摘 要：天然氣是我國重要的能源之一，更是一種混合了多種氣態化石的燃料，一般多被儲存在石油與天然氣田中，由於這種燃料在燃燒之後，並不是產生污染物，具有熱值高、安全可靠的優點，所以深受人們的喜愛，世界各國也逐漸加大了對天然氣的開發利用，已經成爲了當前社會發展中的主流趨勢，其消費總量正在逐步趕超石油與煤炭資源。因此，基於這種情況下，壓縮天然氣加氣機控制系統應運而生，透過將天然氣壓縮成氣體形式，輸送給汽車中作爲主要燃料，並經過多級淨化處理之後，再利用專門的售氣機爲車輛加氣。對此，本文具體對壓縮天然氣加氣機控制系統設計進行了深入研究探討，並得出以下相關結論，以供參考交流。
關鍵詞：加氣機;壓縮天然氣;控制系統
現如今，伴隨着現代化建設進程的飛速加快，有效推動了我國汽車產業的快速興起，同時也給人們的日常生活帶來了很多的便利。而我國汽車產業在高速發展的同時，也對生態環境造成了嚴重的破壞與污染，引發這一問題的主要原因是由於汽車在形式過程中排放出的廢棄導致的，因此，加強對新型汽車燃料的研究開發是非常有必要的，在經過相關人員堅持不懈的內應力下，壓縮天然氣應用而生，並逐漸成爲了當前最新型、應用廣泛的一種汽車燃料。爲此，本文重點對壓縮天然氣加氣機控制系統設計進行了探討分析，從而總結出以下相關結論，以供參考交流。
1 壓縮天然氣加氣機控制系統功能需求分析
1.1 壓縮天然氣加氣機工作原理
實際上，壓縮天然氣加氣機具體的工作原理是透過將使用主控電磁閥，促使外部高壓天然氣順利流入到加氣機內部，而在這一過程中，加氣機內部的質量流量計將會對流入的氣體進行準確計量。此時加氣人員將會搬動手動閥，促使加9*槍中含有的壓縮氣體加入到汽車存氣罐中。而在這所有的`環節中，都是利用控制器進行自動化操作的。同時，控制器還會對質量流量計進行實時監測，還會把檢測到的數據結果進行統一處理顯示。
1.2 客戶需求及產品功能特性分析
通常情況下，壓縮天然氣機器加氣機控制系統在正常執行過程中，往往需要按照相關程序執行進行操作。其中主要包括了對機體內部電磁閥的開啓和關閉，流量質量信號檢測等等，而這些全過程都是要經過加氣機控制系統的管理控制。而站在客戶角度方面來說，在對壓縮天然氣加氣機控制系統進行設計時，應該具體考慮以下幾方面功能：
(1)設計人員在對壓縮天然氣加氣機控制系統進行設計時，需要切實站在客戶角度上考慮問題，加快實現對加氣機內部電磁閥的自動化控制，對其開啓與關閉操作進行有效的管理，這樣有利於保證加氣機高效穩定的執行，進一步增強加氣機系統的抗干擾性。
(2)控制器可以透過採集到的電信號，對加氣機內部管道壓力變化情況進行實時監測，這就需要設計人員對其AD轉換功能方面進行優化設計，使其具備良好的靈敏性。
(3)爲了更好的滿足於客戶對控制器功能的需求，控制器在實踐應用過程中，應該能夠利用質量流量計產生的脈衝電信號，對加氣過程中氣體流量大小進行記錄，以此來對加氣金額進行計算。
(4)在實際的設計過程中，設計人員還要重要考慮到控制器系統數據儲存模組的功能，透過使用相關數據庫，對加氣數據進行記錄與儲存，以便於用戶查詢與打印。
(5)現行的壓縮天然氣加氣機控制系統還要與IC卡讀卡器模組相互連接在一起，促使用戶在加氣過程中，透過使用IC卡完成全部交易活動，盡最大限度的爲用戶提供更多的便利。
(6)對於擦混同優秀的設計部分，設計人員應該在此基礎上進行改進和完善，由於現代科學技術的飛速發展，相關係統軟件具備了豐富的功能作用，設計人員應該重點考慮人機交的操作方式，實現觸屏操作方式。
(7)就我國當前網絡發展趨勢來看，嵌入式產品已經佔據了主導地位，因此，在現代加氣站建設中，應該實現多臺加氣機之間的數據共享，並藉助網絡技術優勢，對這些加氣機系統進行統一管理控制，確保加氣機控制系統支援網絡連接，在設計時，預設出網絡連接口。
1.3 系統的功能實現方案分析
該控制器除了需要一個功能較爲強大的核心處理器之外，實現各項系統功能的硬件基礎是各種外部設備以及相應接口。各項功能的相關設計方案爲：
(1)對於加氣機內部的電磁閥的控制，需要使用控制器中集成的GPIO接口。由這些GPIO接口所產生的電平信號可以控制對應電磁的開閉狀態。
(2)目前使用較爲廣泛的質量流量計是以電脈衝爲輸出信號，因此控制器同樣可以使用GPIO端口作爲信號輸入採集口，來對質量流量計發送的電脈衝信號進行採集，並透過軟件程序進行脈衝信號的計數。
(3)用於測量管道內氣體壓強的壓力變送器所產生的信號爲基於電壓的模擬量信號，所以控制器可以使用內部集成的AD轉換模組來對輸入信號進行數模轉換，並進行記錄和處理。
2 控制器系統的硬件原理設計
2.1 嵌入式微處理器選型
在系統硬件平臺搭建之前，必須對核心組件即嵌入式微處理器進行選型分析。微處理器的選型：f僅關係到系統的性能，而且也關係到硬件功能擴展的難易程度。
S3C6410是一款由三星公司所生產，主要面向移動電話及便攜式設備領域的處理器。S3C6410處理器是基於ARM1176JZ內核，內部還集成了較多的功能較爲強大的硬件加速器，如2D圖像加速器、音視頻處理加速器等，具有低成木、低消耗、高性能的特點。
S3C6410處理器的存儲系統擁有雙重功能的外部存儲端口。FLASH/ROM存儲端口可以支援多種外部存儲器，如NOR-FLASH、NAND-FLASH以及SD卡等。而DRAM存儲端口可以透過硬件配置支援移動式的DDR存儲器和SDRAM存儲器。爲提高系統的整體性能，處理器內部集成了許多外圍接口：4通道UART、32通道DMA、24位TFT真彩色LCD控制器、通用I/O端口、IIC總線接口、USB主設備接口以及產生系統時鐘的鎖相環等。
2.2 核心板的原理圖設計
由於核心板的設計是一個較爲複雜的過程，本節只對其中較爲關鍵的模組器件進行描述，如微處理器、動態存儲器和靜態存儲器等。
S3C6410採用ARM1I76JZF-S核心，H?有8級指令流水線結構。其支援的物現地址空間大小爲4G，可以分爲兩部分：一部分作爲儲存導址空間I 0x00000000～0x6FFFFFFF)，一部分連接外部設備以方便的訪問外設(0x70000000～FFFFFFFF)。存儲空間又可分爲鏡像引導對司、內部存儲間、靜態存儲空間和動態存儲空間共四個部分。
3 結束語
本文以壓縮天然氣加氣機的控制器系統爲設計目標，設計了一款以S3C6410處理器爲核心的控制器電路。從系統平臺總體設計方案的選擇與論證，到硬件平臺的總體設計方案的分析，再到各個功能模組的選型和原理設計，呈現了一套完整的嵌入式控制系統的硬件設計流程。
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