自動氣象站是一種應用于氣象部門能自動收集、處理、存儲和傳輸氣象信息的設備。數據傳輸包括有線和無線兩種方式,但有線難以滿足自動氣象站成本,維護,效率要求,隨著通用分線無線業務GPRS(General Packet Radio Service)發展成熟,因具有成本低、速度快、永久在線等特點被選用作為自動氣象站的數據傳輸部分。 本文以基于ARM和Linux及GPRS的自動氣象站系統為研究對象,以操作系統,計算機體系結構,編譯原理,數據結構,軟件工程等理論為基礎,構建了ARM處理器、嵌入式Linux操作系統、GPRS通訊模塊的自動氣象站系統。實現了以ARM處理器為主控制器,Linux為操作系統,應用程序進行數據收集,分析,處理,存儲,并通過GPRS進行數據傳輸等功能,并驗證了它應用在氣象領域的可行性。系統以32位高性能微處理器ARMATMEL9263為硬件核心,以BENQ M23為GPRS模塊,在分析GPRS組網方案基礎上根據實際情況選擇了適合本課題,的公網固定IP方式組網方案,實現終端設備無線連接到Internet進行氣象數據傳輸。以嵌入式操作系統Linux為軟件平臺,在Linux的交叉編譯工具和串口環境下進行應用軟件開發。通過設計自動氣象站系統硬件和軟件,實現終端和上位機的連接,很好地解決了終端的網絡連接、網絡檢測和數據收發問題。 課題通過具體實驗測試,各項性能指標已達到設計要求,成功地實現了遠距離氣象數據傳輸,為自動氣象站提供了一種新型的可靠的無線傳輸模式。
上傳時間: 2013-07-01
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為了對蓄電池的性能進行在線檢測和故障診斷,介紹了用以提供檢測蓄電池的交流恒流源的設計思想和實現方法。通過實驗進行了實例應用和驗證,取得了較好的效果,為蓄電池的在線檢測提供了一種實用的方法。關鍵
上傳時間: 2013-06-05
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瞬變電磁法作為一種重要的地球物理探測方法,由于它在時間和空間上的可分性,使得這種方法簡單易行,信息豐富,精度較高,低成本,見效快,從而在礦藏勘探、鉆井和海洋勘探等領域得到了廣泛的應用。隨著接收儀器的數字化和智能化,發射功率的增大,數字模型計算正反演的應用,解釋水平的提高,瞬變電磁法可解決的地質問題不斷擴大,幾乎涉及了物探工作的各個領域:礦產勘探,構造探測,水文與工程、地質調查,環境調查與監測以及考古等。近年來,在找水、市政工程、土壤鹽堿化和污染調查、淺層石油構造填圖,以及礦井突水預測等領域都取得了良好效果。 瞬變電磁法探測系統包括發射機和接收機兩部分。接收機用作在噪聲中提取由發射機發射的一次場信號在地下導體中感應出的二次場信息,其信息反映了地下導體的電阻率差異,通過對該信息數據的處理了解探測目標的特性從而達到探測的目的。 瞬變電磁信號具有早期信號幅度大、衰減快,而中晚期信號幅度小、衰減慢的大動態范圍的特點。因此,必須設計出能適應這種瞬時變化快、動態范圍大數據信號要求的高性能數據采集系統。同時,瞬變電磁探測系統的工作環境大都是在野外,因此,為適應野外工作的需要,數據采集卡尤其要有較低的功耗。 本論文在總結其他數據采集系統設計的基礎上,提高采樣速率和采樣精度、采用分段放大技術避免放大飽和和實現對小信號的有效識別、改用ARM作為核心處理器實現對接收機的有效控制、改進USB2.0的實際傳輸速度、改用自適應濾波法等噪聲抑制方法組合實現抗干擾和噪聲濾除設計,成功設計和實現了一套基于ARM和USB2.0的瞬變電磁數據采集系統,該系統具有高性能,低功耗,抗干擾能力強,低成本的特點,已成功應用于瞬變電磁探測實踐,并取得良好效果,極大的滿足了瞬變電磁探測系統的需要。同時,該系統對于其他數據采集系統的設計具有一定的借鑒意義。
上傳時間: 2013-06-21
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隨著計算機技術的發展,嵌入式系統已成為計算機領域的一個重要組成部分。本文用嵌入式系統構建了一個電力機車主變壓器故障診斷試驗平臺。 在電力機車主變壓器綜合測試及故障診斷領域中,我國幾個大型的電力機車廠的變壓器測試依然采用人工讀數,而這種方法的特點是:效率比較低,數據存在誤差等。因此非常有必要采用自動測試系統,而如果用工控機作為控制中心來進行測試,成本將比較高,因此,本文采用基于ARM的嵌入式系統作為控制中心來進行測試。這樣系統的成本更低,操作更方便,數據更準確。 本文詳細地介紹了基于ARM微處理器ST2410及Linux操作系統的電力機車主變壓器綜合測試及故障診斷系統的開發與實現過程。主要有三部分:硬件平臺設計與實現部分;軟件平臺設計部分;應用程序的開發等3部分。 本論文的研究主要是基于ARM-linux的平臺。它的內核模塊采用了ARM920T核的S3C2410,外部有SDRAM、FLASH、串口、網卡、鼠標、鍵盤、LCD等,同時還提供有擴展插槽,該平臺主要面向高性能的電力、工業控制等,適用于網絡的研究;本文探討嵌入式軟件開發模式,宿主機與目標機,交叉編譯環境的搭建,Linux內核和外設驅動的移植,以及圖形用戶界面QT和應用程序開發移植等;另外,在該平臺開發了應用程序,具體包括串口通信,網絡通信,數據庫編程等。
上傳時間: 2013-07-10
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電液控制作為液壓控制的一個新分支,因為其本身的特點正得到越來越廣泛的應用。電液控制系統的發展對電液控制技術提出了更高的要求,這必將促進電液控制技術的發展。本文在教研室多年電液控制經驗的基礎上,提出開發通用型電液系統數字控制器。 通過對電液控制技術的研究,了解電液系統的一般構成,結合多個具體實例,本文提出數字式電液控制器概念,以ARM微處理器為硬件核心,采用多種智能控制算法解決電液系統閉環控制問題。 數字控制器以PHILIPS公司的32位ARM7微處理器LPC2292為硬件核心,配有高速AD、DA轉換器。硬件設計注重通用性,具有多種輸入、輸出通道,可以采集和輸出多種、多個模擬量信號和數字量信。具有多種通信接口,可以實現近距離監控或者遠距離操控。人機交互通道豐富,具有報警、狀態指示、參數顯示等功能。采用光電隔離、獨立電源、屏蔽外殼等措施保證控制器具有良好的穩定性、可靠性。軟件設計采用UC/OS-II嵌入式操作系統,內部集成多種智能控制算法,保證電液系統閉環控制取得良好的效果。開發模擬試驗系統,可以模擬電液系統現場的各種信號和閉環回路,實現實驗室調試。采用Visual Basic開發上位機軟件,配合控制器完成參數修改、保存,繪制實時監控曲線,控制硬件等功能。 控制器解決了電液系統多樣性難題,客服模擬控制的缺點。研發出模糊自整定PID算法,它成功解決了閉環控制過程中設定信號不斷變化的難題。經過多次現場調試,目前控制器已經成功應用于國內多家企業的輪胎耐久性試驗機和密煉機兩種電液系統,在這兩種系統中成功取代進口國外模擬控制器,并且控制效果好于國外模擬控制器。關鍵詞:電液系統;ARM7;UC/OS-II;模糊自整定
上傳時間: 2013-05-31
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智能控制器是智能斷路器的核心,不僅具有普通脫扣器的各種保護功能,而且還具有實時參數顯示、故障記憶和查詢、自診斷等多項功能。在回顧和總結了智能斷路器的發展歷程后,討論了當前智能斷路器的發展趨勢,提出了基于ARM的斷路器智能控制器的研究。本論文介紹了斷路器智能控制器的設計原理,同時重點闡述了斷路器智能控制器的各項參數測量及保護原理和算法,并進行了具體的硬件和軟件模塊的設計,旨在實現斷路器的智能保護。 本文涉及的斷路器智能控制器,在硬件上以PHILIPS公司的ARM芯片LPC2294為核心處理器,主要進行數據的實時采集處理和斷路器的故障保護。硬件設計采用了標準化模塊設計方法,硬件電路盡可能選擇標準化、模塊化結構的典型電路,以便擴展。其中,液晶選用的是SMG240128A,鍵盤芯片選用的是ZLG7290。軟件的編制采用模塊化編程方法,每一個模塊相對獨立,完成特定功能,便于維護添加新功能。編程工具為ARM公司提供的ADS1.2。為了保證智能控制器各種保護功能的可靠實現,論文中對智能控制器的干擾源進行了分析,從硬件和軟件兩個方面采取了多項設計措施,提高了智能控制器的穩定性和可靠性。實踐證明,論文中構建的斷路器智能控制器結構簡單,易于實現,可以滿足系統需要,因此具有較高的實用價值。
上傳時間: 2013-06-10
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現代信息技術的迅猛發展和人們生活質量的提高,使得視頻處理方面的研究與應用,尤其是實時圖像處理受到了廣泛關注。近年來,DSP技術的不斷發展,將數字信號處理領域的理論研究成果應用到實際系統中,并推動了新理論和應用的發展,對視頻處理等領域的技術發展起到了十分重要的作用。同時,隨著網絡、移動通訊和多媒體技術的飛速發展,嵌入式系統也得到更加廣泛的應用。 本文分析了嵌入式系統、DSP技術、以及視頻處理系統等領域的最近發展現狀,結合本實驗室在嵌入式開發、H.264.圖像編解碼、DSP技術三個方面的研究成果和實際開發經驗,提出了采用TIC6000系列的TMS320DM642和ARM(S3C2410)為主體的硬件系統架構,設計了一種基于ARM+DSP的嵌入式視頻處理系統。該系統將專門用于視頻圖像處理的DSP與在通訊和實時控制方面具有獨特優勢的ARM處理器結合起來,為嵌入式實時環境下一些復雜算法的實現問題開辟了新的途徑。 文中首先介紹了系統的相關技術及標準,包括控制端用到的ARM技術和處理端的DSP技術及核心處理算法H.264編碼原理,給出了系統的整體架構及設計思路。整個系統分控制端和處理端以及兩者之間的通信三個部分,控制端主要由一個最小系統、LCD及觸摸屏和矩陣鍵盤構成,在ARM上移植了Linux操作系統,并在其上編寫了外設驅動。處理端包括視頻輸入、輸出模塊、存儲模塊、網絡傳輸模塊,移植了基于基本檔次的T264代碼到DM642中,并進行了優化,完成了視頻信號的采集和回顯程序的編寫,并將采集、處理、回顯三個進程加入到BIOS中,實現了處理端的功能。兩者通信采用HPI16模式的通信方式。最后,就系統的性能進行了測試,給出了測試效果圖,并對結果進行了詳細分析。 在文章的最后,總結了課題研究所取得的成果及其不足之處;給出了系統進一步研究和改進的思路。嵌入式是未來發展的主流,隨著本系統的進一步完善,必將具有更加廣闊的應用前景。
上傳時間: 2013-04-24
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深入研究了我國10kV配電網特點和饋線自動化技術,設計了以基于FTU和電力線載波通信的集中式保護為主、基于FTU的重合閘保護為輔的饋線自動化方案,不論通信是否正常,都能實現線路故障區段的自動隔離和非故障區段的供電恢復,設計并制作了基于ARM的饋線自動化終端硬件,實現了FTU主要的軟件功能,并對FTU所處惡劣環境中幾種典型的干擾的產生機理和頻譜特性進行了分析,在硬件和軟件方面采取了必要的抗干擾措施來提高FTU的可靠性,最后在實驗室和10kV現場進行了實驗和測試,結果表明所研制的FTU達到了預期的要求。
上傳時間: 2013-05-25
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當前全球定位系統(Navigation Satellite Timing And Ranging Global Position System,簡稱GPS)廣泛應用于艦船導航,航空航天,地理測繪等領域,特別是移動式定位系統對于目前的城市交通管理有著非常重要的意義。本文分析了當前交通管理中的實際問題,介紹了一種車載終端的設計方法。設計采用ARM9內核的S3C2410微處理器構造的嵌入式系統,可以實現對GPS定位信息的接受和處理,并采用嵌入式Linux操作系統,結合開放式Linux圖形軟件Qt,可以為后續的建立地理信息系統(Geographic information system,簡稱GIS)提供數據支持,是集GPS全球衛星定位系統和通用分組無線業務(General Packet Radio Service,簡稱GPRS)無線通信技術于一體的新型電子產品。它為現代交通運輸提供了新穎,可靠,有效的控制和管理途徑。 車載終端通過將GPS模塊的定位信息提取出來,一方面將定位信息在車載終端上顯示,一方面又結合車輛的狀態信息通過GPRS模塊發送出去,該信息通過無線公共網絡傳輸給車輛管理部門。車輛管理部門根據車輛的位置和狀態等,結合GIS系統中的地圖信息提供GPS數據的差分修正,并采取一定的措施,從而實現車輛的有效管理。 本設計從硬件和軟件兩大部分出發,硬件上設計了ARM處理器、存儲器、內存及其外圍電路,另外還有GPS模塊電路和GPRS模塊電路;軟件上采用Qt的人機界面完成數據顯示與更新,采用PPP撥號腳本完成GPRS模塊的撥號,通過Qt多線程編程的方法完成GPS數據的提取和GPRS的信息發送。在硬件和軟件之間采用了嵌入式Linux系統,包括啟動代碼、內核和文件系統等。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著光通信技術的不斷發展,光纖的需求量大幅增加,光纖測量儀器也隨之迅速發展起來,其中光時域反射儀(OTDR)受到廣泛重視。光時域反射儀是八十年代發展起來的新型光纖故障測試設備,其主要用途是能夠找出光纖的斷點,并進行故障定位。光時域反射儀具有非破壞性測量、功能齊全、安全性好、使用方便等優點,在工程上得到廣泛應用。目前,該領域主要被國外產品壟斷且價格昂貴。在這一背景下,國內企業開展OTDR的研制和開發,以降低成本,改進技術,占領光纖測試領域的市場成為當務之急。 本論文首先簡要介紹了光時域反射儀的歷史和現狀,并闡述了光纖測量技術涉及的光學原理,以及光時域反射儀的基本工作原理。在理論分析部分之后,基于對系統的特點及開發資源的考慮,提出基于嵌入式系統的光時域反射儀解決方案。在此基礎上,詳細介紹了以ARM為控制核心、DSP為運算核心的系統總體硬件結構;討論了采用ARM9內核的S3C2410處理器的軟件解決方案;著重說明了Linux嵌入式操作系統的選取與移植、bootloader的引導以及根文件系統的制作。最后重點論述了圖形用戶系統(GUI)的選取以及QtopiaCore的移植和開發過程。 本文所設計的光纖測量系統具有測量準確、可靠性高等特點。實驗表明,該系統能夠根據國際標準完成對光纖的衰減和長度等指標的檢測。
上傳時間: 2013-04-24
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