3.1.4 文件系统定制
Linux采用文件系统来组织系统中的文件和设备,为设备和用户程序提供统一接口。Linux支持多种文件系统,本系统使用CRAMFS格式的只读根文件系统,而将FLASH中的USER区使用支持可读写的YAFFS文件系统格式,方便添加自己的应用程序。
3.2 地震烈度计主要硬件设备驱动
3.2.1 网络设备驱动
系统中采用CS8900A的lO Mb/s网络芯片,它使用S3C2410的nGCS3和IRQ_EINT9,相应修改linux/arch/arm/mach—s3c2410/irq.c,并在roach—smdk24.10.c的smdk2410_iodesc[]中增加{SMDK2410_ETH_IO,S3C2410_CS2,SZ_1M,MT_DEVICE},内核源码中加入芯片的驱动程序drivers/net/arm/cs8900.h和cs8900.c,并且配置网络设备驱动的Makefile和Kcon—fig文件,加入CS8900A的配置选项,这样可以在内核编译时加载网络设备的驱动。
3.2.2 无线网卡驱动程序
从网上下载rt2x00的IPv4环境下的驱动程序,并针对该程序进行IPv6化改造,对其驱动程序进行修改,在系统重编译的时候,将驱动程序加入到系统的内核中。将无线网卡的驱动程序作为一个模块打包到操作系统中,可避免系统掉电后每次都要重装无线网卡驱动程序。
3.3 地震烈度计终端的软件设计
通讯传输软件主要负责完成传感器与业务服务系统之间的IPv6数据通信,软件功能如下:
(1)传感器在成功接入到IPv6传感器网络后主动.向业务服务器发送传感器上线通知;
(2)传感器在成功上线后每隔30 s主动采集烈度传感器的烈度值并上报给业务服务器;
(3)进行GPS时间校准;
(4)进行GPS定位(每隔8 min重新定位一次并上报定位数据);
(5)业务服务器每隔10 min请求一次传感器配置参数;
(6)响应业务服务器的配置参数请求、数据请求、历史数据请求、是否在线响应。
通讯软件包括:GPS数据处理子程序,A/D数据采集子程序,通讯子程序和传感器配置文件。对于不同的传感器,需要修改配置文件中的传感器IP、传感器ID和传感器序列号。传感器终端软件结构见图2。
4 性能指标和功能特点
4.1 性能指标
(1)网络通信协议:IEE802.11b,IEEE802.11g,IPv4,IPv6;
(2)通信频率:2.412~2.462 GHz;
(3)通信速率:54 Mb/s,48 Mb/s,36 Mb/s,
24 Mb/s,18 Mb/s,12 Mb/s,11 Mb/s,9 Mb/s,
6 Mb/s,5.5 Mb/s,2 Mb/s,1 Mb/s;
(4)动态范围:±4g;
(5)分辨率:±4mg;
(6)工作距离:室内40 m,室外330 m,配合增益天线最大可达1 200 m
(7)功耗:≤1.5 W
(8)GPS定位精确度:水平:<6 m(50%),<9 m(90%),高度<11 m(50%),<18 m(90%),速度0.06 m/s。
4.2 功能特点
(1)无线和有线方式均支持IPv6;
(2)采用集成电路方式的传感器,环境适应性强;
(3)入网自动发现;
(4)GPS自动定位、时间校准。
5 结 语
介绍了基于无线IPv6的SI一2型地震烈度计的技术设计和实现,该仪器建立在嵌入式Linux和ARM处理器的基础上,集成了信息感知、数据采集、处理、供电、定位、通讯等功能,具有功耗低、体积小、成本低及便于布设等优点。
随着我国无线网络的扩展和带宽的提升,国家和社会公众对地震安全的重视,该仪器将在国家地震预警、生命线工程自动紧急处置、地震立体观测等系统建设以及震后应急流动加密观测中得到广泛应用,为减轻地震灾害损失做出重要贡献。