DeviceNet現場總線標準作為工業現場總線的國際標準,其開放性和先進性得到了廣泛關注和充分肯定。開發符合DeviceNet現場標準的自動化產品意義重大,也是必要的。 文中從現場通用的老式串口(RS232和RS485)與新興DeviceNet網絡的兼容問題以及模擬量,數字量和多種總線等多功能的一體化問題為出發點,以Atmel的32位ARM7高速處理器為開發平臺,充分發揮其處理高速和功能多樣的優勢,同時結合DeviceNet現場總線高效和診斷的優點,開發了一個帶8路數字量輸入,8數字量輸出,4路模擬量輸入以及RS232為底層自定義協議串口,RS485為底層的在線可配置Modbus協議的DevciceNet一體化通訊網關。 最后文中還利用雙口RAM的協同處理能力,構成雙CPU處理能力的結構,將avr162的8位處理器處理PROFIBUS總線數據,而將32位的ARM7處理器處理DeviceNet總線數據。文中特別從系統硬件開發和軟件開發兩方面加以闡述,并結合OMRON PLC主站測試系統,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現場總線標準做了簡單介紹;后根據DeviceNet標準對所需求的產品的進行總體設計,以及相應的DeviceNet網關的硬件和軟件的設計和開發。最后,搭建了DeviceNet-Modbus測試系統和DeviceNet-PROFIBUS DP兩套測試系統對所開發產品進行的了功能測試。本課題按照預期設計思想完成了DeviceNet多功能網關的軟硬件的開發,并將系統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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電力變壓器性能的好壞直接影響著電力系統的安全穩定運行。變壓器繞組溫度是變壓器安全、經濟運行以及使用壽命的決定性因素,已經成為變壓器狀態監測中健康隱患和故障發展的重要表現形式。通過對變壓器繞組溫度進行實時監測并判斷其健康狀況,以此來進行變壓器的負荷調整和預知性維修,避免因繞組過熱導致的變壓器故障,可以提高變壓器安全、經濟運行水平,為電網安全運行帶來重要保證。 傳統的檢測電力變壓器溫度的方法主要有紅外溫度檢測、熱電阻、熱電偶溫度檢測等。紅外測溫為非接觸測量,它只能測量變壓器的表面溫度,易受環境溫度及周圍磁場的干擾,且需人工操作,無法實現在線測量。對于熱電阻、熱電偶等測量法,在高頻交變場中,導線會拾取噪聲并由于渦流效應而發熱。電導線的熱導還會導致被測溫度的擾動,測量效果不很理想。光纖光柵傳感技術以其體積小、電絕緣、抗電磁干擾、易復用、傳感信號可遠距離傳輸、便于實現實時在線測量等優點,為電力變壓器溫度的測量提供了很好的技術手段。 本文在對國內外光纖光柵傳感技術及其解調方案進行深入分析的基礎上,設計了光纖布拉格光柵傳感信號解調所需的硬件和軟件,并進行了實驗研究。論文涉及的主要工作有: 介紹了光纖的基本結構、布拉格光柵的工作機理及其制作方法,分析了光纖布拉格光柵作為傳感元件時的基本參數,推導了光纖布拉格光柵的溫度傳感模型;詳細介紹了目前常用的布拉格光纖光柵解調技術。 重點分析了監測系統的硬件電路設計及其原理,主要有微控制器相關電路的設計、光電轉換電路、前置放大及濾波電路、AD轉換電路、以太網通訊電路及液晶顯示電路等。在硬件平臺的基礎上設計并測試了相關模塊的驅動,實現溫度的實時采集和發送。主要工作包括uC/OS—Ⅱ在LPC2148上的移植,利用LwIP實現以太網通訊等。 最后,搭建了系統光路,對監測系統進行了測試,得到了有益的數據,為下一步工作打下了良好的基礎。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著計算機、通信、電子技術的進步,嵌入式系統和以太網技術的融合將成為嵌入式技術未來的重要發展方向。基于ARM的嵌入式系統由于具有低功耗、高性能、低成本、可以進行多任務操作等優點,在控制領域得到了越來越廣泛的應用。 本選題來自中山大學與北京航天五院合作研制的流體網絡系統地面原理樣機控制器設計項目。論文研究的主要目的是利用基于ARM920T內核的嵌入式微處理器AT91RM9200融合多傳感器設計一種可以在地面實驗室環境中可靠運行的數據采集與溫度控制系統。 本文從嵌入式測控系統的硬件實現和軟件設計兩方面進行分析。在硬件設計上,主控制板以Atmel公司生產的AT91RM9200 CPU為核心,主要包括串口模塊、存儲模塊、以太網接口模塊、基于SPI串行接口設計的數據采集模塊(A/D)、基于I2C接口設計的PID控制信號輸出模塊(D/A)和采用PIO接口設計的開關控制輸出模塊等電路,其中后三個模塊承擔了流體網絡回路的傳感器數據采集,關鍵點的溫度控制和多路電磁閥的開關控制等任務,后文將重點介紹。在軟件設計方面,主要分兩個方面進行討論,分別為主控制器上基于嵌入式Linux系統的軟件和上位機采用Visual C++編寫的監控軟件。主控制器軟件采用多線程進行設計,包括主線程、服務器子線程和數據采集子線程,三個線程同時運行,提高了系統的運行效率。上位機和主控制器通過接入以太網中,然后由服務器線程和上位機客戶端利用socket套接字實現通信。同時上位機軟件也提供形象美觀的圖形用戶界面,配合主控制器實現特定的溫度、流量和壓力監控。 本論文設計的嵌入式測控系統充分利用了AT91RM9200內嵌的的強大功能模塊,包括SPI接口模塊和I2C接口模塊等,可廣泛應用于控制領域。對該系統的一些研究成果和設計方法具有一定的先進性和良好的實用性,具有良好的應用前景。
上傳時間: 2013-06-30
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隨著計算機技術的飛速發展,嵌入式系統在人們的生產生活中發揮著越來越重要的作用。近年來,基于ARM處理器和μC/OS-II操作系統的嵌入式技術已經成為當前嵌入式領域的研究熱點之一。 論文主要研究基于ARM7處理器和μC/OS-II操作系統的嵌入式測控平臺架構,為測控系統開發提供一個方便功能擴展的軟硬件環境。在此基礎上,以加速度計為對象,利用嵌入式系統的豐富資源,完成對其內部溫度及加速度信號的采集實例。硬件設計分為核心系統設計和數據采集控制子系統設計兩部分。核心系統主要包括控制核心S3C44BOX模塊、存儲器模塊、調試接口模塊、液晶顯示模塊以及數控鍵盤模塊等。完成了母板的設計與驗證,并預留多種接口,增強了可擴展性。采集控制子系統作為數據采集及控制機構,主要由A/D轉換芯片完成和串行通信模塊,用來接收傳感器傳輸的數據,經ARM處理器分析處理后,通過串行通訊方式與下位機通信。由于有多個下位系統,平臺設計擴展了8路帶高速緩沖的異步串行通信模塊。最后,對各硬件模塊進行總體調試,并對調試結果進行了分析。 調試結果表明,該硬件平臺不僅響應速度快、成本低、可靠性好,而且具有良好的可移植性和可裁剪性,便于根據實際需求進行功能擴展和裁剪,達到了預期的設計目標。
上傳時間: 2013-07-26
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我國是世界上設施農業面積最大的國家,設施面積占世界總面積的70-80%。目前國內設施溫室應用的主要環境參數采控系統大多為進口產品,這些產品技術含量高,采控效果好,但相對價格較高,通常適用于現代化的大型或高檔連棟溫室。少數國產品牌無論技術水平還是采控效果均不甚理想,尤其缺少能夠適用于我國常見的中小型日光溫室的低成本智能采集控制裝置。本文基于國家高技術研究發展計劃(863計劃)課題“設施農業精準生產技術系統構建與應用”,對設施溫室環境和生物信息數據采集、傳輸、備份、調控問題進行了研究。 論文分析了目前國內中小型日光溫室環境監控需求,提出并實現了一套網絡型設施農業日光溫室智能控制系統從硬件到軟件的完整方案。主要研究工作如下: (1) 開發了面向常用環境信息傳感器和生物信息傳感器的數據采集模塊,該數據采集模塊具有可定制、可擴展的特點。 (2) 開發了基于CF卡的數據備份及存儲模塊,為實現現場數據的大容量存儲和本地化自主控制提供了基礎。 (3) 構建了傳感器數據的局域傳輸網絡和以太網絡接口,滿足了節點環境參數及視頻信息寬帶傳輸與溫室集中監控的需要。 (4) 開發了面向中小型日光溫室的可擴展核心設備管理模塊,實現了在決策服務器支持下的環境參數本地自主調控。 (5) 移植了嵌入式操作系統、開發了設備驅動程序,使用戶可以靈活方便地調用板載設備進行系統的二次定制開發。 (6) 對系統軟件、硬件進行了模擬調試和現場實驗,驗證了系統在設施溫室環境采控中的各項功能。 論文結構如下:首先分析了課題的研究背景、意義、研究現狀和相應關鍵技術;然后在溫室控制的需求分析上提出了智能控制系統的方案;接著給出了智能PAC系統子/主節點的硬件設計及實現,給出了基于U-BOOT與uClinux的智能PAC系統軟件設計和驅動開發;其次設計了實驗平臺對智能PAC系統進行仿真調試和現場實驗。論文最后展望了我國設施農業溫室環境監控的發展。 現場實驗表明,該智能PAC系統解決了日光溫室環境和生物信息數據采集、傳輸、備份問題,并且具有可定制化、可編程、運行穩定可靠的特點,達到了預期的設計要求。
上傳時間: 2013-04-24
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本文以正在研制的某新型電臺為應用背景,研究在電臺上使用觸摸屏的硬件設計方法和軟件實現途徑。 觸摸屏是人機交互發展的方向。目前已在多種領域得到了廣泛地應用,而使用觸摸屏代替按鍵在無線電臺上實現人機交互功能目前尚不多見。在無線電臺上使用觸摸屏可以盡可能地減少電臺的體積,同時采用常見的Windows風格的操作系統,可以使電臺不僅易于攜帶,也更便于操作。 本文的研究是基于ARM的硬件平臺和Windows CE的軟件平臺。硬件平臺的內核模塊采用ARM920T核的S3C2410嵌入式處理器,外部包含64M的SDRAM和64M的NAND Flash;硬件平臺還集成了LCD,觸摸屏等人機接口,同時提供了USB主控制器接口、SD卡擴展接口和RS232接口。平臺技術先進,結構合理,功能較完備,整體性、可擴充性強。 在此硬件平臺的基礎上,本文深入分析了基于Windows CE軟件平臺的構建,對應用開發所涉及工具軟件作了介紹,并依據應用開發的需要定制了Windows CE內核。本文對LCD、觸摸屏和USB的驅動程序作了深入研究,并在此基礎上初步涉及了Windows CE應用程序開發,實現了電臺操作界面,實現了基本的數據錄入與輸出功能。
上傳時間: 2013-07-26
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集中抄表系統是一個集現代化管理、計算機應用、現代通訊技術、自動控制、信息等多學科技術于一體,實現電力營銷監控、電力營銷管理、營業抄收、數據采集和網絡連接等多種功能的一個完整的系統。 本文設計了基于GPRS與ARM技術的集抄系統,充分利用GPRS通信實時在線、按流量計費、高速傳輸的優點。本系統采用的是華為的GTM900-B模塊,適用于小數據量傳送的場合,用戶無需實現PPP協議也可實現數據傳輸功能。基于GPRS與ARM的集中抄表系統包含三個主要的組成部分:基于.NET平臺的系統管理中心(主站),基于GPRS的通信網絡和基于ARM平臺的終端系統。系統管理中心負責系統數據的采集、存儲和分析等功能;終端系統實現遠程用電設備的信息采集和控制;通信網絡則在管理中心和終端系統間建立數據傳輸鏈路。基于GPRS與ARM的集中抄表系統豐富了以往系統原有的應用功能,提升了集中抄表系統的綜合性能。 經過測試,本系統能夠順利的進行撥號,與主站進行正常的數據發送和接收,能正常的對電表數據進行采集和上位機管理命令下發,達到了預期的效果和設計要求。本系統已經在湖北石首,黃岡,黃石,十堰和湖南部分縣、市有一定規模的應用。在石首地區復雜的供電環境下,20個臺區所有電表的數據都能按時正確的收集到主站,終端也能正常響應主站下發的命令,實現設計的功能,證明了本系統運行穩定可靠,有利于配電網絡運行的安全性和經濟性管理,對加強用電管理和提高電網供電質量起到了積極的作用。
上傳時間: 2013-06-29
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汽車行駛記錄儀(文中也簡稱為記錄儀),亦稱“汽車黑匣子”,是安裝在車輛上,對車輛行駛速度、時間、里程以及有關車輛行駛的其它狀態信息進行監控、記錄、存儲并可通過接口實現數據輸出的數字式電子記錄裝置。為分析和判斷汽車駕駛狀態和處理交通事故提供了可靠準確的科學依據。本課題的來源是國家信息產業部下達的電子發展基金項目,與同類產品相比,增加了音/視頻功能,目前已通過信產部驗收。 本文主要分析和設計了一種具有低成本高擴展性的基于ARM與ARMLinux的汽車行駛記錄儀方案,該系統作為信產部項目中的主控模塊實現了記錄儀的標準功能。硬件方面分析了汽車行駛記錄儀的標準功能對應ARM片內外圍電路與外部器件的設計。軟件方面分析了基于YAFFS文件系統與Linux 2.6的軟件平臺在嵌入式應用方面的高可用性,主要描述YAFFS的特點與基本原理,Linux中線程的實現機制與Linux Kernel 2.6在響應時間上的改進。并給出了該記錄儀基于Liinux的多線程結構應用程序的設計要點、流程圖和主要的數據結構。 作為擴展,為記錄儀增加了采集和處理音/視頻信號的DSP模塊。DSP采用TI公司的專用于數字媒體應用的高性能DSP DM642。DSP模塊同時采集3路視頻并進行壓縮,壓縮算法可以采用MPEG-2、MPEG-4、H.263、H.264等。論述了實現音/視頻功能的基本原理、DSP模塊的存儲器結構、ARM與DSP的通信及一些實用性的考慮。
上傳時間: 2013-07-02
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本文介紹了一種適于網絡環境的高效、可擴展、自適應以及魯棒的視頻流壓縮與傳輸技術,并以此為基礎最終實現了一個流媒體系統。該系統由兩部分組成:流媒體壓縮部分和網絡傳輸控制部分。在本文中將詳細介紹這
上傳時間: 2013-06-03
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大量的電力電子裝置及非線性負荷在電力系統中廣泛的應用,使電能質量(Power Quality)問題日益突出。電能質量問題不僅危害電力系統本身的安全及電網的穩定運行,對系統中用戶也造成嚴重威脅。因此,對電能質量的實時監測具有十分重要的意義。 論文首先介紹了電能質量的概念,分析了國內外電能質量監測的研究現狀及開發新型電能質量監測裝置的意義,同時對影響電能質量的指標參數的數字測量原理與算法進行了深入的研究。在此基礎上,提出了以ARM9(s3c2410)芯片為CPU,以嵌入式Linux為軟件核心的電能質量監測裝置的總體設計思想。 論文建立了基于arm-1inux的嵌入式開發環境,完成了基本的硬件電路設計和軟件設計。硬件設計方面,根據電力系統中數據采集和處理的實際特點,在前置測量采集模塊中,采用了ADS7864芯片設計了多通道信號采樣保持和快速轉換電路;利用鎖相環保證了多路信號的硬件同步采樣;在通訊方式上,除了采用RS-232通訊方式外,還采用了以太網和USB通訊方式,從而提高了裝置應用的靈活性。軟件設計方面,依據裝置所要實現的功能,剪裁并成功移植了嵌入式linux內核到ARM處理器中;完成了各應用程序的編制,給出了詳細的程序流程圖;設計了基于Qt/Embedde的人機交互界面(GUI)。 基于arm-linux嵌入式電能質量監測儀不僅數據處理功能強、人機交互性好、系統升級簡單、還能進行遠程監控。在此基礎上可進一步開發,向微型化、高度智能化等方向發展,以滿足不同場合的需求,具有較大的使用價值和廣闊的應用前景。
上傳時間: 2013-05-16
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