隨著當今生產(chǎn)力的發(fā)展和技術的進步，生產(chǎn)設備的自動化程度越來越高，傳統(tǒng)的監(jiān)控手段已不能滿足生產(chǎn)自動化、智能化和網(wǎng)絡化的需求。智能巡檢終端作為生產(chǎn)安全的重要輔助設備，能在復雜環(huán)境下實現(xiàn)對多設備多信號量的實時采集和處理，可以作為解決生產(chǎn)設備安全運行的主要手段之一。近來年嵌入式技術以其強大的處理能力、高度的可靠性在微控制領域的應用越來越廣泛。無線通信技術，特別是GPRS無線網(wǎng)絡技術的快速發(fā)展。使互聯(lián)網(wǎng)等寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)絡與無線通信網(wǎng)絡實現(xiàn)互聯(lián)，能夠大大提高無線監(jiān)控效率。在分析研究了當前國內(nèi)、外設備巡檢系統(tǒng)研究現(xiàn)狀，并結合嵌入式技術和GPRS無線網(wǎng)絡通訊技術的基礎上，根據(jù)實際項目企業(yè)的具體生產(chǎn)要求，論文提出了一種基于GPRS無線通信技術與嵌入式技術的無線智能設備巡檢系統(tǒng)。 本系統(tǒng)采用三星公司的ARM920TS3C2410芯片作為系統(tǒng)處理器，處理器從外部傳感器采集到的相關數(shù)據(jù)，如：溫度、濕度、壓力等，通過SIM—300GRPS無線通訊模塊的AT命令將數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡傳送到移動運營商GPRS網(wǎng)絡中，然后將數(shù)據(jù)傳送到生產(chǎn)監(jiān)控中心(指定IP地址或域名)監(jiān)控中心，監(jiān)控中心可以通過專門軟件對從各監(jiān)控點傳遞的數(shù)據(jù)作出分析處理，并通過GPRS網(wǎng)絡將相關控制命令反饋給各個監(jiān)控點。 本課題主要工作集中在兩個方面：一方面是GPRS無線收發(fā)設備硬件實現(xiàn)，在這一部分涉及到模塊硬件功能設計、無線模塊、嵌入式處理器的選型；另一方面是軟件設計，給出了系統(tǒng)軟件開發(fā)流程，完成了各模塊的開發(fā)工作。研究和試驗表明，該系統(tǒng)具有價格低廉、穩(wěn)定可靠的特點，能滿足遠程無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶嶋H需求。
上傳時間： 2013-06-01
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生物發(fā)酵作為現(xiàn)代生物技術工業(yè)的重要組成部分，已被廣泛用于食品、制藥等各個領域，并顯示出良好的發(fā)展前景和巨大的市場潛力。但由于生物發(fā)酵過程是一種復雜的生化反應過程，控制變量眾多且相互關聯(lián)度較大，采用傳統(tǒng)控制方法難以實現(xiàn)有效控制。 因此，本文根據(jù)生物發(fā)酵的流程特點和當今國內(nèi)市場的切實需要，在總結國內(nèi)外相關研究的基礎上，針對非線性、時變、大滯后的發(fā)酵過程，將智能控制技術融入到了生物發(fā)酵控制系統(tǒng)中，主要對發(fā)酵過程中的溫度、PH值的控制算法進行研究，分別設計了仿人智能模糊PID控制和仿人智能模糊控制，模擬仿真和實驗分析表明，控制效果優(yōu)于傳統(tǒng)算法。 基于32位ARM架構的嵌入式微處理器以其高性能、低功耗、低成本的優(yōu)勢，得到了很好的推廣，同時國內(nèi)微電子與嵌入式技術得到了迅速發(fā)展。鑒于此背景，本系統(tǒng)現(xiàn)場控制的下位機的硬件平臺采用基于S3C2410的處理器，軟件設計中采用了嵌入式Linux系統(tǒng)。同時采用了集散控制技術，實現(xiàn)一臺上位機可以同時與多臺下位機的數(shù)據(jù)通訊和遠程監(jiān)控，且下位機可以脫離上位計算機單獨對各種參數(shù)進行控制。 本文的工作重點主要包括：主要參數(shù)測量與控制、發(fā)酵過程系統(tǒng)的總體設計、嵌入式系統(tǒng)的設計。本發(fā)酵控制系統(tǒng)對發(fā)酵過程進行實時監(jiān)測、優(yōu)化操作，不僅能避免人工操作的不確定因素，提高自動化水平，而且能夠?qū)Πl(fā)酵過程中主要參數(shù)進行有效控制，具有重要的現(xiàn)實意義。
標簽： ARMLinux 生物發(fā)酵 智能控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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DeviceNet現(xiàn)場總線標準作為工業(yè)現(xiàn)場總線的國際標準，其開放性和先進性得到了廣泛關注和充分肯定。開發(fā)符合DeviceNet現(xiàn)場標準的自動化產(chǎn)品意義重大，也是必要的。 文中從現(xiàn)場通用的老式串口（RS232和RS485）與新興DeviceNet網(wǎng)絡的兼容問題以及模擬量，數(shù)字量和多種總線等多功能的一體化問題為出發(fā)點，以Atmel的32位ARM7高速處理器為開發(fā)平臺，充分發(fā)揮其處理高速和功能多樣的優(yōu)勢，同時結合DeviceNet現(xiàn)場總線高效和診斷的優(yōu)點，開發(fā)了一個帶8路數(shù)字量輸入，8數(shù)字量輸出，4路模擬量輸入以及RS232為底層自定義協(xié)議串口，RS485為底層的在線可配置Modbus協(xié)議的DevciceNet一體化通訊網(wǎng)關。 最后文中還利用雙口RAM的協(xié)同處理能力，構成雙CPU處理能力的結構，將avr162的8位處理器處理PROFIBUS總線數(shù)據(jù)，而將32位的ARM7處理器處理DeviceNet總線數(shù)據(jù)。文中特別從系統(tǒng)硬件開發(fā)和軟件開發(fā)兩方面加以闡述，并結合OMRON PLC主站測試系統(tǒng)，最終成功給于測試。 為了便于讀者理解和文章的完整性，本文首先對DeviceNet現(xiàn)場總線標準做了簡單介紹；后根據(jù)DeviceNet標準對所需求的產(chǎn)品的進行總體設計，以及相應的DeviceNet網(wǎng)關的硬件和軟件的設計和開發(fā)。最后，搭建了DeviceNet-Modbus測試系統(tǒng)和DeviceNet-PROFIBUS DP兩套測試系統(tǒng)對所開發(fā)產(chǎn)品進行的了功能測試。本課題按照預期設計思想完成了DeviceNet多功能網(wǎng)關的軟硬件的開發(fā)，并將系統(tǒng)程序下載到處理器中，在測試平臺下能夠長時間的正常運行，達到了期望效果。
上傳時間： 2013-04-24
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本文針對目前國內(nèi)基于PROFIBUS-DP的產(chǎn)品價格昂貴，安裝和維護成本高等缺點，以山西某大型煤礦的空壓機監(jiān)控系統(tǒng)自動化改造工程為例，在重點研究了PROFIBUS-DP協(xié)議的基礎上自行提出了一套PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，并詳細設計了該系統(tǒng)中的PROFIBUS-DP主站部分。 本文首先提出了一套基于PROFIBUS-DP技術的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)并在其基礎上完成了PROFIBUS-DP主站的總體設計。其次本文選用ARM+PROFIBUS主站協(xié)議芯片的開發(fā)方式，重點論述了主站的硬件設計。再次本文根據(jù)PROFIBUS-DP協(xié)議的結構設計PROFIBUS-DP主站軟件模塊，確定各模塊間關系并詳細設計了主站與主站用戶之間的共享數(shù)據(jù)結構。接著本文討論了PROFIBUS-DP主站軟件在μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)上可靠運行需注意的幾個技術細節(jié)。最后本文給出了基于ARM的PROFIBUS-DP主站的調(diào)試方案。 研究結果表明基于ARM的PROFIBUS-DP主站能夠在不降低系統(tǒng)穩(wěn)定性的基礎上有效降低成本。使基于PROFIBUS-DP的現(xiàn)場總線系統(tǒng)得到大面積推廣成為可能。
標簽： PROFIBUSDP ARM 主站
上傳時間： 2013-06-27
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海洋臺站自動觀測系統(tǒng)是一套應用于海濱觀測的儀器設備，負責對氣象、水文參數(shù)進行實時觀測。諸多的參數(shù)通過相應的傳感器進行測量，海洋臺站自動觀測系統(tǒng)對測量的信息進行匯總，再將其通過有線或無線的通訊方式傳輸?shù)礁骷壓Ｑ蟓h(huán)境監(jiān)測預報中心，供天氣預報和海洋預報使用。 本文以我國“海洋臺站自動觀測系統(tǒng)政府采購計劃”為背景，重點設計了低成本、低功耗、高性能、高可靠性的新型海洋臺站自動觀測系統(tǒng)。本課題主要研究基于arm7+uClinux海洋臺站自動觀測系統(tǒng)的設計與開發(fā)。根據(jù)實際的需要，分析海洋臺站自動觀測系統(tǒng)的整體要求，對傳感器進行選型，進行方案設計，完成整個系統(tǒng)的搭建。為了降低系統(tǒng)功耗，CPU所采用的是Samsung公司推出的無內(nèi)存管理單元的處理器S3C44BO，設計了8MFLASH、64MSDRAM、液晶、USB以及鍵盤等相關電路。同時，為了減少驅(qū)動開發(fā)所帶來的不便，使用TL16C554A對串口電路進行了擴展，便于數(shù)據(jù)處理，也使得系統(tǒng)具有更好的可擴展性。軟件方面設計主要涉及了BootLoader引導裝載程序的建立，選用uClinux操作系統(tǒng)，并對其內(nèi)核進行配置和裁剪，添加源代碼中沒有的驅(qū)動程序。為了縮短研發(fā)周期和降低開發(fā)難度，選用MiniGUI作為圖形用戶界面系統(tǒng)，深入分析了MiniGUI的結構、原理，并將其移植到uClinux系統(tǒng)中。本系統(tǒng)采用的是MiniGUI－Threads多線程模式，主線程協(xié)調(diào)各個線程進行相應的數(shù)據(jù)處理。為了使系統(tǒng)操作變得直觀、簡單，對用戶界面進行了初步設計，使用復用I/O的方法解決多串口通訊容易造成的數(shù)據(jù)阻塞問題。此外，為了更好的將臺站所測得的信息量發(fā)送給海洋環(huán)境監(jiān)測預報中心，需要完善通訊協(xié)議以便于數(shù)據(jù)交換。 最后，根據(jù)本系統(tǒng)實際研究開發(fā)結果，總結分析了系統(tǒng)的特點，并對下一步設計工作進行了展望。
上傳時間： 2013-07-12
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音圈電機(VoiceCoilMotor，簡稱VCM)是特種直線電機，其工作原理與揚聲器的音圈類似。其最突出的特點是體積小、重量輕，動作速度快，可以達到很高的定位精度，推力均勻。自從問世以來，廣泛的應用在計算機存儲設備、航天儀器(例如航天制冷機)、精密測距儀器(例如霍爾位移測量裝置)、精密車床以及移動電話中。目前，生產(chǎn)出的VCM電機廣泛應用于消費類和生產(chǎn)類市場，特別是高檔家用電器和計算機中。 針對目前我國VCM結構設計的不足及工藝的落后，本文結合現(xiàn)有的加工工藝，研究永磁VCM的設計及結構優(yōu)化，具體內(nèi)容如下： 首先，介紹VCM工作原理，以及內(nèi)磁式與外磁式、長音圈與短音圈、動圈式與動鐵式、直線式與搖臂式等不同結構VCM及相應特點，闡述了力矩常數(shù)的意義及其對電機性能的影響，并詳細介紹了VCM在光盤驅(qū)動器、硬盤驅(qū)動器，以及在電刷試驗臺(提供靜壓力)中的典型應用。 其次，從電機電磁場的基本理論出發(fā)，介紹有限元及其在電磁場仿真計算中的應用，并采用有限元軟件ANSYS，結合實際算例，對VCM進行建模和仿真。 再次，文中詳細介紹了永磁VCM的設計過程，提出了設計方法以供參考，其中包含了定量計算，包括了永磁體材料的選擇、體積的計算，音圈的設計(匝數(shù)計算及選型)，以及電機整體的機械結構設計。 最后，結合設計VCM應當遵循的原則，提出了若干結構優(yōu)化設計方案。在理論推導和分析的基礎上，結合仿真軟件ANSYS，對幾種結構分別進行了電機電磁場以及電機性能的仿真分析，其中包括：采用釹鐵硼永磁的單勵磁結構VCM與傳統(tǒng)鐵氧體VCM的性能差異；增加極靴對VCM性能影響；增加短路環(huán)及變換結構對VCM動態(tài)響應速度的影響等。
上傳時間： 2013-06-10
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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)絡化、計算機化的方向發(fā)展；其中占主導地位、起核心或關鍵的作用是微型化、智能化和網(wǎng)絡化。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，8/16位單片機功能簡單難以滿足嵌入式設備的網(wǎng)絡、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)絡功能差、接口標準不統(tǒng)一、不具備監(jiān)控功能等問題，開發(fā)設計高性能新型智能儀表。以設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上，合理地進行軟硬件設計，為在同一硬件平臺下實現(xiàn)多種儀表的功能進行創(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計，構建基于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。應用嵌入式系統(tǒng)技術設計開發(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)絡傳輸?shù)取?/p>
上傳時間： 2013-04-24
上傳用戶：lingduhanya
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，應用十分廣泛。但由于應用領域的不同，功能上差別很大，系統(tǒng)的控制要求及關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)的設計思路，并給出了詳細的硬件設計及初步軟件設計思路。 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的液晶作為人機接口；串口作為通信模塊實現(xiàn)了上位機的監(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)一化算法進行參數(shù)選取。上位機部分采用了C＃語言進行編寫。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。在上位機上也可以方便的控制程序的執(zhí)行，實現(xiàn)遠程監(jiān)控。 在論文的最后詳細的介紹了智能PID控制系統(tǒng)在三相全控橋主電路中的具體應用。總結了調(diào)試中遇到的問題，對今后工作中需要進一步改善和探索的地方進行了展望。
標簽： ARM PID 控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-08-01
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近年來，隨著電子技術的發(fā)展，消費電子產(chǎn)品(Consumer Electronics)已與計算機(Computer)、通信(Communication)兩項產(chǎn)品的技術結合在一起，成為目前所統(tǒng)稱的3C產(chǎn)品，并使家用電子電器產(chǎn)品步向智能家居的方向。但是目前大多數(shù)智能家居系統(tǒng)其控制器一般由8位或16位的單片機控制，其控制功能比較簡單，很難實現(xiàn)網(wǎng)絡化和無線傳輸，對于未來的智能家居系統(tǒng)的擴展性也比較有限。本文針對目前國內(nèi)智能家居系統(tǒng)的局限性，提出一種基于嵌入式處理器ARM平臺以及以太網(wǎng)和GPRS網(wǎng)絡通信技術的智能家居系統(tǒng)，它不僅能對小區(qū)內(nèi)住宅的安全狀況進行實時監(jiān)控，還能實現(xiàn)家用電器的遠程控制、“三表”(即水表、電表、燃氣表)的遠程抄送。同時該系統(tǒng)還提供了規(guī)范的串行通信接口，對于未來的系統(tǒng)的擴展提供了廣闊的空間。 本文首先詳細的介紹了ARM處理器及嵌入式操作系統(tǒng)uClinux的發(fā)展概況，接著討論了GPRS網(wǎng)絡通信技術的工作原理，最后給出了智能家居控制系統(tǒng)的硬件設計和軟件設計。該智能家居系統(tǒng)的硬件主要包括ARM主控模塊的選型、報警I/O電路設計、以太網(wǎng)接口電路設計、圖像處理模塊電路和“三表”的串行口電路組成。軟件上主要包括uClinux在S3C4510上的移植、圖像采集與壓縮程序、以太網(wǎng)驅(qū)動及通訊程序、RS-485串行接口程序、GPRS網(wǎng)絡通信程序和報警I/O接口程序。 該系統(tǒng)主要部分包括小區(qū)內(nèi)住宅的安防監(jiān)控，GPRS無線智能家電的遠程控制和無線報警以及抄表的遠程傳送。利用當前較為成熟的GPRS技術和以太網(wǎng)實現(xiàn)對小區(qū)內(nèi)用戶進行集中安防監(jiān)控與管理，同時給出了系統(tǒng)的功能和結構以及硬件原理框圖和軟件設計思路及主要程序。
標簽： ARM 智能家居控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-07-12
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智能繡花機是當代最先進的繡花機械，廣泛應用于刺繡行業(yè)，國產(chǎn)繡花機著重于中低端產(chǎn)品的開發(fā)，而隨著電子、計算機技術的快速發(fā)展，用戶對高性能繡花機的需求日益增大。本文在詳細分析智能繡花機工作原理的基礎上，結合智能繡花機的功能需求與當前嵌入式領域的最新技術，設計了一種基于ARM和DSP為處理器的控制系統(tǒng)解決方案，主要研究工作和成果如下： (1)制定了系統(tǒng)總體方案和具體實驗方案，設計了信息處理和機電控制分離的結構。 (2)研制了基于S3C2410X為核心的主控制模塊，設計了用于外圍擴展的FLASH、SDRAM、USB數(shù)據(jù)存儲、以太網(wǎng)通信、UART接口、LCD觸摸屏顯示器等硬件電路。 (3)研制了基于TMS320LF2407A為核心的機電控制模塊，設計了繡框電機和主軸電機等硬件控制模塊。 (4)設計了基于CY7C027的雙口RAM通信模塊，實現(xiàn)ARM和DSP之間的高速數(shù)據(jù)通信。 (5)采用虛擬機技術建立了ARM的Linux交叉編譯環(huán)境和DSP的CCS共存的系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境，節(jié)約了使用資源。 (6)研究了DST繡花花樣文件存儲格式以及解碼方法，采用MiniGUI編程實現(xiàn)了一個友好的圖形用戶界面，簡要介紹SVPWM技術的DSP實現(xiàn)。
上傳時間： 2013-06-24
上傳用戶：xg262122
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