在采礦、冶金、制造、化工、制藥、供水等行業中,壓力是生產過程中的重要參數,它的應用極其廣泛。實時監測壓力的變化是實施現代化生產管理的重要環節,因而壓力測試技術和儀表的發展歷來受到人們的重視。在采礦行業中,壓力檢測是保證采煤安全的重要一環,因此開發一種智能壓力檢測裝置來用于采煤工作面液壓系統的壓力檢測是十分必要的。 本文所設計的壓力檢測系統是ARM處理器與儀器的有機結合,它以菲利普公司的LPC2294為核心,利用電阻應變片將壓力轉換成電壓信號,通過放大電路將電壓信號放大并傳輸至LPC2294進行A/D轉換,然后將各液壓支架的壓力數據傳輸至存儲芯片保存,并顯示。本系統的特點是:壓力量程為1~60Mpa,每5分鐘采集一次壓力數據。各分機的壓力數據通過CAN總線傳輸至主機,總線的傳輸速率為250Kbps。主機再通過串口將數據傳輸至計算機。計算機通過串口讀取主機的壓力數據,并將數據保存在數據庫中,上位機采用NI公司的Labview軟件進行設計。其中串口的接收部分用Labview中自帶的VISA控件來編寫,數據庫部分采用微軟的Access軟件建立數據庫,利用第三方編寫的Labsql將數據寫入數據庫。 論文的第一章綜述了壓力檢測的起源,發展以及國內外壓力檢測的現狀;第二章主要論述了系統的整體設計思路及方法;論文第三章、第四章系統的硬件電路、軟件開發環境及相關的軟件流程;第五章簡單介紹了PC機軟件開發語言以及對上位機部分的軟件設計做了簡單的介紹。第六章對全文的工作做了總結,并對壓力檢測以后的發展方向闡述了自己的觀點。
上傳時間: 2013-08-01
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電能是一種最為廣泛使用的能源,其應用程度是一個國家發展水平的主要標志之 隨著科學技術和國民經濟的發展,對電能質量的要求也越來越高。研制一種新型的電能質量實時監測系統,有效的進行電能質量監測,對保證電網和廣大用戶的電氣設備和各種用電器具的安全經濟運行、保障國民經濟各行各業的正常生產和產品質量具有重要意義。 本文首先闡述了電能質量監測系統的國內外研究現狀和電能質量的標準,并給出相應的測量方法;然后依據電能質量監測系統總體設計原則,詳細分析了現有的各種設計方案,并比較各自的優缺點,最終提出了基于DSP和ARM的雙CPU電能質量監測系統的設計方案。硬件設計方面,詳細分析了主要元件的應用選型,重點研究了硬件平臺的各部分組成和電路原理圖。在前置采集模塊中,采用ADS8364芯片設計了多通道信號采樣保持和快速轉換電路實現高精度的采樣,利用鎖相環跟蹤電網頻率實現硬件同步;同時充分發揮DSP的信號處理能力和ARM處理器的協調管理能力,設計了以DSP和ARM為核心的電路板。軟件設計方面,ARM部分構建了嵌入式Linux開發環境;DSP部分給出了程序設計流程圖;應用程序中移植了嵌入式數據庫sqlite,且設計了基于Qt/Embedded的人機交互界面。
上傳時間: 2013-06-03
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隨著計算機技術、網絡技術和微電子技術的深入發展,嵌入式系統在各個領域中得到廣泛應用。以ARM和以FPGA為核心的嵌入式系統是當前嵌入式研究的熱點,而相關研究的開展需要功能強大的開發平臺支持,因此基于ARM和FPGA的開發平臺設計研究具有重要意義。 本文分別設計了一款基于PXA270的ARM開發平臺和一款基于Virtex5的FPGA開發平臺,主要針對電源管理、接口設計、板級時序等關鍵技術進行了研究。在此基礎上利用PADS Logic設計工具完成了系統原理圖設計,并借助Hyperlynx SI仿真工具,對PCB的板級設計問題進行了分析,實現了平臺PCB的可靠設計。最后對平臺各模塊進行了調試,通過在平臺上運行操作系統并加載可執行程序的方法驗證了平臺整體功能。 本文的特色體現在以下三個方面: (1)結合PXA270處理器內部的電源管理單元和MAX1586A集成電源管理芯片,實現了PXA270開發平臺的動態電源管理,有效降低了平臺功耗; (2)平臺實現了FF/BT/STUART、USB Host/Client、SD/MMC、AC'97、LCD和擴展VGA、PCMCIA/CF等多種接口,具有良好的開發靈活性和通用性; (3)對開發平臺PCB板級走線中可能出現的反射、串擾、時序沖突等問題進行評估,給出了布線約束方案,使系統可靠性得到有效提高。
上傳時間: 2013-07-06
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21世紀是“信息世紀”,隨著人們生活水平的不斷進步,對于家居環境要求也日益增高。如何將信息產業的最新成果,應用于構建一個舒適和諧的家居環境,已日益引起人們的關注和重視。傳統的家庭電子電器類產品具有單個控制的特點,無法進一步構成網絡,和外界進行信息交互。“智能家居”概念的提出,改變了這種這種狀況。智能家居系統可以將相對獨立的電器產品“智能”地連接在一起,提供全方位信息交換功能,幫助家庭內部及外部實現信息暢通,從而優化生活環境,提高生活質量。 本文提出了一種基于GPRS網絡的以ARM和嵌入式Linux操作系統為基礎的家庭網關無線接入方案,能通過手機短信息對控制節點進行遠程控制,實時獲得當前圖像信息和家居環境的各項物理參數。 本文所做的主要工作為: 1.調研了國內外智能化家居系統的研究現狀和發展趨勢,并結合目前國內智能家居的發展特點,設計了基于嵌入式系統的智能家居監控系統。在設計中選用了ARM9 S3C2440處理器和嵌入式Linux操作系統,主要由基于ARM的主控模塊、GPRS短信發送模塊、基于nRF2401的無線(分)節點通信模塊幾個部分組成。 2.建立了嵌入式系統的平臺和開發環境。主要包括嵌入式Linux的裁減、設備驅動程序的編寫,交叉編譯和串口驅動的編寫,完成了USB驅動的移植。 3.在組網方式上選擇了nRF2401無線射頻模塊和GPRS模塊,完成了周邊器件的電路設計,實現了無線模塊的相互通信和信息傳輸。 4.實現了XMODOM協議,將圖片和物理信息傳送至GPRS模塊,并實現了彩信的MMS發送。 本文完成了智能家居監控系統的硬件設計和軟件設計,并進行了調試,驗證了所設計系統的有效性和實用性。實驗結果表明提出的監控系統設計方法是可行的,且整個系統具有良好的通用性和可擴展性。由于采用Linux作為嵌入式操作系統,符合嵌入式的發展潮流,方便了在該設計的基礎上進行二次開發和擴展。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著計算機技術的不斷發展,嵌入式系統以其功能強大、可靠性高、體積小、功耗低等諸多優點,適應了社會信息化、網絡化、智能化的發展需求,比一般的通用PC系統具備更大的優越性,在各行業領域內獲得了廣泛的應用。GPS定位導航技術與計算機技術的融合在近幾年來現代信息通信領域內發展迅速。 目前,GPS定位導航技術主要應用于大地測量與車輛定位領域,個人應用方面相對較欠缺。因此,發展應用于個人的手持GPS定位導航系統擁有廣泛的市場空間。鑒于這種情況,本文設計開發了一款基于ARM處理器與GPS接收模塊的手持定位導航系統,系統通過采用功能強大、成本低廉的嵌入式Linux操作系統,充分發揮ARM處理器的高性能低功耗特點,提升了系統特性。 論文的主要內容: 1.分析了GPS定位導航技術的發展現狀和基本原理,研究了如何實現基于ARM處理器定位導航系統的設計方案。在此基礎上,建立了滿足手持定位導航系統功能需求的軟、硬件平臺,包括硬件平臺中各模塊的組成與連接,以及軟件平臺中系統啟動代碼、操作系統的移植,文件系統的制作。 2.設計實現了GPS模塊與ARM處理器的通信功能、電子地圖的顯示功能、人機交互的控制功能。各功能模塊在設計中包括了接口和外設的驅動程序,以及應用程序兩部分。通信功能模塊中,GPS模塊實時接收GPS定位衛星數據,并通過RS-232接口向處理器傳輸數據;電子地圖顯示以及人機交互的功能模塊中,使用MiniGUI圖形用戶界面支持系統,實現了在LCD觸摸屏上顯示電子地圖以及基本定位導航控制等人機交互的功能。 3.測試了系統各模塊的功能,給出了系統的實現結果,根據測試結果分析了系統設計中的不足,并提出了對系統未來改進目標的設想。
上傳時間: 2013-04-24
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本文主要從單片機軟件實現角度介紹一種公歷到農歷轉換的算法思想, 算法采用MCS-51 指令系統實現。并給出程序流程圖,另外對二十四節氣和生肖的算法也做詳細介紹。關鍵詞:單片機;MCS-51 指
上傳時間: 2013-04-24
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隨著社會的不斷進步,人們的生活與銀行的關系越來越密切,在銀行辦理業務占去了人們很大一部分時間,據日常生活經驗,在銀行辦理業務的人均排隊時間達到了兩個小時,這種等待大大的影響了人們的生活質量。為了解決這個問題,本文設計了一種具有操作方便、價格低廉等特性的銀行繳費系統,該系統以當前強大的網絡系統為基礎,能夠讓用戶足不出戶就可以向銀行繳納水、電、燃氣、電話等費用,極大的方便了人們的生活,具有廣泛的應用前景。 本文首先介紹了銀行卡繳費系統的硬件設計方案,包括串口、JTAG、以太網、音頻、USB、LCD觸摸屏等接口電路的設計及各模塊之間的關聯關系;接著詳細介紹了基于單片機的磁卡讀卡器的軟、硬件工作原理,為其設計了基于串口的驅動程序;然后介紹了觸摸屏的工作原理,重點介紹了觸摸屏的校正算法。最后介紹了基于MiniGUI的繳費通系統軟件的設計,給出了系統的聯合調試結果。 本繳費系統使用ARM9內核的2440處理器作為核心處理器,其主要外設有網卡、磁卡讀卡器和觸摸屏,其中網卡用于系統和網絡的連接,提供局域網、電話線、ADSL三種上網方式;讀卡器用于讀入用戶銀行卡信息;觸摸屏用于人機交互,包括用戶輸入密碼、繳費金額及向用戶顯示歷史繳費信息等功能。軟件部分底層采用嵌入式Linux操作系統,使用MiniGUI集成開發環境,通過觸摸屏向用戶提供友好的人機交互界面。 文章最后針對本課題的研究內容進行了總結,指出不足并對未來發展進行展望。
上傳時間: 2013-05-21
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汽車防抱死制動控制系統(ABS)是改善汽車主動安全性的重要裝置,在汽車日益普及的今天,它的應用更為廣泛和具有重要意義。作為制動系統中的閉環控制裝置,它能防止制動過程中的車輪抱死,以保持車輛的方向穩定性和減少輪胎磨損。ABS的主要部件有:液壓調節器、輪速傳感器和用于信號處理、觸發報警燈和控制液壓調節器的ECU。 本文首先簡要介紹了ABS的發展歷史和基本功能,整個系統的基本結構及其控制原理。利用MATLAB/Simulink建立各部件的模型,包括單輪旋轉動力學模型、1/2車輛縱向動力學模型、7自由度整車模型、車輛制動器模型。 分析ABS控制方法,建立ABS滑模變結構控制系統模型。將滑模變結構控制和傳統邏輯門限控制進行比較。在高附著系數路面上可以看出滑模變結構控制較傳統邏輯門限控制能進一步縮短制動距離。進一步地,利用相同制動力在不同附著系數路面上引起的車輪角減速度不同的特點,在線修正目標滑移率,仿真結果顯示獲得了更好的制動效果。 根據防抱死制動系統的工作原理,以ARM單片機LPC2292為核心,完成了輪速信號調理電路、電磁閥和回液泵電機驅動電路等電路的設計,闡述了ABS各功能模塊軟件的設計思想和實現方法,完成了防抱死制動系統的硬件和軟件設計。 最后,自主設計的控制器在某車型上進行了替換試驗。 試驗結果表明:自主開發的ABS控制器滿足了制動防抱死功能的需要,各項試驗指標皆與原裝ABS接近。
上傳時間: 2013-04-24
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軌道電路是列車運行實現自動控制和遠程控制的基礎設備之一,鐵路信號系統是保證運輸安全的基礎設施,是實現鐵路統一指揮調度,保證列車運行安全、提高運輸效率和質量的關鍵技術設備,也是鐵路信息化的重要技術領域。 基于ARM與DSP的鐵路信號測試儀主要作用是及時測試鐵路信號狀況,反映鐵路運行的情況。開發此套系統是集測試25Hz相敏軌道電路的電壓自動記錄儀以及相位差監測儀、ZPW-2000A的載頻與低頻測試功能于一體,是性價比較高、功能齊全的監測管理系統,它發揮了ARM控制性好與DSP計算速度快的優勢,實現了互補。由于采用的主要是集成芯片,所以體積小,重量輕,功耗低和便于攜帶,便于現場檢測。在滿足要求的前提下,為降低開發成本提高可靠性,CPU采用LPC2210的ARM7芯片。為使測試儀直觀、操作簡便,系統提供了良好的人機界面,包括顯示,按鍵操作等。 論文對FFT以及相關算法進行了分析和Matlab仿真;論文中給出了時鐘電路、LCD電路、數據存儲器Flash、JTAG等各功能模塊的設計原理,完成了硬件電路設計;系統軟件設計遵循模塊化、自頂向下的設計思路。在軟件設計方面,首先采用的是傳統主循環控制方法,功能上主要實現了A/D采樣程序、LCD顯示程序、數據存儲程序等的設計,對兩路25Hz信號電壓相位差的計算,其誤差不人于1度。為了改善系統性能提高系統的實時性,系統中引入實時操作系統μC/OS-Ⅱ,也有利于代碼移植及系統功能擴展。
上傳時間: 2013-04-24
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無線傳感器網絡是一項融合計算機技術、半導體技術、通信技術、傳感器技術等的新興技術,它在軍事、工業、農業、建筑、醫療、交通等各個領域均有廣闊的應用前景。無線傳感器網絡中包含眾多關鍵技術,因此需要一種功能強大的節點支持網絡的正常運行,為用戶提供多功能的服務。 目前無線傳感器網絡節點的硬件平臺絕大部分是基于單片機實現的,它們具有有限的存儲和處理能力,只能完成簡單的傳感器數據采集、處理和轉發功能。有少部分硬件平臺采用32位的處理器,但是這些平臺的價格昂貴或者靈活性較差,不利于無線傳感器網絡的實驗研究及應用的拓展。 基于上述研究現狀,本文設計并實現一個基于32位ARM處理器和Linux操作系統的無線傳感器網絡節點。該節點具有強大的存儲、處理能力,而且成本和功耗較低,能夠配合不同類型的傳感器節點使用,便于二次開發,對于無線傳感器網絡各種理論和算法的驗證及實現各種應用有重大意義。論文主要分為三部分: 1、無線傳感器網絡節點硬件設計:在分析現有硬件平臺缺點的基礎上,設計本文的無線傳感器網絡節點硬件結構,進行硬件選型并分析各個模塊的結構和硬件原理,搭建好硬件平臺。 2、無線傳感器網絡節點軟件實現:根據設計的無線傳感器網絡節點硬件結構分析軟件應包含的內容及層次結構。由于Linux支持多種體系結構、開源等優點,因此本文選擇其作為無線傳感器網絡節點的操作系統,并分層次地實現基于Linux的整個軟件系統,包括引導程序、內核、根文件系統、驅動程序。 3、無線傳感器網絡節點的應用:在1、2部分完成的基本功能上需要擴充具體的應用程序才能將該節點應用到實際環境中。這部分首先分析本文所實現的節點的幾種典型應用場景,然后在該節點上實現幾種常用的服務程序,最后設計并實現質心定位應用案例,展示了在此節點上可方便地實現功能擴充和特定應用開發,同時也說明了該節點強大的功能。
上傳時間: 2013-04-24
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