基于嵌入式 Linux内核驱动的电气控制系统

朱尔立

摘要：电气控制系统的优化设计程度决定着电网运行的可靠性程度，如何在物联网环境下优化电气控制系统设计以提高电网运行质量是学者们关注的重点课题。本文探讨了Linux操作系统，以及Linux操作系统的内核移植，分析了基于嵌入式Linux内核驱动下电气控制系统的可行性，研究了电气控制系统设计。

关键词：嵌入式Linux；电气控制系统；应用设计

中图分类号：TM921.5 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2018）07-0007-01

第三次科技后，互联网等现代技术迅猛发展，电气自动化系统也在逐渐完善，而Linux凭借其稳定的内核、健全的网络通讯以及成熟的文件管理模式等特点，成为当下应用最为广泛的新型软件，在一些智能手机上，也都能实现它的功能[1]。本文对基于嵌入式 Linux 内核驱动的电气控制系统进行设计，实现了水声智能传感电机的电气控制，这在一定程度上会电气自动化控制系统的水平与质量能得到进一步提升。

1 Linux操作系统

Linux有着独立的内核结构，这在一定程度上增加了技术人员对其开发和移植的难度。如果我们要把Linux的内核移植到新的平台上时，就要对Linux内核的理论进行深入研究，充分掌握Linux内部结构构造，同时区分开系统中各个不相关结构，这样才能保证Linux内核的精准移植。据了解，Linux起源于90年代，发展至今已经成为一项堪称完美的操作系统之一，不仅在传统行业发展中占有重要地位，而且在部分新兴领域中也站稳了脚跟。我国硬件产品的更新速度较快，种类也纷繁复杂，为了使Linux能够适应当下产品模式，不断增大Linux的拓展范围，相关技术人员应对Linux内核代码进行多次调试，必要情况下，需进行二次多次移植。目前，Linux在自己的pc上设计了一个操作系统，拥有了一个属于自己程序[2]。

2 Linux操作系统的内核移植

Linux的出现标志着我国计算机发展迈向了一个新的高度。Linux主要以实用为主，这也是其最初的设计理念，所以对它的整体开发往往需要结合整个系统效率，必要时还会牺牲一些内置来提升整个移植效率。Linux由于自身系统的特殊性，在进行内核移植时也会具有一定的难度，具体表现为：作为一种新型非常先进的操作系统，Linux没有采用常规的微内核结构，其内核结构是单体形成的。单内核与各个部分紧密相连，而目前国内核系统的发展存在一定的短板，导致系统的通信状况不是很高，通信效率的降低将直接影响着操作系统的整体性能，在修改操作系统过程中往往容易出现牵一发而动全身的局面，这大大增加了移植难度。由于Linux最初的设计是以实用性以及高效率为主要目标，所以我们一定要对其内核进行一定的优化[3]。

3 基于嵌入式Linux内核驱动下电气控制系统的可行性分析

物联网在电气自动化的带领下得到了显著的应用与发展，实现了对电器自动设备的自动性和平衡度的提升，这在一定程度上能保证电气自动化设备的功率输出以及系统运转能够稳定运行。在物联网时代的引领下，可以将电气自动化中的原始数据通过物联网进行收集和分析，对电气自动化的调度也能很好的应用到其中来。物联网作为当下先进技术的发展趋势，通过对计算方法的控制和改良，使传统方法得到改进，如PID神经网络算法、自适应内环控制算法、粒子群进化算法等。由于电气控制自身的干扰因素较大，硬件的信号很容易因此失真。为了使其问题能有效的解决，在当今的物联网时代可以通过对Linux内核驱动，为水声的智能传感电机运转提供强有力的保障[4]。

4 电气控制系统设计

4.1 系统的总体结构

本文对基于嵌入式Linux内核驱动下电气控制系统可行性分析，提出了与之相符合的算法，结合算法的内容，制定出一套完备的电器系统控制方案，并根据方案进行实际操作。在设计时，应从系统硬件部分以及平台设计两方面入手。

（1）系统硬件方面。在物联网的帮助下，我们可以对Linux采用一种特殊的嵌入式内核驱动，在此基础上，还可以实现对电气控制平台的建立，以及水声智能传感器的硬件设计，在此期间，也不能忽略对A/D采样电路以及信号滤波电路的设计，加强加载电路、时钟控制电路、按扣电路的设计，使硬件系统更加完备化。（2）平台设计方面。平台在内容设计方面需要注意几点内容：一是水声智能传感电机控制平台需要特定的功率，采样率应在不低于13MHz以上；二是双向电平转换的功能需要通过单通道进行实现，二线制是最能适应电路连接的方式，只有这样才能很好的保障结构能拥有寻址功能以及电气控制系统的抗干扰能力。

4.2 系统主模块

系统总体硬件构架是搭建系统模块设计的基础，只有将二者有机结合才能完成主要的模块设计。总的来说，硬件终端控制芯片可以实现系统在线中断功能，并进行IN7rO，INT3中断输出。

4.3 电气控制的仿真性能

在检测系统控制性能过程中，必须使用与之相匹配的软件进行系统结构功能的模拟。模拟检测平台需要通过专门的设计进行，系统接口的链接可以通过软件平台自身的MeHSP以及MCP2510利用Linux的控制系统完成接口链接，实现对传感器点机的控制功能。数据的在线采集以及分析整理系统的功能作用，需要通过物联网来实现的，通过平台的信号传输，要想实现远程控制功能，需要采用Server/CHent协议，新增添的API功能，可以对物联网的插件进行设计，使用户信息可以很好的保存下来，随时随地的查看水声智能传感器电机控制的检测和模拟结果。

5 结语

本文在物联网的背景下，通过对嵌入式Linux内核驱动电气系统的控制，实现了将硬件系统与软件系统完整的结合在一起。水声智能传感器系统通过电磁耦合器的方式得到更加完备的设计，通过精确的算法，使电器系统的硬件设计与软件开发能够稳定的运行。

参考文献

[1]李强，陈丁当，舒勤军，等.一种基于幅度谱偏度的语音激活检测算法[J].重庆邮电大学学报（自然科学版），2015，（6）：728-734.

[2]赵欢，王纲金，赵丽霞.一种新的对数能量谱熵语音端点检测方法[J].湖南大学学报（自科版），2010，（7）：72-77.

[3]王民，孙广，沈利荣，等.基于对数能量倒谱特征的端点检测算法[J].计算机工程与应用，2014，（16）：198-201.

[4]叶伟惠.基于嵌入式Linux内核驱动的电气控制系统[J].電声技术，2016，（9）：30-33.