研究如何將當(dāng)前流行的嵌入式技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域中的數(shù)據(jù)采集與記錄方面，是當(dāng)今工業(yè)過程測量控制領(lǐng)域發(fā)展的一個必然方向。 本論文所設(shè)計完成的嵌入式工業(yè)過程數(shù)據(jù)采集與記錄系統(tǒng)，是以32位ARM7微處理器S3C44B0X為核心，取代了傳統(tǒng)的單片機，并且引入了μClinux多任務(wù)實時操作系統(tǒng)。采集到的工業(yè)現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換等步驟處理后，顯示在高分辨率的彩色LCD上。在MiniGUI的支持下，通過豐富的圖形界面功能，以曲線或表格的形式顯示工業(yè)現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)的變化趨勢，具有良好的人機界面。輸入功能通過點擊觸摸屏來實現(xiàn)，可以像使用Windows操作系統(tǒng)一樣，點擊菜單、滾動條、列表框、按鈕等控件以完成相應(yīng)的操作。數(shù)據(jù)的記錄完全脫離PC機，顯示在LCD上的數(shù)據(jù)，可以實時的以文件的形式存儲在Nand Flash中，必要的時候通過USB接口用U盤導(dǎo)出。μClinux操作系統(tǒng)中移植了BOA網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和CGI腳本程序，因此具有動態(tài)Web監(jiān)控功能，用戶可以在PC機上的瀏覽器中通過網(wǎng)絡(luò)隨時監(jiān)測工業(yè)現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)。 經(jīng)過測試，該系統(tǒng)可以穩(wěn)定可靠的運行，完全實現(xiàn)了工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的實時采集、人性化顯示、規(guī)范化操作、脫機化記錄和網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測等一系列功能，取代了傳統(tǒng)的底層智能儀表搭配PC機的構(gòu)架，將其功能合二為一，對工業(yè)企業(yè)的技術(shù)進步和生產(chǎn)過程的現(xiàn)代化有著重要的作用。
標(biāo)簽： ARM 嵌入式 工業(yè)過程 數(shù)據(jù)采集
上傳時間： 2013-07-18
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隨著國內(nèi)工業(yè)化、數(shù)字化的迅速發(fā)展，嵌入式開發(fā)在IT行業(yè)中的重要性越來越顯著。嵌入式開發(fā)領(lǐng)域?qū)Ξa(chǎn)品的功能性、穩(wěn)定性、實時性等方面的要求也越來越高。 采用嵌入式實時操作系統(tǒng)作為開發(fā)平臺，以高性能的嵌入式處理器為工業(yè)控制等領(lǐng)域的主控制器可以有效地提高系統(tǒng)的可靠性、實時性、和軟件編程的靈活性。在嵌入式處理器方面，ARM構(gòu)架已經(jīng)在高性能、低功耗、低成本的嵌入式領(lǐng)域里占領(lǐng)先地位。而在嵌入式操作系統(tǒng)方面，適合國內(nèi)發(fā)展方向的解決方案以及系統(tǒng)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)方面并不理想。首先，國外成熟的嵌入式實時操作系統(tǒng)大都成本高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不適合強實時應(yīng)用；其次，因大部分實時操作系統(tǒng)不公開源碼，使開發(fā)的產(chǎn)品存在安全隱患。而類似μC/OS-II的小型強實時嵌入式操作系統(tǒng)內(nèi)核雖然具有低成本、易控制、小規(guī)模、高性能等特性，但這類系統(tǒng)的基礎(chǔ)較為薄弱，面臨產(chǎn)品化和商業(yè)化還有一定的距離。 本文針對這種情況，結(jié)合現(xiàn)有的操作系統(tǒng)內(nèi)核理論及嵌入式強實時系統(tǒng)的特殊需求，特別是對μC/OS-Ⅱ的研究分析基礎(chǔ)上，面向強實時應(yīng)用，設(shè)計、構(gòu)造了一種適合在32位ARM處理器環(huán)境下使用的內(nèi)核。這樣做的目的是為了提供一個基礎(chǔ)牢固、值得信賴的基本平臺。 本文研究工作主要集中在以下幾個方面： 針對嵌入式環(huán)境中高效、簡潔、易擴展、易剪裁的要求，對內(nèi)核體系結(jié)構(gòu)框架進行了設(shè)計。內(nèi)核整體上采用分層結(jié)構(gòu)，在各層中采用功能相對獨立的模塊：在最底層借鑒微核的原理，只提供最基本的功能模塊。 針對系統(tǒng)快速和穩(wěn)定的實時響應(yīng)能力需求，為IRQ中斷建立了統(tǒng)一的中斷入口，采用合理的半嵌套工作方式；保留FIQ為不可屏蔽中斷，在快速反應(yīng)場合使用；引入中斷分段處理機制解決中斷和任務(wù)的ITC機制共享，需要硬保護機制相互協(xié)調(diào)所引起的硬保護機制被隱性地泛濫使用問題。 針對應(yīng)用提出的系統(tǒng)行為的可預(yù)測性需求，在調(diào)度算法方面采用基于優(yōu)先級位圖的搶占閾值調(diào)度算法，提高了處理器的利用率和任務(wù)集合的可調(diào)度性，減少了內(nèi)核存儲開銷；在共享資源訪問控制方面，以優(yōu)先級天花板協(xié)議為依據(jù)，使用互斥事件解決優(yōu)先級反轉(zhuǎn)和死鎖問題的發(fā)生。 為了保障系統(tǒng)的強實時性能，本文還對內(nèi)核的時鐘管理、內(nèi)存管理等方面進行了設(shè)計。最后，通過實時性能測試，結(jié)果表明該實時內(nèi)核有很好的強實時特性。
標(biāo)簽： ARM 嵌入式 內(nèi)核設(shè)計
上傳時間： 2013-04-24
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隨著現(xiàn)代電子信息技術(shù)和我國汽車制造業(yè)的強勁增長，汽車已不再是簡單的交通工具，而是成為現(xiàn)代科技的載體。汽車的快速增長雖然使我們的出門更加便利，但同時也帶來了諸多社會問題。如：交通事故率上升、交通事故判別和車輛的規(guī)范化管理難度加大等。論文針對以上問題提出了使用視頻記錄的解決方法。 論文設(shè)計了一種基于ARM的嵌入式數(shù)字視頻記錄系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠?qū)惭b在汽車中的攝像頭拍攝到的汽車前視景和儀表顯示畫面進行壓縮并以文件的形式存儲，事后通過回放系統(tǒng)將記錄的文件進行播放，可以以此來規(guī)范車輛管理、判斷交通事故原因和保障乘客安全。系統(tǒng)采用嵌入式技術(shù)并選用32位的ARM微控制器，使用先進的視頻解碼、編碼芯片，成功實現(xiàn)對實時視頻的采集、壓縮及儲存記錄。介紹目前數(shù)字視頻技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用狀況、闡述視頻記錄系統(tǒng)所涉及的視頻壓縮和嵌入式系統(tǒng)設(shè)計基本理論，提出視頻記錄系統(tǒng)的設(shè)計方案。重點對基于ARM的嵌入式數(shù)字視頻記錄系統(tǒng)的系統(tǒng)硬件、軟件設(shè)計做了詳細(xì)的論述。硬件部分以ARM芯片LPC2210為核心控制器，以SAA7113H和Z1510為視頻壓縮核心硬件，完成ARM最小系統(tǒng)、視頻圖像信號的解碼和編碼壓縮電路、IDE儲存接口等電路設(shè)計；軟件部分采用穩(wěn)定可靠的μC/OS-Ⅱ嵌入式實時操作系統(tǒng)，實現(xiàn)μC/OS-Ⅱ在LPC2210上的移植，完成系統(tǒng)的硬件初始化和IDE驅(qū)動的編寫調(diào)試，使整個系統(tǒng)的各個部分能夠協(xié)調(diào)的工作。 試驗表明，基于ARM的嵌入式數(shù)字視頻記錄系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對數(shù)字視頻信號的長時間實時采集、壓縮記錄。壓縮后的數(shù)據(jù)符合MPEG-1標(biāo)準(zhǔn)。
標(biāo)簽： ARM 嵌入式 數(shù)字視頻 記錄
上傳時間： 2013-07-07
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近年來，隨著計算機技術(shù)、通信技術(shù)、集成電路技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展，在線切割系統(tǒng)中實現(xiàn)加工的現(xiàn)代化、安全化，提高加工精度等要求，促使了線切割系統(tǒng)嵌入式化成為未來機床發(fā)展的趨勢。 將嵌入式技術(shù)引入機床控制，是當(dāng)前嵌入式線切割系統(tǒng)研究開發(fā)的熱點。本文提出以32位嵌入式計算機為主控設(shè)備，討論了嵌入式計算機系統(tǒng)和步進電機模塊相結(jié)合在嵌入式線切割系統(tǒng)中的研究和應(yīng)用情況。 在硬件方面選用S3C2410芯片用于主控制設(shè)備，連接用于存儲的64MBNandFlash、64MB SDRAM，以及一塊用于控制顯示240×320大小的TFT LCD顯示觸摸屏和步進電機模塊。 在軟件方面完成了Windows CE在嵌入式S3C2410處理器上BSP的定制與開發(fā)，著重分析了系統(tǒng)啟動的過程，并成功實現(xiàn)了Windows CE在S3C2410上的移植。通過分析，在Windows CE上實現(xiàn)了嵌入式線切割系統(tǒng)的管理模塊，在控制模塊方面，完成了采用RS485串口通信模塊與步進電機控制模塊相結(jié)合，實現(xiàn)了對設(shè)備的控制。
標(biāo)簽： ARM 嵌入式 線切割 系統(tǒng)設(shè)計
上傳時間： 2013-07-31
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飛機飛行的高度、馬赫數(shù)和升降速度等參數(shù)是飛機的自動控制、導(dǎo)航、火控、空中管制、和告警等系統(tǒng)必不可少的信息。隨著飛機性能的不斷增強，飛機上各系統(tǒng)對飛行參數(shù)測試的要求也越來越高，舊有的測試系統(tǒng)已逐漸不能適應(yīng)現(xiàn)代高速飛機飛行參數(shù)的測試需求，本文針對項目委托方提出的技術(shù)要求，經(jīng)過對飛行參數(shù)測試技術(shù)及其發(fā)展趨勢的研究分析，最終確定采用嵌入式技術(shù)，設(shè)計一款基于32位微處理器ARM的集數(shù)據(jù)采集、處理、顯示為一體的測試飛機飛行高度、馬赫數(shù)和升降速度的系統(tǒng)。 基于課題的研究內(nèi)容，本文在分析研究飛機飛行參數(shù)測試原理的基礎(chǔ)上，圍繞著設(shè)計目標(biāo)，從整體方案的選擇、系統(tǒng)各部分元件的選取及測試系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計等方面闡述了主要開展的設(shè)計研究工作。重點對系統(tǒng)硬件電路設(shè)計、軟件設(shè)計和氣壓傳感器的溫度補償方法進行了深入論述。 應(yīng)當(dāng)指出，本文介紹的大氣數(shù)據(jù)參數(shù)測試專用機，選用小型化高采樣速率的硅壓阻式氣壓傳感器、高性能的32位ARM微處理器、高精度A/D轉(zhuǎn)換器、專用接口芯片等優(yōu)化組合，集成度高，體積小，重量輕。實驗結(jié)果表明了所設(shè)計的系統(tǒng)方案合理有效，具有較好的實時性和可靠性，基本上滿足了系統(tǒng)的設(shè)計需要。
標(biāo)簽： ARM 嵌入式 飛行參數(shù) 測試系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-23
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根據(jù)機械電子工程類專業(yè)測控實驗教學(xué)平臺數(shù)據(jù)采集的需要，在綜合考慮成本和性能基礎(chǔ)上，提出以為主處理芯片的數(shù)據(jù)采集卡設(shè)計方案。 該方案的主要特點是，使用基于ARM7TDMI內(nèi)核的，工作主頻最高可達(dá)44MHz；內(nèi)置高性能的ADC和DAC模塊，采樣速度最高可達(dá)1MSPS，采樣精度為12位；模擬信號輸入通道最多可達(dá)16路，模擬信號輸出通道最高可達(dá)4路；具有豐富的外設(shè)資源可以使用，GPIO口數(shù)目最高可達(dá)40個。 在設(shè)計中采用了模塊化思想，將系統(tǒng)分為四個功能模塊：主模塊的功能是控制ADC進行信號采集和DAC進行模擬信號輸出；模擬信號模塊的作用是對傳感器輸入信號和DAC輸出波形進行簡單的調(diào)理；數(shù)字信號模塊引出32路數(shù)字I/O口，可用于需要采集數(shù)字量的場合；JTAG模塊可進行程序的調(diào)試和下載，對于數(shù)據(jù)采集卡的二次開發(fā)有很大的作用。 在本數(shù)據(jù)采集卡上，嘗試進行了μC/OSⅡ操作系統(tǒng)的移植，成功實現(xiàn)了四個任務(wù)的管理。在實際應(yīng)用中，工作數(shù)小時仍可保持正常的運行。 為檢驗數(shù)據(jù)采集卡的串口通訊能力，利用LabVIEW程序讀取下位機串口發(fā)送的已采集到的數(shù)據(jù)，進行波形圖繪制。 為檢驗本數(shù)據(jù)采集卡的ADC和DAC精度，設(shè)計實驗利用DAC輸出波形，并利用ADC將采集到的波形通過LabVIEW顯示，測量結(jié)果顯示兩者電壓值誤差均在可允許的3LSB（Least Significant Bit）范圍內(nèi)，表明本數(shù)據(jù)采集卡已基本實現(xiàn)預(yù)期設(shè)計指標(biāo)。
標(biāo)簽： ARM 數(shù)據(jù)采集卡
上傳時間： 2013-04-24
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隨著嵌入式系統(tǒng)技術(shù)的迅猛發(fā)展,無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)那度胧较到y(tǒng)的發(fā)展成為新的趨勢,嵌入式系統(tǒng)以其小型、專用、易攜帶、可靠性高的特點,已經(jīng)在這個領(lǐng)域到了廣泛的應(yīng)用。 現(xiàn)在隨著嵌入式系統(tǒng)的功能增強,程序代碼變得越來越復(fù)雜,傳統(tǒng)的軟件設(shè)計方式很難保證系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性,使用嵌入式操作系統(tǒng)作為軟件開發(fā)平臺是解決這個問題的有效途徑。在本系統(tǒng)中,系統(tǒng)硬件平臺采用AMR微處理器,軟件平臺采用μClinux操作系統(tǒng),μClinux是一種專門為微控制器設(shè)計的多進程處理任務(wù)操作系統(tǒng),具有對多種文件系統(tǒng)的支持能力,可以將應(yīng)用程序分解成多個任務(wù),簡化應(yīng)用系統(tǒng)軟件的設(shè)計。 本論文以設(shè)計基于32位AMR微處理器LPC2210和移植嵌入式操作系統(tǒng)μClinux的通用通信平臺為主要內(nèi)容,研究了所涉及的關(guān)鍵技術(shù)并提出了實現(xiàn)方案。系統(tǒng)設(shè)計分為三個部分：選用高性價比的PHLIPIS公司生產(chǎn)的16/32位ARM7TDMI微處理器LPC2210作為核心處理器,并在處理器上移植μClinux操作系統(tǒng)；系統(tǒng)的無線傳輸模塊選用CC1020無線串口模塊,以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可靠透明傳輸。整個設(shè)計完成了相關(guān)硬件電路的設(shè)計連接和軟件的代碼編寫調(diào)試,最后實現(xiàn)了整個系統(tǒng)的測試。
標(biāo)簽： ARM 無線傳感網(wǎng) 節(jié)點
上傳時間： 2013-06-04
上傳用戶：小儒尼尼奧
本文在分析研究部隊執(zhí)勤信息化建設(shè)對無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)需求的基礎(chǔ)上，以無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)研究為背景，按照嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的流程和方法，以設(shè)計通用化、模塊化軟硬件平臺為重點，解決無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)為核心，設(shè)計了由32位嵌入式系統(tǒng)主控模塊和射頻收發(fā)模塊組成的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)原型；并通過移植嵌入式實時操作系統(tǒng)--uC/OS-II，構(gòu)造了系統(tǒng)軟件開發(fā)平臺；在此基礎(chǔ)上，完成了系統(tǒng)相關(guān)驅(qū)動程序和通信協(xié)議等底層軟件設(shè)計，為進一步擴展系統(tǒng)功能，實現(xiàn)工程應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。 首先，論文比較了系統(tǒng)微處理器的選擇，無線通信方式的選擇，系統(tǒng)接口方式的選擇等相關(guān)方案，分析了應(yīng)用32位ARM處理器和嵌入式操作系統(tǒng)構(gòu)建系統(tǒng)主控模塊的優(yōu)勢，提出了系統(tǒng)的軟硬件整體結(jié)構(gòu)框架。 其次，從構(gòu)建通用軟、硬件平臺的角度，重點介紹了LPC2138(ARM)微處理器和nRF401無線射頻芯片主要特性及相關(guān)外圍電路的設(shè)計，并對系統(tǒng)的硬件抗干擾措施進行了分析。在完成硬件電路設(shè)計的基礎(chǔ)上，針對主控模塊設(shè)計了啟動代碼，分析了uC/OS-II操作系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，進行了系統(tǒng)移植，形成了完整的軟硬件開發(fā)平臺。 最后，在學(xué)習(xí)研究uC/OS-II操作系統(tǒng)程序設(shè)計技術(shù)的基礎(chǔ)上，討論了系統(tǒng)相關(guān)驅(qū)動程序和通信協(xié)議等底層軟件的開發(fā)方法，完成了基本的層次化，模塊化軟件設(shè)計，對系統(tǒng)無線傳輸功能進行了驗證，并對系統(tǒng)將來的功能擴展和工程應(yīng)用提出了構(gòu)想。
標(biāo)簽： ARM 無線數(shù)據(jù)傳輸 系統(tǒng)設(shè)計
上傳時間： 2013-07-06
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心血管疾病是威脅人類健康的主要疾病之一，而心電圖檢測是診斷心臟病變的有效手段。心電數(shù)據(jù)的高效采集和實時傳輸成為心電檢測的基礎(chǔ)，因此，設(shè)計一種性能可靠、價格低廉、體積較小的心電采集與遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)將對心血管疾病的檢測和預(yù)防具有重要意義。 本文在對心電信號采集技術(shù)和以太網(wǎng)傳輸技術(shù)進行深入研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計實現(xiàn)了一款基于ARM的心電信號采集與以太網(wǎng)傳輸系統(tǒng)。該系統(tǒng)前端是利用AD620、LM324、ADOP07等器件設(shè)計的信號調(diào)理電路，該電路實現(xiàn)了心電信號的高質(zhì)量提取；系統(tǒng)的關(guān)鍵電路是以32位ARM7TDMI-S微控制器LPC2210為核心，并結(jié)合以太網(wǎng)控制芯片RTL8019AS、Flash SST39VF160和SRAM IS61LV25616AL設(shè)計的A/D轉(zhuǎn)換模塊和以太網(wǎng)接口模塊，它構(gòu)建了數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)挠布A(chǔ)；此外，論文還完成了μC/OS-II操作系統(tǒng)在LPC2210上的移植，并實現(xiàn)了系統(tǒng)TCP/IP協(xié)議棧；最后，采用了多任務(wù)化方式設(shè)計了系統(tǒng)應(yīng)用程序。 通過遠(yuǎn)端上位機應(yīng)用軟件測試表明，本系統(tǒng)實現(xiàn)了心電信號的采集與傳輸，達(dá)到了遠(yuǎn)程監(jiān)控心電信號的目的，且運行穩(wěn)定可靠。
標(biāo)簽： ARM 心電信號 采集 遠(yuǎn)程傳輸
上傳時間： 2013-06-15
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WIM動態(tài)稱重系統(tǒng)的研究對于保護公路的正常使用有著非常重要的經(jīng)濟利益和社會價值。針對我國公路WIM系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀和存在的問題，提出了新的思路、解決辦法和改進措施，用以提高整個WIM系統(tǒng)的各項性能指標(biāo)。 基于ARM的壓電薄膜軸的車輛動態(tài)稱重系統(tǒng)的嵌入式研究與設(shè)計，致力于提高WIM系統(tǒng)精度等各項性能指標(biāo)，其采用了高新的軟硬件技術(shù)，是一個比較有研究意義的課題。 本文首先從分析稱重原理入手，提出了一個改進的系統(tǒng)整體設(shè)計方案，在該方案的前提下，通過不斷地試驗修改，搭建了一個基于Labview的現(xiàn)場模擬實驗系統(tǒng)，為下一步研究和整個系統(tǒng)的實現(xiàn)打下了堅實的基礎(chǔ)。本文所做的具體工作，概括起來有如下幾點： 第一，簡要地介紹了基于壓電薄膜軸的WIM系統(tǒng)原理、影響因素以及課題研究的意義等； 第二，給出了系統(tǒng)整體設(shè)計方案，并設(shè)計了多個信號調(diào)理電路，諸如電荷放大電路，隔離電路以及濾波電路等； 第三，采用了32位的微處理器，并采用了一種比較完善的數(shù)據(jù)處理方法，提高了系統(tǒng)的軟硬件技術(shù)，在此基礎(chǔ)上研究設(shè)計了基于ARM-μgC/OS-Ⅱ的WIM嵌入式系統(tǒng)平臺，完成了系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計、實現(xiàn)及操作系統(tǒng)移植； 最后，設(shè)計并實地進行了一個新的試驗，即基于LabVIEW8.2的數(shù)據(jù)采集卡的現(xiàn)場模擬試驗，給出了試驗結(jié)果和分析。該試驗方便于測量與數(shù)據(jù)采集，可得到較為精準(zhǔn)的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，為后續(xù)的數(shù)據(jù)處理打下了基礎(chǔ)；
標(biāo)簽： ARM 壓電 動態(tài)稱重系統(tǒng) 薄膜
上傳時間： 2013-07-29
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