库下的表格形式。

　　数据库转换软件使用VC++6.0开发环境。首先采用ADO格式创建空的Access数据库，再把Berkeley DB的相关动态链接库添加到工程中，使得 DB 和Access 数据库建立连接。通过游标遍历Berkeley DB数据库把各个表格中存储的数值逐条读出，并写入新建Access数据库的对应表格中。实际操作时应注意DB数据库中的Key，最好定义成字符型，以提高数据库遍历的速度。

　　3 结论

　　针对以往检测设备存在检测精度低、实时性差等问题，本系统设计着眼于系统的通用性、技术的可行性，克服使用计算机所存在的种种技术问题，采用以ARM9高性能处理器为核心的全嵌入式化设计方案，提出通用的软、硬件模型。使用嵌入式linux操作系统平台，克服以往产品的功耗大、体积大的同时降低了设备的成本，在软、硬件设计方面完全具备自主的知识产权，增强了市场竞争力能从容的应对产品升级、换代。实验证明，该设备可靠性高、维护便捷、能快速准确的检测高速铁路的相关技术参数，降低事故发生率。它在路基检测、道路识别等领域将具有很广阔的应用前景。

　　参考文献 周立功.ARM嵌入式系统基础教程[M].北京航空航天大学出版社,2005：322-332. 周立功.ARM嵌入式系统实验教程(三)[M].北京航空航天大学出版社,2005,11. S. Brown ,and J. Rose. FPGA and CPLD Architectures. A Tutorial .IEEE Design and Test of Computers, 1996,vol. 13, vol. 13 (no. 2,) :pp. 42.57 . L. Kitchen and A. Rosenfeld. Gray-level corner detection. Technical report, Universify of Maryland, College Park, Computer Science Center 887,1980. 周如辉.实时视频处理系统的乒乓缓存控制器设计[J].单片机与嵌入式系统应用, 2006 K Lam. C Pang.SH son et al. Resolving executing Commiting confilicts in distributed real-time database systems .The Computer Journal, 1999,428, 42(8) .

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