近些年來，隨著以計算機技術、通信技術為主的信息技術的快速發(fā)展和Internet的廣泛應用，嵌入式系統(tǒng)也受到了越來越多的重視，日益廣泛的應用與工業(yè)控制、移動通訊、家用電器以及消費電子設備中。 而數據采樣在現代工業(yè)中發(fā)揮著非常重要的作用，工業(yè)設備的監(jiān)測和控制都離不開數據的采集。但傳統(tǒng)的基于單片機系統(tǒng)的數據采樣模塊因為無法或很難完成操作系統(tǒng)的嵌入、文件的管理、各種接口的連接、與Internet的互聯(lián)、大容量存儲器的擴展等功能，所以在許多領域的應用受到限制。針對這些問題，設計開發(fā)了基于Linux操作系統(tǒng)的嵌入式數據采集模塊。 本文在綜合分析了現有數據采集系統(tǒng)存在問題的基礎上，新設計的嵌入式數據采集系統(tǒng)采用板卡式結構提高了系統(tǒng)的可擴展性和靈活性；采用嵌入式Linux內核作為系統(tǒng)的運行、調度的核心，提高了系統(tǒng)的軟件可移植性和穩(wěn)定性；采用基于ARM9核的32位嵌入式微處理器，作為控制、處理和通信的核心，提高了整個硬件系統(tǒng)的處理能力、控制靈活性以及抗干擾能力，并降低了功耗。系統(tǒng)有強大的網絡通信能力，為接入Internet提供了可能。 基于ARM的嵌入式數據采集與處理系統(tǒng)結構清晰、通用性好、可擴展性強，可為各種嵌入式應用提供一套完整的硬、軟件解決方案，在工業(yè)測量與控制領域具有較為廣闊的應用前景。
標簽： ARM 數據采集系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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數控沖床送料系統(tǒng)主要用于與沖床實現配套，在沖孔過程中按照程序設定控制板料移動和沖床沖孔，實現沖孔的高度自動化。自動送料機構作為沖壓加工生產實現自動化的最基本的要求，它的自動化程度高低，直接影響著沖壓生產效率以及沖壓生產整體自動化水平，只有其自動化程度與沖壓設備相匹配甚至高于沖壓設備，才能夠實現沖壓生產的完全自動化。 嵌入式系統(tǒng)是繼IT網絡技術之后，又一個新的發(fā)展方向，由于嵌入式系統(tǒng)自身的優(yōu)點，現在已經廣泛應用到軍事國防、消費電子、工業(yè)控制等各個領域。隨著電子、計算機、自動控制以及精密機械與測試技術的不斷提高和發(fā)展，自動送料裝置也在隨著數控機床的發(fā)展而在迅速發(fā)展和演變。而隨著嵌入式微處理器的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)也開始運用到數控沖床自動送料系統(tǒng)中來。 本文采用目前廣泛使用的32位ARM微處理器，Samsung公司基于ARM920T的S3C2440A作為系統(tǒng)的主控制器，該處理器主要面向嵌入式設備，具有性價比高、功耗低的特點，并且在嵌入式Linux操作系統(tǒng)下可移植性好，具有較強的控制能力和豐富的片內資源。該系統(tǒng)能實現數控沖床的自動送料，軟硬件結構簡單，定位精度高，操作簡單方便，具有良好的人機界面。論文首先根據生產實際要求和控制系統(tǒng)設計原則，確定了送料系統(tǒng)的軟硬件總體設計方案。硬件方面，在S3C2440A的基礎上擴展了NANDFlash、NORFlash、SDRAM、LCD觸摸屏模塊，并設計了X、Y軸電機及其驅動電路。軟件方面，選用Linux操作系統(tǒng)，在此基礎上構建了嵌入式Linux開發(fā)環(huán)境，實現了Bootloader、Linux內核、YAFFS根文件系統(tǒng)的移植，選用Qt/Embeded設計系統(tǒng)的操作界面，給出了系統(tǒng)各個模塊的程序設計，包括人機界面、速度預處理、插補模塊和電機控制部分，文章對系統(tǒng)的軟硬件的抗干擾技術也專門做了介紹。隨后，文章還介紹了積分分離的PID控制算法，并通過使用matlab對電機控制進行仿真，驗證了該算法的可行性。 文章在最后對整個設計進行了總結和展望，指出了系統(tǒng)存在的問題和一些可以改進的地方。
上傳時間： 2013-06-28
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隨著煤礦高產高效技術的推廣和應用，井下長距離、大運量、大功率下運帶式輸送機的應用越來越普遍。其中，解決好傾角較大（大于6°）的下運帶式輸送機的運行制動和安全制動問題對保障全礦安全、高效生產具有重要意義。 本文在對國內外現有下運帶式輸送機制動系統(tǒng)的現狀分析基礎上，針對煤礦生產的特殊性，提出了基于ARM的嵌入式計算機控制液壓調速軟制動系統(tǒng)方案，所用元件可靠性和防爆性好，系統(tǒng)簡單，動態(tài)制動性能好；結合成熟的工業(yè)PID控制經驗和智能控制理論，并依據制動控制方案，設計了一種模糊自適應PID控制器用于控制電液比例調速閥的開口大小，其PID參數Kp、Ki和Kd可根據系統(tǒng)狀態(tài)進行在線調整，結構簡單、魯棒性強，在系統(tǒng)結構參數發(fā)生改變時也可獲得較好的控制效果；在基于S3C44BOX的最小ARM系統(tǒng)基礎上，設計了系統(tǒng)控制信號的輸入、輸出方式及其電路；分析了實時操作系統(tǒng)μC/OS-ⅡBootLoader的設計及其在S3C44BOX上的移植過程；制動系統(tǒng)應用軟件采用多任務機制，狀態(tài)檢測與控制任務并行運行，數據采集采用定時中斷的方式；系統(tǒng)可擴展性、可移植性好，控制算法容易實現多樣性且開發(fā)簡單、維護方便。 該液壓調速軟制動系統(tǒng)可用于大型下運帶式輸送機的正常工作制動、緊急停車和斷電防止飛車事故發(fā)生的安全制動，對輸送機的輔助啟動也起重要作用。制動力矩依據輸送機載荷大小和輸送機制動減速時速度的變化進行自動調整，制動曲線可調，輸送機減速時不產生較大沖擊、安全平穩(wěn)，并按照規(guī)定的減速度大小減速停車。
標簽： ARM 帶式輸送機 制動系統(tǒng) 軟
上傳時間： 2013-07-09
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現場總線技術以其先進性、實用性、可靠性、開放性等優(yōu)點，已經成為自動化技術發(fā)展的熱點。現場總線控制系統(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、容易實現等優(yōu)點，被廣泛應用于工業(yè)控制領域。與傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)相比，基于CAN總線設計的工業(yè)控制系統(tǒng)可以減少系統(tǒng)控制的復雜性，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用需求，在分析了CAN總線協(xié)議的基礎上，給出了工業(yè)控制網絡的總體解決方案，主控節(jié)點硬件設計、軟件設計，人機界面設計，以及網絡通訊結構模型及具體實現流程，完成的主要工作如下： 軟硬件平臺設計，基于ARM處理器LPC2378開發(fā)了工控網絡主控節(jié)點。設計了該節(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動程序，主要包括串行接口和CAN模塊的初始化、數據接收以及發(fā)送。 通訊設計，根據工業(yè)控制應用的具體需求，設計了網絡整體解決方案，包括網絡拓撲方案，通訊結構等，基于CAN總線技術規(guī)范CAN2.0B自定義了CAN總線網絡應用層通信協(xié)議CAN08。 人機界面設計，基于威綸MT505設計了工控網絡的人機界面，編程實現人機界面與主控節(jié)點的Modbus通訊。
標簽： ARM 現場總線 控制系統(tǒng) 主控
上傳時間： 2013-07-09
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在實際工程中，往往有大量分布廣泛的現場數據需要遠程采集傳輸。數據采集傳輸系統(tǒng)已經在實現自動化過程中發(fā)揮了重大作用。但還存在采集通道少、速率低、數據傳輸方式不靈活，操作復雜，對測試環(huán)境要求較高等問題。如何建立起新一代靈活、高效、高速、多通道、實用性強、覆蓋面廣、適應復雜監(jiān)測環(huán)境的數據采集傳輸系統(tǒng)成為一個重要的工程問題。 隨著社會的發(fā)展和進步，環(huán)境和生態(tài)的惡化越來越明顯，日益威脅著人類的生存和發(fā)展。環(huán)境監(jiān)測是環(huán)境保護的重要組成部分和基礎性工作。國家環(huán)保部于2008年制定了《污染源在線自動監(jiān)控(監(jiān)測)數據采集傳輸儀技術要求標準》。本文在分析數據采集傳輸系統(tǒng)研究現狀和發(fā)展趨勢的基礎上，依照該標準，研究了一種多種信號標準兼容，多種采集通道可選的環(huán)境監(jiān)測用數據采集傳輸系統(tǒng)。課題來源于濟南大陸機電有限公司委托科研項目(項目編號：W0624)。本文主要進行了以下工作： (1)分析研究數據采集傳輸系統(tǒng)的重要意義。調研數據采集傳輸系統(tǒng)的研究現狀和發(fā)展趨勢。分析環(huán)境監(jiān)測用數據采集傳輸系統(tǒng)的特點。 (2)以國家環(huán)境保護部制定的《污染源在線自動監(jiān)控(監(jiān)測)數據采集傳輸儀技術要求標準》為依據，分析了環(huán)境監(jiān)測用數據采集傳輸系統(tǒng)的特殊功能需求，制定了系統(tǒng)技術參數。為解決系統(tǒng)核心板與功能板架構存在的接口防震性差，系統(tǒng)不穩(wěn)定等問題，提出功能主板與擴展接口板的系統(tǒng)架構。選用ARM9處理器S3C2440和嵌入式linux操作系統(tǒng)。 (3)以開發(fā)達到環(huán)保標準的數據采集傳輸系統(tǒng)為目標，進行了系統(tǒng)硬件設計制作。分析了系統(tǒng)的地址空間。詳細分析了系統(tǒng)的擴展接口分配和地址空間分配，避免了總線等硬件資源的沖突。基于系統(tǒng)功能主板的總線擴展接口和GPIO擴展接口擴展了開關量采集單元、開關量輸出單元、串口單元、模擬量采集單元、人機交互單元等功能單元等電路。設計制作了印制電路板。 (4)研究嵌入式linux開發(fā)過程，分析嵌入式linux驅動與應用程序架構。構建了交叉的嵌入式linux開發(fā)環(huán)境。對環(huán)境監(jiān)測用數據采集傳輸系統(tǒng)的特定功能單元進行軟件開發(fā)。主要進行了總線操作、模擬量采集、RS-232串口數據傳輸、GPRS數據傳輸、智能儀表的RS-485通訊等驅動應用程序開發(fā)。
標簽： ARM 遠程數據采集 傳輸系統(tǒng)
上傳時間： 2013-07-10
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自動開袋機是一種比較復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、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。 論文根據對自動開袋機的機械結構、電氣系統(tǒng)、縫制過程及工藝實現進行分析，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，隨后進行了硬件設計、氣動控制系統(tǒng)設計以及軟件設計。系統(tǒng)的硬件電路部分，論文根據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)氣動回路設計。系統(tǒng)的軟件設計部分，分析了系統(tǒng)啟動代碼的實現方法，對WinCE操作系統(tǒng)進行定制，并基于EVC開發(fā)出應用程序(含用戶圖形界面)部分。論文最后，進行了系統(tǒng)調試工作，并對課題進行總結和展望。 論文設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)化性設計。
標簽： ARM 自動 控制系統(tǒng)設計
上傳時間： 2013-04-24
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運動控制系統(tǒng)是機器人控制系統(tǒng)的重要組成部分。本文將ARM與CPLD技術應用于機器人運動控制系統(tǒng)，使控制系統(tǒng)更加開放、更加模塊化，同時ARM芯片的高速大容量的數據處理能力以及CPLD的高集成度，可編程性，能夠逾越以往控制系統(tǒng)中實時、高速、高精度的技術瓶頸. 嵌入式技術是當今最熱門的技術之一，由于簡潔、高效等優(yōu)點，使得其廣泛應用在各個領域；所謂嵌入式系統(tǒng)就是以應用為中心，以計算機技術為基礎，并且軟硬件可裁剪，適用于應用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。它一般由嵌入式微處理器、外圍硬件設備、嵌入式操作系統(tǒng)以及用戶的應用程序等四個部分組成，用于實現對其它設備的控制、監(jiān)視或管理等功能。 本文主要闡述了基于嵌入式處理器S3C44B0X的機器人控制器的設計過程。文章首先介紹了機器人本體規(guī)劃、嵌入式系統(tǒng)和嵌入式微處理器S3C44B0X的結構特點；接著介紹了基于S3C44B0X的智能控制器的設計，包括硬件設計和CPLD軟件設計。其中控制器硬件平臺擴展了外部存儲器、串行口，通過輸出PWM信號進入驅動電路模塊，從而實現控制機器人運動的目的。在CPLD設計過程中，引入JTAG調試接口，方便系統(tǒng)程序的下載和調試，通過自上而下、分塊設計的思想給出了QUARTUSⅡ設計環(huán)境下的軟件代碼。本系統(tǒng)利用不同任務間的切換來實現通信過程，而不再采用無操作系統(tǒng)的工程文件的形式，這樣不但有利于項目的調試，也有利于對其它接口的擴展。最后對該控制器進行了測試和分析。
上傳時間： 2013-07-19
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隨著人們安防意識的增強，視頻監(jiān)控系統(tǒng)應用越來廣泛，許多公共場所，如學校、工廠、政府、銀行都設有視頻監(jiān)控系統(tǒng)。網絡技術、圖像處理技術及嵌入式技術的快速發(fā)展，使得視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術有了很大的進步，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)就成了當今視頻監(jiān)控系統(tǒng)的研究開發(fā)的熱點。 現在流行的視頻監(jiān)控的構架大致分為兩類，一種基于數字信號處理器，一種基于通用微處理器。數字信號處理器擅長復雜的計算、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。 本文分析了現有的數字視頻監(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數字信號處理器，ARM負責視頻的傳輸和外圍控制，DSP負責視頻的采集和壓縮。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)驅動程序，以及基于實時傳輸協(xié)議RTP的服務器端和客戶端程序。DSP部分，基于DSP/BIOS實時操作系統(tǒng)和RF5參考框架，開發(fā)了多任務的上層應用程序。移植并優(yōu)化了MPEG-4編碼器，依據DSP/BIOS的類/微驅動開發(fā)模型，開發(fā)了SAA7111視頻編碼器的驅動程序。 經過實驗測試，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，視頻服務器可滿足視頻傳輸的實時性需要。該設計的基于ARM和DSP雙處理器架構視頻監(jiān)控平臺在視頻監(jiān)控領域將會有很好的應用前景。關鍵詞：視頻監(jiān)控；嵌入式系統(tǒng)；Linux；驅動程序；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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對基于Pmac控制卡的機器人控制軟件進行了分析，為了實現系統(tǒng)的可重用性及系統(tǒng)結構的清晰性， 采用COM接口技術實現軟件的插件化，從而為軟件功能的擴展奠定了基礎， 降低了系統(tǒng)的耦合度，便于系統(tǒng)的維護和升
上傳時間： 2013-05-28
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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(fā)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(huán)境調查與監(jiān)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(tǒng)包括發(fā)射機和接收機兩部分。接收機用作在噪聲中提取由發(fā)射機發(fā)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(tài)范圍的特點。因此，必須設計出能適應這種瞬時變化快、動態(tài)范圍大數據信號要求的高性能數據采集系統(tǒng)。同時，瞬變電磁探測系統(tǒng)的工作環(huán)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(tǒng)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(tǒng)，該系統(tǒng)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(tǒng)的需要。同時，該系統(tǒng)對于其他數據采集系統(tǒng)的設計具有一定的借鑒意義。
上傳時間： 2013-06-21
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