抽油機井工況監(jiān)測是石油生產過程中非常重要的環(huán)節(jié)，可以為油井提高泵效、高效管理提供可靠依據(jù)。隨著石油工業(yè)的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)的人工操作遠遠不能滿足現(xiàn)代化石油生產的要求。將遠程監(jiān)測系統(tǒng)應用于油井工況監(jiān)測，可以降低工人勞動強度，提高生產效率和油田管理水平。針對目前已有油井工況監(jiān)測系統(tǒng)存在的不足，本文研制出一種集計算機技術、電子技術和通信技術于一身、功能完善、可靠性高、成本低廉的抽油機井工況遠程監(jiān)測系統(tǒng)。 示功圖是常用的用于判斷抽油機井工作狀況的方法，它是抽油機光桿在作往復運動的一個周期中，光桿相對位移與載荷的對應關系曲線。傳統(tǒng)的利用拉線位移傳感器獲取位移的方式，不能實現(xiàn)長期連續(xù)的監(jiān)測。本系統(tǒng)采用加速度傳感器作為沖次傳感器，獲取每個周期的起始點，再利用拉線位移傳感器對一個周期中按時間等分的點的位移進行標定，既解決了拉線位移不能長期連續(xù)監(jiān)測的問題，又保證了位移的精度。 本系統(tǒng)由工況傳感器、數(shù)據(jù)中繼單元、數(shù)據(jù)中心和手持機四部分組成。安裝在抽油井上的工況傳感器定時獲取并存儲示功圖數(shù)據(jù)，定時將數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)中繼單元。由數(shù)據(jù)中繼單元將多個工況傳感器的示功圖數(shù)據(jù)集中后，通過遠程網(wǎng)絡傳送到數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)對所有示功圖數(shù)據(jù)的存儲、查詢、分析和打印，并可以通過網(wǎng)絡實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。手持機用于對工況傳感器進行設置和標定，并可以現(xiàn)場獲取示功圖。 硬件電路采用低功耗設計方法，使用低電壓、低功耗的基于ARM7內核的LPC2138/2148微處理器及微功率無線數(shù)傳模塊，將硬件電路功耗降到最低。采用SD卡作為存儲器，增加了數(shù)據(jù)存儲容量和數(shù)據(jù)可靠性。采用單軸加速度傳感器ADXL105作為沖次傳感器，具有高精度、低功耗、高可靠性的優(yōu)點。CDMA模塊采用基于CDMA1X數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡的H7710，組成高速、永遠在線、透明數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)通信網(wǎng)絡。 軟件設計遵循模塊化設計思想，既考慮到各模塊功能的實現(xiàn)，又兼顧了系統(tǒng)總體的協(xié)調性。本系統(tǒng)軟件由工況傳感器軟件、手持機軟件、數(shù)據(jù)中繼單元軟件及數(shù)據(jù)中心軟件四部分組成。工況傳感器軟件、手持機軟件和數(shù)據(jù)中繼單元軟件由ADS集成開發(fā)環(huán)境編寫，并由AXD仿真調試器生成可執(zhí)行代碼，最后通過EasyJTAG仿真器下載到微處理器芯片中。數(shù)據(jù)中心運行于服務器/客戶機工作模式，使用SQL Server數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)中心處理軟件由Visual Basic6．0編寫，運行于Windows操作系統(tǒng)中。 通訊網(wǎng)絡由無線數(shù)傳網(wǎng)絡和CDMA網(wǎng)絡組成，工況傳感器與數(shù)據(jù)中繼單元組成無線數(shù)傳網(wǎng)絡，采用ISM工作頻段，實現(xiàn)近距離無線通訊。數(shù)據(jù)中繼單元作為無線數(shù)傳網(wǎng)絡的中心節(jié)點，通過CDMA網(wǎng)絡與數(shù)據(jù)中心通信處理機相聯(lián)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠程傳輸。 本系統(tǒng)首次利用加速度傳感器與拉線位移傳感器相結合的方式，實現(xiàn)抽油井工況長期連續(xù)監(jiān)測，提高了整個系統(tǒng)的可靠性；利用ARM單片機作為微處理器，低功耗電路設計，低功耗工作模式，延長了電池的壽命；無線數(shù)傳網(wǎng)絡與CDMA網(wǎng)絡相結合，兼具無線數(shù)傳網(wǎng)絡與CDMA網(wǎng)絡的優(yōu)點，降低了整個系統(tǒng)的安裝和運行費用；數(shù)據(jù)中心采用服務器/客戶機工作模式，便于用戶共享數(shù)據(jù)。目前該系統(tǒng)的各部分均經(jīng)過硬件、軟件及運行測試，已經(jīng)在油田試運行。運行結果表明，該系統(tǒng)性能完善，運行可靠，安裝及維護簡便，取得了較好的效果。
標簽： CDMA ARM 遠程監(jiān)測系統(tǒng)
上傳時間： 2013-07-12
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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(shù)據(jù)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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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DDS（Direct Digital Synthesis直接數(shù)字頻率合成技術）是廣泛應用的信號生成方法，其優(yōu)點是易于程控，輸出頻率分辨率高，同時芯片的集成度高，適合于嵌入式系統(tǒng)設計。針對現(xiàn)有的壓電陶瓷電源輸出波形頻率、相位等不能程控、電路集成度不高、體積和功耗較大等問題，本文以ARM作為控制電路核心，引入DDS技術產生輸出的波形信號，并由集成高壓運放將波形信號提高至輸出級的電壓和功率。 在壓電陶瓷電源硬件電路中采用了模塊化設計，主要分為ARM控制電路、DDS系統(tǒng)驅動電路和波形調理電路、高壓運放電路等幾個部分。電源控制電路以三星公司的S3C2440控制器為核心，以觸摸屏作為人機輸入界面；DDS芯片選用ADI公司的AD9851，設計了DDS系統(tǒng)外圍驅動電路，濾波和信號調理電路，并應用了將DDS與鎖相環(huán)技術相結合的雜散問題解決方案；高壓運放電路由兩級運放電路組成，采用了電壓控制型驅動原理，放大電路的核心是PA92集成高壓運放，加入了補償電路以提高系統(tǒng)的響應帶寬，并在電源輸出設置了過電流保護和快速放電的放電回路。 電源軟件部分采用WINCE嵌入式系統(tǒng)，根據(jù)WINCE系統(tǒng)驅動架構設計DDS芯片的流接口程序，編寫了流接口函數(shù)和配置文件，并將流驅動程序集成入WINCE系統(tǒng)；編寫了基于EVC的觸摸屏人機界面主程序，由主程序將用戶輸入?yún)?shù)轉換為DDS芯片的控制字，并采用動態(tài)加載流驅動方式將控制字送入DDS芯片實現(xiàn)了對其輸出的控制。 對電源進行了不同典型波形輸出的測試實驗。在實驗中，測試了DDS信號波形輸出的精度和分辨率、電源動態(tài)輸出精度和對信號波形的跟隨性和響應性能。實驗表明，壓電陶瓷電源輸出信號波形精度較高，對波形、頻率等參數(shù)改變的響應速度快，達到電源輸出穩(wěn)定性要求。
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、方法和儀表的設計都提出了新的挑戰(zhàn)。電力檢測系統(tǒng)的發(fā)展和應用，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，并給出仿真結果。以電力監(jiān)控領域現(xiàn)階段的技術為參考，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公司生產的TMS320LF2407芯片和Samsung公司基于ARM920T內核的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)中的復雜軟件算法，運算速度也能得以提高。 系統(tǒng)硬件設計包括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顯示等電路的設計。 系統(tǒng)軟件設計主要包括操作系統(tǒng)的移植以及應用程序的設計，應用程序設計由ARM主控程序設計、網(wǎng)絡通訊程序、ARM與DSP通訊程序設計以及DSP數(shù)據(jù)處理程序設計組成。
標簽： ARM DSP 電能質量 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(wǎng)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(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(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(jù)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(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，視頻服務器可滿足視頻傳輸?shù)膶崟r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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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)，國產繡花機著重于中低端產品的開發(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
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電能是一種最為廣泛使用的能源，其應用程度是一個國家發(fā)展水平的主要標志之 隨著科學技術和國民經(jīng)濟的發(fā)展，對電能質量的要求也越來越高。研制一種新型的電能質量實時監(jiān)測系統(tǒng)，有效的進行電能質量監(jiān)測，對保證電網(wǎng)和廣大用戶的電氣設備和各種用電器具的安全經(jīng)濟運行、保障國民經(jīng)濟各行各業(yè)的正常生產和產品質量具有重要意義。 本文首先闡述了電能質量監(jiān)測系統(tǒng)的國內外研究現(xiàn)狀和電能質量的標準，并給出相應的測量方法；然后依據(jù)電能質量監(jiān)測系統(tǒng)總體設計原則，詳細分析了現(xiàn)有的各種設計方案，并比較各自的優(yōu)缺點，最終提出了基于DSP和ARM的雙CPU電能質量監(jiān)測系統(tǒng)的設計方案。硬件設計方面，詳細分析了主要元件的應用選型，重點研究了硬件平臺的各部分組成和電路原理圖。在前置采集模塊中，采用ADS8364芯片設計了多通道信號采樣保持和快速轉換電路實現(xiàn)高精度的采樣，利用鎖相環(huán)跟蹤電網(wǎng)頻率實現(xiàn)硬件同步；同時充分發(fā)揮DSP的信號處理能力和ARM處理器的協(xié)調管理能力，設計了以DSP和ARM為核心的電路板。軟件設計方面，ARM部分構建了嵌入式Linux開發(fā)環(huán)境；DSP部分給出了程序設計流程圖；應用程序中移植了嵌入式數(shù)據(jù)庫sqlite，且設計了基于Qt/Embedded的人機交互界面。
標簽： ARM DSP 電能質量 監(jiān)測系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-03
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隨著計算機技術、網(wǎng)絡技術和微電子技術的深入發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)在各個領域中得到廣泛應用。以ARM和以FPGA為核心的嵌入式系統(tǒng)是當前嵌入式研究的熱點，而相關研究的開展需要功能強大的開發(fā)平臺支持，因此基于ARM和FPGA的開發(fā)平臺設計研究具有重要意義。 本文分別設計了一款基于PXA270的ARM開發(fā)平臺和一款基于Virtex5的FPGA開發(fā)平臺，主要針對電源管理、接口設計、板級時序等關鍵技術進行了研究。在此基礎上利用PADS Logic設計工具完成了系統(tǒng)原理圖設計，并借助Hyperlynx SI仿真工具，對PCB的板級設計問題進行了分析，實現(xiàn)了平臺PCB的可靠設計。最后對平臺各模塊進行了調試，通過在平臺上運行操作系統(tǒng)并加載可執(zhí)行程序的方法驗證了平臺整體功能。 本文的特色體現(xiàn)在以下三個方面： (1)結合PXA270處理器內部的電源管理單元和MAX1586A集成電源管理芯片，實現(xiàn)了PXA270開發(fā)平臺的動態(tài)電源管理，有效降低了平臺功耗； (2)平臺實現(xiàn)了FF/BT/STUART、USB Host/Client、SD/MMC、AC'97、LCD和擴展VGA、PCMCIA/CF等多種接口，具有良好的開發(fā)靈活性和通用性； (3)對開發(fā)平臺PCB板級走線中可能出現(xiàn)的反射、串擾、時序沖突等問題進行評估，給出了布線約束方案，使系統(tǒng)可靠性得到有效提高。
上傳時間： 2013-07-06
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基于嵌入式技術的遠程監(jiān)控系統(tǒng)可以達到動態(tài)、無死角的監(jiān)控目的，可以對一些特殊環(huán)境進行遠程監(jiān)視和控制，且不受濕度、溫度等條件的影響，廣泛應用于軍事、交通、智能家居、醫(yī)療監(jiān)護等多個領域。可以解決傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)將圖像采集設備固定在一個地方而使監(jiān)控范圍有限，適用場合少等弊端。 本文設計了一款基于ARM和FPGA的遠程監(jiān)控系統(tǒng)。首先在對遠程監(jiān)控系統(tǒng)功能分析的基礎上，設計了以ARM為主控制器和FPGA為輔助控制器的硬件電路，采用ARM芯片控制圖像采集、速度采集、網(wǎng)絡傳輸?shù)雀蓴_小的模塊，采用FPGA芯片控制電機驅動、舵機驅動、電池監(jiān)控等干擾大的模塊，大大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性；其次設計了基于WinCE操作系統(tǒng)的圖像采集、GPIO、PWM、外中斷EINT-19的流接口驅動程序；同時設計了基于WinCE操作系統(tǒng)的圖像采集及壓縮、網(wǎng)絡通信、車模速度采集的應用程序；FPGA內部邏輯電路采用Verilog語言完成電源監(jiān)控、舵機控制、直流電機控制等功能。 本系統(tǒng)集圖像采集和壓縮、運動控制、網(wǎng)絡傳輸于一體。其圖像采集速度達30幀/秒，圖像分辨率達640x480，JPEG壓縮比達10：1，控制命令響應時間為1s，網(wǎng)絡傳輸速率達10Mbps。其功能擴展容易，功耗低，體積小，抗干擾能力強，具有很好的市場前景。關鍵詞：winCE；S3C2440A；FPGA；遠程監(jiān)控；流接口驅動
標簽： FPGA ARM 遠程監(jiān)控 系統(tǒng)設計
上傳時間： 2013-04-24
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隨著通信技術飛速發(fā)展和直放站的廣泛應用，直放站監(jiān)控系統(tǒng)在實時監(jiān)測直放站的工作狀態(tài)和遠程控制方面發(fā)揮了重大作用，然而當前的直放站監(jiān)控系統(tǒng)多采用單片機作為主控制器，通過GSM網(wǎng)絡或PSTN網(wǎng)絡傳輸監(jiān)控數(shù)據(jù)，隨著直放站監(jiān)控系統(tǒng)日益復雜化，目前的直放站監(jiān)控系統(tǒng)顯得處理速度慢，處理的任務有限，遠程傳輸數(shù)據(jù)效率不高；為了改善當前直放站監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)有的這些缺點，采用新的主控制器ARM7系列芯片，利用新的傳輸數(shù)據(jù)技術GPRS，設計并實現(xiàn)了一款光纖直放站監(jiān)控系統(tǒng)。 在充分研究當前直放站監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀和實現(xiàn)技術的基礎上，根據(jù)《中國移動直放站監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)需求規(guī)范》對監(jiān)控參數(shù)和功能設置的要求，論證了光纖直放站監(jiān)控系統(tǒng)的整體設計方案和監(jiān)控終端的實現(xiàn)架構，選擇了PHILIPS的ARM7芯片LPC2134作為主控制器，選擇了SIMCOM300作為遠程通信模塊；詳細介紹了光纖直放站監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控終端的硬件電路設計，闡釋了監(jiān)控終端嵌入軟件的設計思路流程，分析了如何把嵌入式軟件開發(fā)技術和GPRS遠程數(shù)據(jù)傳輸?shù)募夹g運用到項目實踐中去，說明了監(jiān)控系統(tǒng)中所用的通信協(xié)議，并且利用VC++開發(fā)環(huán)境，采用SOCKET網(wǎng)絡編程技術和ADO數(shù)據(jù)庫開發(fā)技術，設計了光纖直放站監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控中心應用軟件。 經(jīng)過實驗驗證，該設備運行結果良好，提高了光纖直放站的穩(wěn)定性和可靠性，光纖直放站監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控終端處理任務的能力得到增強，遠程傳輸數(shù)據(jù)速度變快，傳輸數(shù)據(jù)所耗費用降低，為光纖直放站系統(tǒng)的監(jiān)控提供了一種新的設計實現(xiàn)。
標簽： GPRS ARM 光纖直放站 監(jiān)控系統(tǒng)
上傳時間： 2013-08-02
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