現(xiàn)場總線技術(shù)以其先進性、實用性、可靠性、開放性等優(yōu)點,已經(jīng)成為自動化技術(shù)發(fā)展的熱點。現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)作為一種開放的、具可互操作性的、徹底分散的分布式控制系統(tǒng),已經(jīng)對傳統(tǒng)的PLC、集散控制系統(tǒng)形成了巨大的沖擊,具有廣闊的發(fā)展前景。 作為現(xiàn)場總線之一的CAN總線以其可靠性高、實時性好、價格低廉、容易實現(xiàn)等優(yōu)點,被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域。與傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)相比,基于CAN總線設(shè)計的工業(yè)控制系統(tǒng)可以減少系統(tǒng)控制的復(fù)雜性,降低成本,并能提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和擴展性。 本論文針對某石材加工廠的具體應(yīng)用需求,在分析了CAN總線協(xié)議的基礎(chǔ)上,給出了工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的總體解決方案,主控節(jié)點硬件設(shè)計、軟件設(shè)計,人機界面設(shè)計,以及網(wǎng)絡(luò)通訊結(jié)構(gòu)模型及具體實現(xiàn)流程,完成的主要工作如下: 軟硬件平臺設(shè)計,基于ARM處理器LPC2378開發(fā)了工控網(wǎng)絡(luò)主控節(jié)點。設(shè)計了該節(jié)點的硬件電路,包括CAN總線接口電路、串行接口電路、AD、DA轉(zhuǎn)換隔離電路等。在硬件平臺上進行μC/OS-II操作系統(tǒng)移植,基于該操作系統(tǒng)編寫了各硬件模塊驅(qū)動程序,主要包括串行接口和CAN模塊的初始化、數(shù)據(jù)接收以及發(fā)送。 通訊設(shè)計,根據(jù)工業(yè)控制應(yīng)用的具體需求,設(shè)計了網(wǎng)絡(luò)整體解決方案,包括網(wǎng)絡(luò)拓撲方案,通訊結(jié)構(gòu)等,基于CAN總線技術(shù)規(guī)范CAN2.0B自定義了CAN總線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層通信協(xié)議CAN08。 人機界面設(shè)計,基于威綸MT505設(shè)計了工控網(wǎng)絡(luò)的人機界面,編程實現(xiàn)人機界面與主控節(jié)點的Modbus通訊。
標簽: ARM 現(xiàn)場總線 控制系統(tǒng) 主控
上傳時間: 2013-07-09
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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(shè)計思路,并給出了詳細的硬件設(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(yīng)用??偨Y(jié)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(shù)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(shù)結(jié)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(luò)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(luò)通信技術(shù)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(luò)通信技術(shù)的工作原理,最后給出了智能家居控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計和軟件設(shè)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(shè)計、以太網(wǎng)接口電路設(shè)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(luò)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(dāng)前較為成熟的GPRS技術(shù)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(jié)構(gòu)以及硬件原理框圖和軟件設(shè)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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自動開袋機是一種比較復(fù)雜的機電一體化縫紉機械,用于加工服裝口袋,與常規(guī)手動開裁縫制口袋相比,具有高效率、高品質(zhì)、高精度的優(yōu)勢,越來越受到服裝廠青睞。自動開袋機控制系統(tǒng)的研究可滿足市場對此的需求。 論文根據(jù)對自動開袋機的機械結(jié)構(gòu)、電氣系統(tǒng)、縫制過程及工藝實現(xiàn)進行分析,提出一種基于ARM9處理器S3C2410和嵌入式WinCE操作系統(tǒng)的控制方案,隨后進行了硬件設(shè)計、氣動控制系統(tǒng)設(shè)計以及軟件設(shè)計。系統(tǒng)的硬件電路部分,論文根據(jù)開袋機動作要求及處理器情況,進行了最小系統(tǒng)、電源模塊、串口接口、I/O擴展接口、液晶屏顯示接口等電路設(shè)計。氣動控制系統(tǒng)部分,論文進行了滿足動作要求的氣動元件選型以及系統(tǒng)氣動回路設(shè)計。系統(tǒng)的軟件設(shè)計部分,分析了系統(tǒng)啟動代碼的實現(xiàn)方法,對WinCE操作系統(tǒng)進行定制,并基于EVC開發(fā)出應(yīng)用程序(含用戶圖形界面)部分。論文最后,進行了系統(tǒng)調(diào)試工作,并對課題進行總結(jié)和展望。 論文設(shè)計的自動開袋機控制系統(tǒng)基于WinCE操作系統(tǒng),人機界面簡潔美觀,操作方便,機器功能比較完善,性能好。在研究過程中,對傳統(tǒng)的開袋機定位方式進行改進,軟件方面考慮到優(yōu)化性設(shè)計。
標簽: ARM 自動 控制系統(tǒng)設(shè)計
上傳時間: 2013-04-24
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隨著電網(wǎng)中非線性負載的迅速增加,電能質(zhì)量日趨惡化,這不僅嚴重影響電網(wǎng)安全高效的運行,而且對經(jīng)典的電力測量理論、方法和儀表的設(shè)計都提出了新的挑戰(zhàn)。電力檢測系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用,對電力系統(tǒng)的安全運行有重要意義,并且具有明顯的經(jīng)濟效益和社會效益。 本文講述了諧波測量的基本理論,著重對傅里葉變換進行說明,使用PSIM軟件對諧波信號進行仿真,并給出仿真結(jié)果。以電力監(jiān)控領(lǐng)域現(xiàn)階段的技術(shù)為參考,提出并研制了一種基于ARM和DSP的嵌入式平臺的電力監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)為了能滿足實時諧波分析算法運算量大的要求,它采用模塊化設(shè)計,核心CPU按數(shù)據(jù)處理和控制兩種功能分別采用美國TI公司生產(chǎn)的TMS320LF2407芯片和Samsung公司基于ARM920T內(nèi)核的16/32位S3C2410A微處理器,兩個核心芯片各自在不同的電路板上獨立運行,充分發(fā)揮DSP芯片的數(shù)字信號處理優(yōu)勢和ARM的控制功能,以實現(xiàn)系統(tǒng)中的復(fù)雜軟件算法,運算速度也能得以提高。 系統(tǒng)硬件設(shè)計包括DSP數(shù)據(jù)采集模塊、實時時鐘電路和ARM的時鐘電路、存儲器接口電路、SDRAM電路、串行接口電路、通信模塊接口電路、LCD顯示等電路的設(shè)計。 系統(tǒng)軟件設(shè)計主要包括操作系統(tǒng)的移植以及應(yīng)用程序的設(shè)計,應(yīng)用程序設(shè)計由ARM主控程序設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)通訊程序、ARM與DSP通訊程序設(shè)計以及DSP數(shù)據(jù)處理程序設(shè)計組成。
標簽: ARM DSP 電能質(zhì)量 在線監(jiān)控系統(tǒng)
上傳時間: 2013-04-24
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隨著人們安防意識的增強,視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用越來廣泛,許多公共場所,如學(xué)校、工廠、政府、銀行都設(shè)有視頻監(jiān)控系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、圖像處理技術(shù)及嵌入式技術(shù)的快速發(fā)展,使得視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)有了很大的進步,功能也越來越豐富,單純的視頻畫面的監(jiān)控已經(jīng)不能滿足人們的要求。兼容豐富的通信協(xié)議、強大的系統(tǒng)控制管理功能和智能化的監(jiān)測能力的視頻監(jiān)控系統(tǒng)就成了當(dāng)今視頻監(jiān)控系統(tǒng)的研究開發(fā)的熱點。 現(xiàn)在流行的視頻監(jiān)控的構(gòu)架大致分為兩類,一種基于數(shù)字信號處理器,一種基于通用微處理器。數(shù)字信號處理器擅長復(fù)雜的計算、音視頻處理,而通用微處理器適用于系統(tǒng)控制、管理。兩種方案可以滿足簡單的視頻監(jiān)控的要求,各自功能也相對單一。如果把兩種方案結(jié)合在一起,必定可以達到易于擴展多種功能的滿意的效果。 本文分析了現(xiàn)有的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的幾種方案,為了滿足視頻監(jiān)控系統(tǒng)功能越來越豐富全面的要求,設(shè)計了一款基于ARM和DSP的雙處理器的視頻監(jiān)控平臺,該平臺易于進行功能的擴展和升級。系統(tǒng)采用三星公司的S3C2410 ARM9處理器和TI公司的TMS320DM642數(shù)字信號處理器,ARM負責(zé)視頻的傳輸和外圍控制,DSP負責(zé)視頻的采集和壓縮。本文主要著眼于平臺的軟件方面。硬件電路方面,主要介紹了視頻采集電路和ARM與DSP的通信電路。軟件方面,搭建了ARM嵌入式Linux操作系統(tǒng)平臺,開發(fā)了主機口(HPI)驅(qū)動程序,以及基于實時傳輸協(xié)議RTP的服務(wù)器端和客戶端程序。DSP部分,基于DSP/BIOS實時操作系統(tǒng)和RF5參考框架,開發(fā)了多任務(wù)的上層應(yīng)用程序。移植并優(yōu)化了MPEG-4編碼器,依據(jù)DSP/BIOS的類/微驅(qū)動開發(fā)模型,開發(fā)了SAA7111視頻編碼器的驅(qū)動程序。 經(jīng)過實驗測試,ARM端搭建的嵌入式Linux軟件平臺運行良好。DSP端視頻采集效率基本達到了25幀/秒的采集要求,經(jīng)過優(yōu)化的MPEG-4編碼器對CIF格式的圖像的壓縮編碼率為13幀/秒,視頻服務(wù)器可滿足視頻傳輸?shù)膶崟r性需要。該設(shè)計的基于ARM和DSP雙處理器架構(gòu)視頻監(jiān)控平臺在視頻監(jiān)控領(lǐng)域?qū)泻芎玫膽?yīng)用前景。關(guān)鍵詞:視頻監(jiān)控;嵌入式系統(tǒng);Linux;驅(qū)動程序;視頻壓縮
標簽: ARM DSP 視頻 監(jiān)控平臺
上傳時間: 2013-04-24
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本文構(gòu)建一種基于微處理器的中、小功率光伏控制系統(tǒng)。從硬件、軟件方面完善系統(tǒng)對蓄電池充放電及其負載的管理和保護。系統(tǒng)采用了LCD、鍵盤和異步串行通信,加強了系統(tǒng)的實時監(jiān)控性和遠程管理,方便了對單個系統(tǒng)或
上傳時間: 2013-07-02
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本文完成了基于HART 的智能現(xiàn)場實時控制通信系統(tǒng)的設(shè)計。在硬件方面,本系統(tǒng)由四大模塊組成:鍵盤輸入模塊、通信模塊、DSP 和顯示模塊。其中,數(shù)字信號處理器是該硬件系統(tǒng)的主要部分。它由TMS3
標簽: HART 實時控制 通信系統(tǒng)
上傳時間: 2013-05-20
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遠程控制系統(tǒng)指能夠在本地計算機上通過遠程控制軟件發(fā)送指令給遠程的計算機,從而操縱遠程計算機使之能夠完成一系列工作的系統(tǒng)。本文介紹了一種以手持設(shè)備為主控端,個人電腦為被控端的遠程控制系統(tǒng)的實現(xiàn),
標簽: 智能手機 電腦 遠程控制 系統(tǒng)設(shè)計
上傳時間: 2013-07-09
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本文分析了PLC 控制系統(tǒng)中的主要干擾源,并分析了PLC 控制系統(tǒng)工程應(yīng)用的抗干擾設(shè)計,最后給出了PLC 控制系統(tǒng)應(yīng)采取的主要抗干擾措施。關(guān)鍵詞:干擾源 PLC 抗干擾 接地T
標簽: PLC 控制 抗干擾 系統(tǒng)應(yīng)用
上傳時間: 2013-04-24
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