隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)在人們的生產(chǎn)生活中發(fā)揮著越來越重要的作用。近年來，基于ARM處理器和μC/OS-II操作系統(tǒng)的嵌入式技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前嵌入式領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。 論文主要研究基于ARM7處理器和μC/OS-II操作系統(tǒng)的嵌入式測(cè)控平臺(tái)架構(gòu)，為測(cè)控系統(tǒng)開發(fā)提供一個(gè)方便功能擴(kuò)展的軟硬件環(huán)境。在此基礎(chǔ)上，以加速度計(jì)為對(duì)象，利用嵌入式系統(tǒng)的豐富資源，完成對(duì)其內(nèi)部溫度及加速度信號(hào)的采集實(shí)例。硬件設(shè)計(jì)分為核心系統(tǒng)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)采集控制子系統(tǒng)設(shè)計(jì)兩部分。核心系統(tǒng)主要包括控制核心S3C44BOX模塊、存儲(chǔ)器模塊、調(diào)試接口模塊、液晶顯示模塊以及數(shù)控鍵盤模塊等。完成了母板的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證，并預(yù)留多種接口，增強(qiáng)了可擴(kuò)展性。采集控制子系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)采集及控制機(jī)構(gòu)，主要由A/D轉(zhuǎn)換芯片完成和串行通信模塊，用來接收傳感器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，經(jīng)ARM處理器分析處理后，通過串行通訊方式與下位機(jī)通信。由于有多個(gè)下位系統(tǒng)，平臺(tái)設(shè)計(jì)擴(kuò)展了8路帶高速緩沖的異步串行通信模塊。最后，對(duì)各硬件模塊進(jìn)行總體調(diào)試，并對(duì)調(diào)試結(jié)果進(jìn)行了分析。 調(diào)試結(jié)果表明，該硬件平臺(tái)不僅響應(yīng)速度快、成本低、可靠性好，而且具有良好的可移植性和可裁剪性，便于根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行功能擴(kuò)展和裁剪，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)。
標(biāo)簽： ARM 嵌入式 測(cè)控 平臺(tái)設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-07-26
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近年來，隨著世界上汽車保有量的快速增長(zhǎng)，不可避免的帶來了交通擁擠、交通事故、廢氣的排放等問題。這些問題促使人們開始致力于研究智能交通系統(tǒng)（ITS），以此來保障交通安全，提高交通運(yùn)輸效率，方便出行。 車載導(dǎo)航系統(tǒng)是智能交通系統(tǒng)ITS最后發(fā)布的環(huán)節(jié)，它集先進(jìn)的全球衛(wèi)星定位技術(shù)、地理信息技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、多媒體技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)與嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)于一體，實(shí)現(xiàn)車輛定位、車輛導(dǎo)航、實(shí)時(shí)信息發(fā)布等功能，為駕駛者提供便捷的服務(wù)，幫助駕駛者準(zhǔn)確、安全、快速地到達(dá)目的地。隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展以及對(duì)智能化交通的需求加深，研究適合中國國情的車載導(dǎo)航系統(tǒng)，有著極其重要的意義。 本論文針對(duì)車載導(dǎo)航系統(tǒng)要求成本低、體積小、功耗低、性能可靠等問題，設(shè)計(jì)了基于S3C2440A芯片的嵌入式Linux車載導(dǎo)航系統(tǒng)，建立了相應(yīng)的硬件平臺(tái)和軟件平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)車載導(dǎo)航系統(tǒng)的定位查詢、最優(yōu)路徑查詢等功能。論文的主要工作如下： （1）深入研究智能交通動(dòng)態(tài)信息平臺(tái)的構(gòu)架、作用，根據(jù)平臺(tái)需要車載導(dǎo)航系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能，以及系統(tǒng)所要滿足的價(jià)格低、體積小、功耗低、性能可靠等指標(biāo)，提出了嵌入式車載導(dǎo)航系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)構(gòu)架。選擇使用三星公司32位嵌入式微處理器S3C2440A來搭建系統(tǒng)硬件平臺(tái)，使用Linux操作系統(tǒng)來進(jìn)行車載導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用程序的開發(fā)。 （2）圍繞S3C2440A芯片的性能結(jié)構(gòu)，構(gòu)建了系統(tǒng)硬件平臺(tái)的整體框架。根據(jù)系統(tǒng)所需要的性能，對(duì)框架中的存儲(chǔ)模塊、GPS模塊、GPRS模塊以及外圍接口等進(jìn)行了選型設(shè)計(jì)。 （3）建立Linux操作系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境，完成BootLoader移植，實(shí)現(xiàn)了在S3C2440A芯片上的移植，最后研究了車載導(dǎo)航系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)與開發(fā)。 （4）論文的創(chuàng)新點(diǎn)之一在于設(shè)計(jì)的車載導(dǎo)航系統(tǒng)是動(dòng)態(tài)交通信息平臺(tái)中的發(fā)布環(huán)節(jié)，通過GPRS通信，它能夠提供實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)交通信息，并能進(jìn)行最優(yōu)路徑查詢，最大限度地實(shí)現(xiàn)了交通信息資源的共享。 （5）另外的創(chuàng)新點(diǎn)在于充分考慮成本和性能的基礎(chǔ)上，選用了S3C2440A芯片來構(gòu)建系統(tǒng)硬件平臺(tái)。它預(yù)留了多媒體接口、相機(jī)接口、音頻接口、網(wǎng)絡(luò)接口等可以豐富車載導(dǎo)航系統(tǒng)的功能。 本文所研發(fā)的嵌入式車載導(dǎo)航系統(tǒng)經(jīng)實(shí)驗(yàn)室調(diào)試，結(jié)果表明基本實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)要求。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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應(yīng)用于綠色電子產(chǎn)品的首要高性能、高能效硅方案供應(yīng)商安森美半導(dǎo)體(ON Semiconductor)推出一款新的線路驅(qū)動(dòng)器件NCS5650，用于智能電表、工業(yè)控制和街道照明等電力線載波(PLC)通信應(yīng)用。NCS5650是一款高能效、低失真的AB類驅(qū)動(dòng)器，專門用于驅(qū)動(dòng)電力線路主電源(mains)，能夠接受源自任何PLC調(diào)制解調(diào)器的信號(hào)。
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上傳時(shí)間： 2013-04-24
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基于手姿態(tài)的人機(jī)交互是以實(shí)現(xiàn)自然的人機(jī)交互為研究目標(biāo)，可提高計(jì)算機(jī)的可操作性，同時(shí)使計(jì)算機(jī)能夠完成更加復(fù)雜的任務(wù)。而基于ARM的嵌入式系統(tǒng)具有功耗低、體積小、集成度高等特點(diǎn)，嵌入式與具體應(yīng)用有機(jī)地結(jié)合在一起，具有較長(zhǎng)的生命周期，能夠根據(jù)特定的需求對(duì)軟硬件進(jìn)行合理剪裁。結(jié)合嵌入式技術(shù)的手姿態(tài)跟蹤設(shè)備能夠?qū)崟r(shí)的檢測(cè)出人機(jī)交互系統(tǒng)中人手的位置與角度等數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)及時(shí)反饋給計(jì)算機(jī)虛擬系統(tǒng)來進(jìn)行人機(jī)交互，提高跟蹤設(shè)備的可靠性和空間跟蹤精度。 通過對(duì)嵌入式開發(fā)過程以及對(duì)控制系統(tǒng)構(gòu)成的分析，確定了手姿態(tài)信號(hào)輸入方案及系統(tǒng)的軟硬件總體設(shè)計(jì)方案。通過對(duì)目前流行的眾多嵌入式處理器的研究、分析、比較選擇了S3C2440處理器作為系統(tǒng)開發(fā)硬件核心，詳細(xì)介紹了S3C2440的相關(guān)模塊的設(shè)計(jì)，包括存儲(chǔ)單元模塊、通信接口模塊、JATG接口電路。同時(shí)設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的外圍電路像系統(tǒng)時(shí)鐘電路、電源電路、系統(tǒng)復(fù)位電路。 選擇更適合于ARM開發(fā)的Linux系統(tǒng)作為軟件開發(fā)平臺(tái)。實(shí)現(xiàn)了Linux系統(tǒng)向開發(fā)板的移植、Bootloader的啟動(dòng)與編譯、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的開發(fā)；根據(jù)手姿態(tài)信號(hào)輸入方案系統(tǒng)采用分模塊、分層次的方法設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的應(yīng)用程序——串口通信程序及手姿態(tài)識(shí)別子程序。通過分析常用的手姿態(tài)識(shí)別算法，系統(tǒng)采用基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)整與模板匹配相結(jié)合的動(dòng)態(tài)手姿態(tài)識(shí)別算法。并依據(jù)相應(yīng)的軟硬件測(cè)試方法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了分模塊調(diào)試及系統(tǒng)的集成。
上傳時(shí)間： 2013-07-11
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近年來，嵌入式Internet遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)已成為計(jì)算機(jī)控制領(lǐng)域一個(gè)重要組成部分，它將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、通信與自動(dòng)控制技術(shù)相結(jié)合并成為新興的研究熱點(diǎn)。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(duì)與網(wǎng)絡(luò)連接的任何現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程測(cè)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(duì)成本、體積、功耗有嚴(yán)格要求的各種遠(yuǎn)程測(cè)控設(shè)備。該項(xiàng)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(shí)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(hào)的傳輸平臺(tái)。首先對(duì)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(duì)嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)作了深入的探討和研究。 整個(gè)嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)主要?jiǎng)澐譃槿齻€(gè)部分：嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)；嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制器的軟件設(shè)計(jì)；嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)Web服務(wù)器實(shí)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(jì)，包括：存儲(chǔ)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(hào)調(diào)理電路設(shè)計(jì)。鑒于μ Clinux對(duì)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(diǎn)，通過對(duì)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(dòng)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(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程分布式測(cè)控和通訊。系統(tǒng)穩(wěn)定性高、實(shí)時(shí)性好、性價(jià)比高，具有廣泛的應(yīng)用價(jià)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(shí)間： 2013-06-13
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基于PC、圖像采集卡和存儲(chǔ)設(shè)備的傳統(tǒng)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)，體積龐大、功耗高、價(jià)格昂貴，只局限于特定范圍的應(yīng)用。而嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)以其價(jià)格低、便攜式等特點(diǎn)在安防、智能家居等場(chǎng)所得到了越來越廣泛的應(yīng)用。 本文基于S3C2440＼Windows CE5.0平臺(tái)設(shè)計(jì)了一款具有網(wǎng)絡(luò)傳輸查看功能的嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。重點(diǎn)研究了OV9650 CMOS攝像頭芯片流接口驅(qū)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)過程和開發(fā)方法，設(shè)計(jì)了基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)視頻通信系統(tǒng)。并應(yīng)用H.263壓縮編解碼算法對(duì)采集到的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，提高了視頻傳輸效率。同時(shí)，針對(duì)H.263視頻解碼算法設(shè)計(jì)了一款簡(jiǎn)易視頻回放軟件，對(duì)H.263視頻進(jìn)行回放。為進(jìn)一步滿足小型化、便攜式、低成本需求，開發(fā)定制了一款基于S3C2440＼Windows CE5.0平臺(tái)的手持式接收終端。 本系統(tǒng)整合了圖像采集、網(wǎng)絡(luò)通信、H.263編解碼、視頻回放等多項(xiàng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了嵌入式技術(shù)、以太網(wǎng)絡(luò)、視頻監(jiān)控三大前沿領(lǐng)域的有機(jī)結(jié)合。由于采用了ARM9單芯片控制方案，系統(tǒng)具有集成度高、可靠性高、功耗低、成本低、體積小、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，可應(yīng)用在遠(yuǎn)程監(jiān)控、工業(yè)控制、視頻會(huì)議、智能家居等諸多領(lǐng)域。該系統(tǒng)架構(gòu)也為視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展提供了一種新思路。關(guān)鍵詞：ARM；WinCE；S3C2440；嵌入式；網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控
標(biāo)簽： ARM 嵌入式 網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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通信電源監(jiān)控系統(tǒng)是一個(gè)分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，它集中并融合了傳感器技術(shù)、現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和人機(jī)系統(tǒng)技術(shù)的最新成果，能夠?qū)崿F(xiàn)遙測(cè)、遙信和遙控三遙功能，對(duì)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的通信電源維護(hù)和科學(xué)管理有著重要的意義。隨著嵌入式技術(shù)近年來的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)在傳統(tǒng)的工業(yè)監(jiān)測(cè)、機(jī)械控制，及新興的移動(dòng)通訊、數(shù)字娛樂方面的應(yīng)用越來越廣泛。在工業(yè)領(lǐng)域，傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)主要以單片機(jī)為硬件載體進(jìn)行設(shè)計(jì)，功能相對(duì)單一，可視化及擴(kuò)展性有限。隨著Linux系統(tǒng)的不斷升級(jí)換代，現(xiàn)在出現(xiàn)了以ARM芯片為載體，以Linux系統(tǒng)為軟件平臺(tái)的新一代監(jiān)控系統(tǒng)。它除了能實(shí)現(xiàn)原有單片機(jī)的功能外，還具備網(wǎng)絡(luò)通信功能，其設(shè)計(jì)過程及界面更加人性化。 本文以基于ARM構(gòu)建的嵌入式系統(tǒng)為軟硬件平臺(tái)，探討了其在電源監(jiān)控領(lǐng)域的應(yīng)用。首先，本文討論了通信電源監(jiān)控系統(tǒng)的功能、組成、體系結(jié)構(gòu)、組網(wǎng)方案、監(jiān)控對(duì)象及監(jiān)控點(diǎn)的選取等內(nèi)容。在此基礎(chǔ)上重點(diǎn)對(duì)局站中心SU作了設(shè)計(jì)，包括整體結(jié)構(gòu)、設(shè)備、組網(wǎng)等，并給出前置單元嵌入式系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)軟件和監(jiān)控軟件的實(shí)現(xiàn)。最后，介紹了嵌入式WEB服務(wù)器和嵌入式數(shù)據(jù)庫在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用，并給出本系統(tǒng)使用的BOA服務(wù)器和SQLite數(shù)據(jù)庫的實(shí)現(xiàn)方法。
標(biāo)簽： ARM 通信電源 監(jiān)控系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-06-09
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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(jiǎn)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(duì)象也不相同。數(shù)字PID控制比連續(xù)PID控制更為優(yōu)越，因?yàn)橛?jì)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(shí)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(jì)思路，并給出了詳細(xì)的硬件設(shè)計(jì)及初步軟件設(shè)計(jì)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(hào)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(shí)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(hào)并經(jīng)過一階低通濾波器得到0～5V的控制信號(hào)用于觸發(fā)主電路控制器，實(shí)現(xiàn)PID整定。 軟件方面，分析和研究了uC/OSⅡ的內(nèi)核源碼，實(shí)現(xiàn)了其在32位微處理器上的移植，作為管理各個(gè)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(shí)鐘，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的定時(shí)運(yùn)行、定時(shí)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(shí)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(duì)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(shí)間： 2013-08-01
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半導(dǎo)體技術(shù)的迅猛發(fā)展使得微控制器集成度越來越高，計(jì)算速度越來越快，價(jià)格和功耗越來越低。近年來異軍突起的一些32位ARM微控制器工作主頻高達(dá)幾百兆，很好的解決了困擾工程師們的實(shí)時(shí)性問題。 隨著計(jì)算機(jī)、通訊和控制技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)控制系統(tǒng)正在朝著網(wǎng)絡(luò)化、分布化的方向發(fā)展。現(xiàn)場(chǎng)總線既是一個(gè)開放通信網(wǎng)絡(luò)，又是一種全分布控制系統(tǒng)。現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于多個(gè)工業(yè)領(lǐng)域。CAN總線即是現(xiàn)場(chǎng)總線的一種，它主要應(yīng)用于各種設(shè)備檢測(cè)及控制，被公認(rèn)為最有前途的現(xiàn)場(chǎng)總線之一。 本文基于ARM微控制器AT91RM9200，開發(fā)了一套帶有CAN總線接口的海洋氣象要素觀測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以掛接多個(gè)CAN總線傳感器節(jié)點(diǎn)，同時(shí)還具有以太網(wǎng)、USB、RS232、RS422、RS485等多種通信端口，并且可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)。CAN總線傳感器節(jié)點(diǎn)，由傳感器、微處理器芯片(內(nèi)嵌CAN控制器)和CAN收發(fā)模塊組成，可以獨(dú)立完成某一項(xiàng)或多項(xiàng)氣象要素的數(shù)據(jù)采集，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)與CAN總線的數(shù)據(jù)交換。 論文首先介紹了海洋氣象要素觀測(cè)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，接著介紹了傳感器節(jié)點(diǎn)的CAN總線實(shí)現(xiàn)方案，然后詳細(xì)闡述了以AT91RM9200為核心的開發(fā)平臺(tái)的硬件組成及實(shí)現(xiàn)，并以此硬件平臺(tái)為基礎(chǔ)，詳細(xì)的論述了嵌入式Linux開發(fā)流程以及移植到具體硬件平臺(tái)需要完成的工作，如U－BOOT的移植、Linux內(nèi)核的編譯與裁剪、文件系統(tǒng)的制作、驅(qū)動(dòng)程序的編寫、以及應(yīng)用程序的開發(fā)。
標(biāo)簽： ARM CAN 海洋氣象 測(cè)系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-05-20
上傳用戶：fandeshun
抽油機(jī)井工況監(jiān)測(cè)是石油生產(chǎn)過程中非常重要的環(huán)節(jié)，可以為油井提高泵效、高效管理提供可靠依據(jù)。隨著石油工業(yè)的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)的人工操作遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代化石油生產(chǎn)的要求。將遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用于油井工況監(jiān)測(cè)，可以降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率和油田管理水平。針對(duì)目前已有油井工況監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在的不足，本文研制出一種集計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)和通信技術(shù)于一身、功能完善、可靠性高、成本低廉的抽油機(jī)井工況遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。 示功圖是常用的用于判斷抽油機(jī)井工作狀況的方法，它是抽油機(jī)光桿在作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的一個(gè)周期中，光桿相對(duì)位移與載荷的對(duì)應(yīng)關(guān)系曲線。傳統(tǒng)的利用拉線位移傳感器獲取位移的方式，不能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期連續(xù)的監(jiān)測(cè)。本系統(tǒng)采用加速度傳感器作為沖次傳感器，獲取每個(gè)周期的起始點(diǎn)，再利用拉線位移傳感器對(duì)一個(gè)周期中按時(shí)間等分的點(diǎn)的位移進(jìn)行標(biāo)定，既解決了拉線位移不能長(zhǎng)期連續(xù)監(jiān)測(cè)的問題，又保證了位移的精度。 本系統(tǒng)由工況傳感器、數(shù)據(jù)中繼單元、數(shù)據(jù)中心和手持機(jī)四部分組成。安裝在抽油井上的工況傳感器定時(shí)獲取并存儲(chǔ)示功圖數(shù)據(jù)，定時(shí)將數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)中繼單元。由數(shù)據(jù)中繼單元將多個(gè)工況傳感器的示功圖數(shù)據(jù)集中后，通過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)傳送到數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)對(duì)所有示功圖數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、查詢、分析和打印，并可以通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。手持機(jī)用于對(duì)工況傳感器進(jìn)行設(shè)置和標(biāo)定，并可以現(xiàn)場(chǎng)獲取示功圖。 硬件電路采用低功耗設(shè)計(jì)方法，使用低電壓、低功耗的基于ARM7內(nèi)核的LPC2138/2148微處理器及微功率無線數(shù)傳模塊，將硬件電路功耗降到最低。采用SD卡作為存儲(chǔ)器，增加了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量和數(shù)據(jù)可靠性。采用單軸加速度傳感器ADXL105作為沖次傳感器，具有高精度、低功耗、高可靠性的優(yōu)點(diǎn)。CDMA模塊采用基于CDMA1X數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的H7710，組成高速、永遠(yuǎn)在線、透明數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。 軟件設(shè)計(jì)遵循模塊化設(shè)計(jì)思想，既考慮到各模塊功能的實(shí)現(xiàn)，又兼顧了系統(tǒng)總體的協(xié)調(diào)性。本系統(tǒng)軟件由工況傳感器軟件、手持機(jī)軟件、數(shù)據(jù)中繼單元軟件及數(shù)據(jù)中心軟件四部分組成。工況傳感器軟件、手持機(jī)軟件和數(shù)據(jù)中繼單元軟件由ADS集成開發(fā)環(huán)境編寫，并由AXD仿真調(diào)試器生成可執(zhí)行代碼，最后通過EasyJTAG仿真器下載到微處理器芯片中。數(shù)據(jù)中心運(yùn)行于服務(wù)器/客戶機(jī)工作模式，使用SQL Server數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)中心處理軟件由Visual Basic6．0編寫，運(yùn)行于Windows操作系統(tǒng)中。 通訊網(wǎng)絡(luò)由無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)和CDMA網(wǎng)絡(luò)組成，工況傳感器與數(shù)據(jù)中繼單元組成無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)，采用ISM工作頻段，實(shí)現(xiàn)近距離無線通訊。數(shù)據(jù)中繼單元作為無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)的中心節(jié)點(diǎn)，通過CDMA網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)中心通信處理機(jī)相聯(lián)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸。 本系統(tǒng)首次利用加速度傳感器與拉線位移傳感器相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)抽油井工況長(zhǎng)期連續(xù)監(jiān)測(cè)，提高了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性；利用ARM單片機(jī)作為微處理器，低功耗電路設(shè)計(jì)，低功耗工作模式，延長(zhǎng)了電池的壽命；無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)與CDMA網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，兼具無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)與CDMA網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)，降低了整個(gè)系統(tǒng)的安裝和運(yùn)行費(fèi)用；數(shù)據(jù)中心采用服務(wù)器/客戶機(jī)工作模式，便于用戶共享數(shù)據(jù)。目前該系統(tǒng)的各部分均經(jīng)過硬件、軟件及運(yùn)行測(cè)試，已經(jīng)在油田試運(yùn)行。運(yùn)行結(jié)果表明，該系統(tǒng)性能完善，運(yùn)行可靠，安裝及維護(hù)簡(jiǎn)便，取得了較好的效果。
標(biāo)簽： CDMA ARM 遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-07-12
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