基于Linux的嵌入式闸门智能监控系统

　　非正常关机

　　在系统使用过程中,为了方便用户使用,应该支持非正常关机,即在直接切断电源的情况下避免可能引发的问题。通常采用ext2 文件系统是非日志型文件系统,系统在重新启动时会耗费大量的时间来检查文件系统,有时甚至产生致命错误(fatal error) ,强迫用户手工使用命令fsck 检查文件系统。

　　而使用通用日志型文件ext3 系统,会通过日志记录来保证数据恢复的可靠性,系统在重新启动时不会要求检查文件系统,并且运行速度和稳定性等方面表现良好。升级原有的ext2 文件系统到ext3 : tune2fs - j / dev/hda6 ,并在/ etc/ fstab 文件中将该分区的文件系统类型从ext2 更改为ext3 。由于使用了ext3 日志文件系统之后,不需要再经常进行文件系统的检查(fsck) ,因此有必要使用tune2fs - i 0 - c 0 / dev/ hda6 命令关闭文件系统检查,同时也达到了减少系统启动时间的目的。

　　闸门智能监控系统组成

　　系统结构与功能

　　闸门智能监控系统由中心控制室控制柜、现场闸门启闭机、前端视频监控点、现场水位、闸位监测点以及相关辅助设备构成,系统结构如图1 所示。监控系统以基于Linux 的嵌入式系统为核心,实现功能为:

　　(1) 闸门的升、降、停等运行的智能控制,以及报警、紧急泄洪智能控制;

　　(2) 8 路数字MPEG24 压缩流媒体视频,通过视频图像对水情、闸门的状态及运行情况进行远程监视;

　　(3) 实时水情数据监测,自动测报水位流量和水量,为防洪和水量调度提供依据;

　　(4) 历史数据统计,生成相应过程线及报表。

　　硬件实现

　　中心控制室的控制柜要求有视频监控和数据曲线显示功能,采用CRT 监视器,配合无源底板,半长CPU 板采用PCI6870 ,CPU 使用Intel 公司的PIII Celeron 1.2GHzMHz ,内存为256MB ,以太网接口为10MHz 的RTL-8139A ,四路视频采集卡为飞图DVS4816AVC。CPU 板通过PC104 总线与采样模块和输出模块相连,电子盘采用64M FlashDisk。

　　软件实现

　　系统的软件有两部分,即嵌入式操作系统和应用程序(结构如图2) 。基本的嵌入式操作系统包括:

　　(1) 引导程序bootloader (初始化处理器,初始化必需的设备,下载系统映像,初始化操作系统) ;

　　(2) 嵌入式Linux 内核(包括内存管理、进程管理,进程间通信等,以及其他可配置的硬件驱动,TCP/ IP 网络堆栈) ;

　　(3) 根文件系统。
 

　　总结与展望

　　嵌入式Linux 应用于闸门智能监控系统,对于降低成本,提高可靠性、稳定性,有着积极的意义。

　　在本系统中,采用的是ext3 文件系统,为了进一步提高系统的可靠性,今后还可使用专门针对Flash 存储器设计的日志文件系统JFFS 或JFFS2。由于JFFS2 采用新的存储方式,支持损耗平衡,具有断电保护功能,使文件崩溃后能够迅速恢复。因此JFFS2 文件系统更适合于以flash 作为存储设备的嵌入式系统。