近年來,嵌入式Internet遠(yuǎn)程測控系統(tǒng)已成為計算機(jī)控制領(lǐng)域一個重要組成部分,它將計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、通信與自動控制技術(shù)相結(jié)合并成為新興的研究熱點。通過嵌入式Internet控制系統(tǒng),用戶只要在有網(wǎng)絡(luò)接入的地方,就可以對與網(wǎng)絡(luò)連接的任何現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程測控。嵌入式系統(tǒng)可以根據(jù)應(yīng)用進(jìn)行軟硬件的定制,特別適用于對成本、體積、功耗有嚴(yán)格要求的各種遠(yuǎn)程測控設(shè)備。該項技術(shù)的研究具有廣闊的應(yīng)用前景。 嵌入式Web遠(yuǎn)程監(jiān)控不同于以往的C/S和B/S網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù),它通常采用嵌入式系統(tǒng)作為Web服務(wù)器,使得系統(tǒng)的成本大大降低,且設(shè)備體積小巧,便于安裝、易于維護(hù),安全可靠,此技術(shù)自問世以來得到了業(yè)界的廣泛關(guān)注,各式各樣的解決方案和實現(xiàn)方式層出不窮。 本文提出了一種基于ARM的嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)以嵌入式Boa服務(wù)器作為遠(yuǎn)程信號的傳輸平臺。首先對網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理作了詳細(xì)介紹,然后對嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的實現(xiàn)作了深入的探討和研究。 整個嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)主要劃分為三個部分:嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計;嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制器的軟件設(shè)計;嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)Web服務(wù)器實現(xiàn)。系統(tǒng)選用主流的ARM微處理器LPC2210作為系統(tǒng)主控制器,并根據(jù)需要給出了具體的硬件電路設(shè)計,包括:存儲器接口電路、網(wǎng)絡(luò)接口電路、串行通信接口電路以及信號調(diào)理電路設(shè)計。鑒于μ Clinux對ARM技術(shù)的有力支持,且μ Clinux具有內(nèi)核可裁減、網(wǎng)絡(luò)功能強(qiáng)大、低成本、代碼開放等特點,通過對μ Clinux的裁減、配置和編譯,成功地將μ Clinux移植到LPC2210中。然后完成設(shè)備驅(qū)動開發(fā)、嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)Boa服務(wù)器的構(gòu)建及系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)。 該嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)融合監(jiān)控網(wǎng)與信息網(wǎng),實現(xiàn)了遠(yuǎn)程分布式測控和通訊。系統(tǒng)穩(wěn)定性高、實時性好、性價比高,具有廣泛的應(yīng)用價值,適用于工業(yè)、交通、電力、能源等眾多控制領(lǐng)域。
標(biāo)簽: ARM 嵌入式網(wǎng)絡(luò) 控制 系統(tǒng)研究
上傳時間: 2013-06-13
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儀器儀表產(chǎn)品的總體發(fā)展趨勢是傳統(tǒng)的儀器儀表將仍然朝著高性能、高精度、高靈敏、高穩(wěn)定、高可靠、高環(huán)保和長壽命的“六高一長”的方向發(fā)展;新型的儀器儀表與元器件將朝著微型化、集成化、電子化、數(shù)字化、多功能化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、計算機(jī)化的方向發(fā)展;其中占主導(dǎo)地位、起核心或關(guān)鍵的作用是微型化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化。而我國儀器儀表在工業(yè)自動化儀表方面重點發(fā)展基本上是基于現(xiàn)場總線技術(shù)的主控系統(tǒng)裝置及智能化儀表和專用自動化儀表;閘門測控儀表一般的功能都是控制閘門開度、荷重,以及超限報警等基本功能。處理器核心也一般都是8/16位的單片機(jī),8/16位單片機(jī)功能簡單難以滿足嵌入式設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)、圖像傳輸?shù)纫螅覍θ穗H交互功能的支持也相對較弱。 本文正是針對現(xiàn)有閘門測控儀存在的功能單一、網(wǎng)絡(luò)功能差、接口標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、不具備監(jiān)控功能等問題,開發(fā)設(shè)計高性能新型智能儀表。以設(shè)計出一種智能型閘門測控儀表為研究出發(fā)點,在分析國內(nèi)主流儀表廠家的儀表操作方式和儀表功能的基礎(chǔ)上,合理地進(jìn)行軟硬件設(shè)計,為在同一硬件平臺下實現(xiàn)多種儀表的功能進(jìn)行創(chuàng)新性和探索性研究。提出基于ARM的嵌入式閘門智能測控儀表的設(shè)計,構(gòu)建基于ARM系統(tǒng)的硬件平臺和基于嵌入式Linux操作系統(tǒng)的軟件平臺。應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)技術(shù)設(shè)計開發(fā)全新的智能閘門測控儀主要功能包括:閘門開度和荷重自動檢測、實時性控制;過閘流量實時自動監(jiān)測;閘門運行狀態(tài)診斷與故障報警;實時工況圖像處理;工業(yè)以太網(wǎng)現(xiàn)場總線接口與網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)取?/p>
上傳時間: 2013-04-24
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我國是世界上設(shè)施農(nóng)業(yè)面積最大的國家,設(shè)施面積占世界總面積的70-80%。目前國內(nèi)設(shè)施溫室應(yīng)用的主要環(huán)境參數(shù)采控系統(tǒng)大多為進(jìn)口產(chǎn)品,這些產(chǎn)品技術(shù)含量高,采控效果好,但相對價格較高,通常適用于現(xiàn)代化的大型或高檔連棟溫室。少數(shù)國產(chǎn)品牌無論技術(shù)水平還是采控效果均不甚理想,尤其缺少能夠適用于我國常見的中小型日光溫室的低成本智能采集控制裝置。本文基于國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863計劃)課題“設(shè)施農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)生產(chǎn)技術(shù)系統(tǒng)構(gòu)建與應(yīng)用”,對設(shè)施溫室環(huán)境和生物信息數(shù)據(jù)采集、傳輸、備份、調(diào)控問題進(jìn)行了研究。 論文分析了目前國內(nèi)中小型日光溫室環(huán)境監(jiān)控需求,提出并實現(xiàn)了一套網(wǎng)絡(luò)型設(shè)施農(nóng)業(yè)日光溫室智能控制系統(tǒng)從硬件到軟件的完整方案。主要研究工作如下: (1) 開發(fā)了面向常用環(huán)境信息傳感器和生物信息傳感器的數(shù)據(jù)采集模塊,該數(shù)據(jù)采集模塊具有可定制、可擴(kuò)展的特點。 (2) 開發(fā)了基于CF卡的數(shù)據(jù)備份及存儲模塊,為實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的大容量存儲和本地化自主控制提供了基礎(chǔ)。 (3) 構(gòu)建了傳感器數(shù)據(jù)的局域傳輸網(wǎng)絡(luò)和以太網(wǎng)絡(luò)接口,滿足了節(jié)點環(huán)境參數(shù)及視頻信息寬帶傳輸與溫室集中監(jiān)控的需要。 (4) 開發(fā)了面向中小型日光溫室的可擴(kuò)展核心設(shè)備管理模塊,實現(xiàn)了在決策服務(wù)器支持下的環(huán)境參數(shù)本地自主調(diào)控。 (5) 移植了嵌入式操作系統(tǒng)、開發(fā)了設(shè)備驅(qū)動程序,使用戶可以靈活方便地調(diào)用板載設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)的二次定制開發(fā)。 (6) 對系統(tǒng)軟件、硬件進(jìn)行了模擬調(diào)試和現(xiàn)場實驗,驗證了系統(tǒng)在設(shè)施溫室環(huán)境采控中的各項功能。 論文結(jié)構(gòu)如下:首先分析了課題的研究背景、意義、研究現(xiàn)狀和相應(yīng)關(guān)鍵技術(shù);然后在溫室控制的需求分析上提出了智能控制系統(tǒng)的方案;接著給出了智能PAC系統(tǒng)子/主節(jié)點的硬件設(shè)計及實現(xiàn),給出了基于U-BOOT與uClinux的智能PAC系統(tǒng)軟件設(shè)計和驅(qū)動開發(fā);其次設(shè)計了實驗平臺對智能PAC系統(tǒng)進(jìn)行仿真調(diào)試和現(xiàn)場實驗。論文最后展望了我國設(shè)施農(nóng)業(yè)溫室環(huán)境監(jiān)控的發(fā)展。 現(xiàn)場實驗表明,該智能PAC系統(tǒng)解決了日光溫室環(huán)境和生物信息數(shù)據(jù)采集、傳輸、備份問題,并且具有可定制化、可編程、運行穩(wěn)定可靠的特點,達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計要求。
標(biāo)簽: ARM 設(shè)施農(nóng)業(yè) 網(wǎng)絡(luò) 可編程
上傳時間: 2013-04-24
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比例-積分-微分(PID)是過程控制中最常用的一種控制算法。算法簡單而且容易理解,應(yīng)用十分廣泛。但由于應(yīng)用領(lǐng)域的不同,功能上差別很大,系統(tǒng)的控制要求及關(guān)心的控制對象也不相同。數(shù)字PID控制比連續(xù)PID控制更為優(yōu)越,因為計算機(jī)程序的靈活性,很容易克服連續(xù)PID控制中存在的問題,經(jīng)修正而得到更完善的數(shù)字PID算法。本文以三相全控整流橋阻性負(fù)載為實際電路,控制主電路電壓,旨在提出一種智能數(shù)字PID控制系統(tǒng)的設(shè)計思路,并給出了詳細(xì)的硬件設(shè)計及初步軟件設(shè)計思路。 PID控制系統(tǒng)采用高性能、低功耗的ARM微處理器S3C44BO作為核心處理單元,內(nèi)部的10位ADC作為信號采集模塊,采用了矩陣鍵盤和640*480的液晶作為人機(jī)接口;串口作為通信模塊實現(xiàn)了上位機(jī)的監(jiān)控。采用芯片內(nèi)部自帶的PWM模塊,輸出16M Hz PWM信號并經(jīng)過一階低通濾波器得到0~5V的控制信號用于觸發(fā)主電路控制器,實現(xiàn)PID整定。 軟件方面,分析和研究了uC/OSⅡ的內(nèi)核源碼,實現(xiàn)了其在32位微處理器上的移植,作為管理各個子程序執(zhí)行的系統(tǒng)軟件。選用了圖形處理軟件uC/GUI用于完成LCD顯示及控制。PID算法采用了增量式數(shù)字PID算法,采用規(guī)一化算法進(jìn)行參數(shù)選取。上位機(jī)部分采用了C#語言進(jìn)行編寫。另外,采用了RTC(Real Time Clock)作為系統(tǒng)時鐘,可以實現(xiàn)系統(tǒng)的定時運行、定時模式切換等。在上位機(jī)上也可以方便的控制程序的執(zhí)行,實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。 在論文的最后詳細(xì)的介紹了智能PID控制系統(tǒng)在三相全控橋主電路中的具體應(yīng)用。總結(jié)了調(diào)試中遇到的問題,對今后工作中需要進(jìn)一步改善和探索的地方進(jìn)行了展望。
標(biāo)簽: ARM PID 控制系統(tǒng)
上傳時間: 2013-08-01
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本文給出軟件模擬I2C總線應(yīng)用在多主機(jī)系統(tǒng)中的解決方案。分析多主競爭出現(xiàn)的原因及其時段,結(jié)合時序圖和流程圖闡述競爭仲裁的原理及實現(xiàn)方法,并提供通用軟件包,用戶可將其應(yīng)用在實際的系統(tǒng)中。
上傳時間: 2013-05-27
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在基于工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線技術(shù)的集散控制系統(tǒng)中,對智能測控模板— 熱電偶(TC)信號輸人模板進(jìn)行了設(shè)計與研究。首先對該現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能進(jìn)行介紹和分析,然后給出了熱電偶信號輸人模板的設(shè)計與具
標(biāo)簽: 現(xiàn)場總線 控制系統(tǒng) 智能測控 模板
上傳時間: 2013-04-24
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現(xiàn)代社會中相控陣?yán)走_(dá)的應(yīng)用越來越廣泛,相控陣?yán)走_(dá)在目標(biāo)識別、空間探測、雷達(dá)成像等先進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域的研究不斷深入。相控陣?yán)走_(dá)的各個部分開始采用全數(shù)字化的控制方式,這對波束控制器提出了更高的技術(shù)要求:運算速度快、設(shè)備量少、數(shù)據(jù)吞吐量大、工作方式多、集成度高。為適應(yīng)這些要求,結(jié)合嵌入式技術(shù)的發(fā)展,論文先介紹了相控陣?yán)走_(dá)波控系統(tǒng)的基本功能和發(fā)展趨勢,然后闡述了波束控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方法,接著提出基于嵌入式ARM(Advanced RISC Machines)的雷達(dá)波束控制主控系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計方案和開發(fā)調(diào)試過程,論證了基于ARM嵌入式處理器實現(xiàn)雷達(dá)波束控制主控系統(tǒng)的運算、控制、通信等功能的可行性,最后給出了波控分系統(tǒng)通常采用的幾種工程實現(xiàn)方法和其原理框圖,通過軟硬件相結(jié)合的設(shè)計滿足雷達(dá)波控系統(tǒng)對組件的控制功能,完善波控系統(tǒng)的通用化和系列化設(shè)計思想。
標(biāo)簽: ARM 嵌入式 雷達(dá) 控制系統(tǒng)
上傳時間: 2013-04-24
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結(jié)合一工程實例,介紹了PLC 控制的變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的工作原理及其特點;探討了主副泵切換的閥值流量、閥值頻率;并對住宅建筑變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)存在主泵不能自動切換為副泵工作的問題,提出了引入流量控
標(biāo)簽: 高層住宅 變頻調(diào)速 恒壓供水 系統(tǒng)設(shè)計
上傳時間: 2013-07-15
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以電子計算機(jī)為中心,以最佳統(tǒng)計理論為方法,將載體上的某些或全部的導(dǎo)航設(shè)備綜合在一起,形成一個有機(jī)的統(tǒng)一整體,提高導(dǎo)航信息精度,擴(kuò)大單一導(dǎo)航設(shè)備或系統(tǒng)的功能,這樣的系統(tǒng)通稱為組合導(dǎo)航系統(tǒng)。 本文以某校研制的綜導(dǎo)顯控臺為工程背景,在對綜導(dǎo)顯控臺進(jìn)行需求分析的基礎(chǔ)上提出了基于ARM-Linux平臺的綜導(dǎo)顯控臺的設(shè)計方案。在對系統(tǒng)軟硬件平臺給出了詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上闡述了系統(tǒng)應(yīng)用軟件設(shè)計的思想和基本原則,然后對應(yīng)用軟件的任務(wù)進(jìn)行了詳細(xì)的劃分并完成了系統(tǒng)的相關(guān)軟件設(shè)計。研究了基于ARM-Linux平臺的綜合導(dǎo)航顯控臺的CAN總線、串口通信、以太網(wǎng)接口通信技術(shù)并完成了相應(yīng)的軟件。 本文對嵌入式系統(tǒng)軟硬件開發(fā)技術(shù)作了詳細(xì)而深入的研究,介紹了嵌入式系統(tǒng)的組成原理及特點。深入研究了嵌入式實時操作系統(tǒng)Linux及l(fā)inux環(huán)境下應(yīng)用程序的開發(fā),包括linux下設(shè)備驅(qū)動程序的開發(fā)、符合硬件環(huán)境的系統(tǒng)引導(dǎo)程序Bootloader和文件系統(tǒng)的、Linux內(nèi)核的裁剪和移植、嵌入式GUI的開發(fā)。依照軟件工程學(xué)的一般流程對綜導(dǎo)顯控臺從分析、設(shè)計、實現(xiàn)進(jìn)行完整的論述。最后從系統(tǒng)運行的情況來看本論文所設(shè)計的基于ARM-Linux的綜導(dǎo)顯控臺基本上滿足了用戶系統(tǒng)的要求,提高了組合導(dǎo)航系統(tǒng)的實時性。
上傳時間: 2013-07-05
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本論文研究了基于ARM+Linux的嵌入式測控系統(tǒng)。論文闡述了嵌入式測控系統(tǒng)的特點。結(jié)合目前比較流行的SOC硬件技術(shù),嵌入式軟件技術(shù),以及目前較前沿的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù),對構(gòu)建一個既能進(jìn)行本地多傳感器信息采集又能進(jìn)行數(shù)據(jù)處理以及具有人機(jī)交互界的嵌入式測控系統(tǒng)進(jìn)行了架構(gòu)設(shè)計,即采用ARM+Linux架構(gòu)。 論文詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的硬件設(shè)計,包括核心板設(shè)計和應(yīng)用底板設(shè)計。其中核心板又包括微處理器的設(shè)計和存儲器的設(shè)計;對于應(yīng)用板,介紹了基于CS8900A的網(wǎng)絡(luò)模塊的設(shè)計,基于RS232和RS485的串行總線設(shè)計,以及基于ZigBee的無線模塊設(shè)計。同時,本論文詳細(xì)的介紹了系統(tǒng)的軟件設(shè)計。結(jié)合本系統(tǒng)所采用的U-Boot介紹了嵌入式Bootloader設(shè)計,并針對本系統(tǒng)的板級硬件對U-Boot進(jìn)行了移植。結(jié)合本系統(tǒng)采用的Linux操作系統(tǒng)介紹了嵌入式操作系統(tǒng)的概念,并對Linux進(jìn)行了板級移植。在分析研究嵌入式文件系統(tǒng)的特點的基礎(chǔ)上,確定Cramfs作為本系統(tǒng)的根文件系統(tǒng),并結(jié)合現(xiàn)有的開源軟件Busybox搭建了一個完整的根文件系統(tǒng)命令集。 在本系統(tǒng)硬、軟件平臺上,研究了終端應(yīng)用層上的開發(fā)。并完成了在終端上的嵌入式圖形用戶界面QT的移植,并且為系統(tǒng)開發(fā)出相應(yīng)的I/O和A/D設(shè)備驅(qū)動驅(qū)動程序。 論文在最后介紹了本系統(tǒng)的一個簡單應(yīng)用,即利用QT圖形庫和多線程編程技術(shù),在現(xiàn)有的硬件平臺上設(shè)計出了一個溫度和濕度的無線數(shù)據(jù)采集程序。顯示直觀,界面友好,體現(xiàn)了本平臺具有一定的應(yīng)用前景。
標(biāo)簽: ARMLinux 嵌入式 測控 平臺設(shè)計
上傳時間: 2013-07-06
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