基于FPGA的智能小車系統(tǒng)就是本地計(jì)算機(jī)通過(guò)接入Internet小車實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)端工作現(xiàn)場(chǎng)、危險(xiǎn)工作地段等特殊環(huán)境進(jìn)行監(jiān)視和控制的系統(tǒng)。智能小車是智能行走機(jī)器人的一種，這種智能小車可以適應(yīng)不同環(huán)境，不受溫度、濕度、空間、磁場(chǎng)輻射、重力等條件的影響，可以在人類無(wú)法進(jìn)入或生存的環(huán)境中完成人類無(wú)法完成的探測(cè)任務(wù)。適用于國(guó)防及民用多個(gè)領(lǐng)域。整個(gè)系統(tǒng)以遙控小車裝置為基礎(chǔ)，通過(guò)配置在上面的攝像頭實(shí)現(xiàn)圖像的采集及對(duì)行車道的檢測(cè)，通過(guò)配置的紅外測(cè)溫儀探測(cè)環(huán)境和目標(biāo)的溫度，具有一定的智能性。其明顯的優(yōu)點(diǎn)是可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制小車運(yùn)行及采集現(xiàn)場(chǎng)的溫度、圖像等相關(guān)信息，完成人類在特定條件下無(wú)法完成的工作。對(duì)人類的科學(xué)研究、探索未知領(lǐng)域、遠(yuǎn)程監(jiān)控等有著重要的意義。 論文在深入研究SOPC和嵌入式操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，提出了基于FPGA的智能小車遠(yuǎn)程監(jiān)控方案。采用FPGA來(lái)實(shí)現(xiàn)，可以充分利用現(xiàn)有的IP核，功能擴(kuò)展容易，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)成本低，上市時(shí)間快，修改方便，甚至可以遠(yuǎn)程重構(gòu)系統(tǒng)。與單片機(jī)相比，集成度高，可靠性好，調(diào)試和維護(hù)方便。 論文主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)部分：在對(duì)智能小車功能分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了硬件系統(tǒng)，并在FPGA上構(gòu)建了基于Nios Ⅱ的嵌入式系統(tǒng)，配置了SPI、串行口和以太網(wǎng)接口模塊和驅(qū)動(dòng)程序，以及各種存儲(chǔ)器。移植了μClinux操作系統(tǒng)，配置嵌入式Web服務(wù)器，編寫CGI程序，設(shè)計(jì)了動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)；并對(duì)行車道檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了研究，在DSP Builder中構(gòu)建了該模塊，并在Matlab中進(jìn)行了仿真。在研究數(shù)碼相機(jī)模塊和紅外測(cè)溫模塊的基礎(chǔ)上，編寫了圖像采集和溫度測(cè)量程序以及小車運(yùn)動(dòng)控制程序，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)試，初步達(dá)到通過(guò)Internet實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的目的。
上傳時(shí)間： 2013-05-24
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在數(shù)字通信中，采用差錯(cuò)控制技術(shù)(糾錯(cuò)碼)是提高信號(hào)傳輸可靠性的有效手段，并發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。糾錯(cuò)碼主要有分組碼和卷積碼兩種。在碼率和編碼器復(fù)雜程度相同的情況下，卷積碼的性能優(yōu)于分組碼。 卷積碼的譯碼方法主要有代數(shù)譯碼和概率譯碼。代數(shù)譯碼是基于碼的代數(shù)結(jié)構(gòu)；而概率譯碼不僅基于碼的代數(shù)結(jié)構(gòu)，還利用了信道的統(tǒng)計(jì)特性，能充分發(fā)揮卷積碼的特點(diǎn)，使譯碼錯(cuò)誤概率達(dá)到很小。 卷積碼譯碼器的設(shè)計(jì)是由高性能的復(fù)雜譯碼器開(kāi)始的，對(duì)于概率譯碼最初的序列譯碼，隨著譯碼約束長(zhǎng)度的增加，其譯碼錯(cuò)誤概率可達(dá)到非常小。后來(lái)慢慢地向低性能的簡(jiǎn)單譯碼器演化，對(duì)不太長(zhǎng)的約束長(zhǎng)度，維特比(Viterbi)算法是非常實(shí)用的。維特比算法是一種最大似然的譯碼方法。當(dāng)編碼約束度不太大(小于等于10)或者誤碼率要求不太高(約10-5)時(shí)，Viterbi譯碼算法效率很高，速度很快，譯碼器也較簡(jiǎn)單。 目前，卷積碼在數(shù)傳系統(tǒng)，尤其是在衛(wèi)星通信、移動(dòng)通信等領(lǐng)域已被廣泛應(yīng)用。 本論文對(duì)卷積碼編碼和Viterbi譯碼的設(shè)計(jì)原理及其FPGA實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行了研究。同時(shí)，將交織和解交織技術(shù)應(yīng)用于編碼和解碼的過(guò)程中。 首先，簡(jiǎn)要介紹了卷積碼的基礎(chǔ)知識(shí)和維特比譯碼算法的基本原理，并對(duì)硬判決譯碼和軟判決譯碼方法進(jìn)行了比較。其次，討論了交織和解交織技術(shù)及其在糾錯(cuò)碼中的應(yīng)用。然后，介紹了FPGA硬件資源和軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境Quartus Ⅱ，包括數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)規(guī)則。再有，對(duì)基于FPGA的維特比譯碼器各個(gè)模塊和相應(yīng)算法實(shí)現(xiàn)、優(yōu)化進(jìn)行了研究。最后，在Quartus Ⅱ平臺(tái)上對(duì)硬判決譯碼和軟判決譯碼以及有無(wú)交織等不同情況進(jìn)行了仿真，并根據(jù)仿真結(jié)果分析了維特比譯碼器的性能。 分析結(jié)果表明，系統(tǒng)的誤碼率達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，從而驗(yàn)證了譯碼器設(shè)計(jì)的可靠性，所設(shè)計(jì)基于FPGA的并行Viterbi譯碼器適用于高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱?chǎng)合。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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在工業(yè)控制領(lǐng)域，多種現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)共存的局面從客觀上促進(jìn)了工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展，國(guó)際上已經(jīng)出現(xiàn)了HSE、Profinet、Modbus TCP/IP、Ethernet/IP、Ethernet Powerlink、EtherCAT等多種工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議。將傳統(tǒng)的商用以太網(wǎng)應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層的最大障礙是以太網(wǎng)的非實(shí)時(shí)性，而實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間的高精度時(shí)鐘同步是保證以太網(wǎng)高實(shí)時(shí)性的前提和基礎(chǔ)。 IEEE 1588定義了一個(gè)能夠在測(cè)量和控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)高精度時(shí)鐘同步的協(xié)議——精確時(shí)間協(xié)議(Precision Time Protocol)。PTP協(xié)議集成了網(wǎng)絡(luò)通訊、局部計(jì)算和分布式對(duì)象等多項(xiàng)技術(shù)，適用于所有通過(guò)支持多播的局域網(wǎng)進(jìn)行通訊的分布式系統(tǒng)，特別適合于以太網(wǎng)，但不局限于以太網(wǎng)。PTP協(xié)議能夠使異質(zhì)系統(tǒng)中各類不同精確度、分辨率和穩(wěn)定性的時(shí)鐘同步起來(lái)，占用最少的網(wǎng)絡(luò)和局部計(jì)算資源，在最好情況下能達(dá)到系統(tǒng)級(jí)的亞微級(jí)的同步精度。 基于PC機(jī)軟件的時(shí)鐘同步方法，如NTP協(xié)議，由于其實(shí)現(xiàn)機(jī)理的限制，其同步精度最好只能達(dá)到毫秒級(jí)；基于嵌入式軟件的時(shí)鐘同步方法，將時(shí)鐘同步模塊放在操作系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)層，其同步精度能夠達(dá)到微秒級(jí)。現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間微秒級(jí)的同步精度雖然已經(jīng)能滿足大多數(shù)工業(yè)控制系統(tǒng)對(duì)設(shè)備時(shí)鐘同步的要求，但是對(duì)于運(yùn)動(dòng)控制等需求高精度定時(shí)的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，這仍然不夠。基于嵌入式軟件的時(shí)鐘同步方法受限于操作系統(tǒng)中斷響應(yīng)延遲時(shí)間不一致、晶振頻率漂移等因素，很難達(dá)到亞微秒級(jí)的同步精度。 本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種基于FPGA的時(shí)鐘同步方法，以IEEE 1588作為時(shí)鐘同步協(xié)議，以Ethernet作為底層通訊網(wǎng)絡(luò)，以嵌入式軟件形式實(shí)現(xiàn)TCP/IP通訊，以數(shù)字電路形式實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘同步模塊。這種方法充分利用了FPGA的特點(diǎn)，通過(guò)準(zhǔn)確捕獲報(bào)文時(shí)間戳和動(dòng)態(tài)補(bǔ)償晶振頻率漂移等手段，相對(duì)于嵌入式軟件時(shí)鐘同步方法實(shí)現(xiàn)了更高精度的時(shí)鐘同步，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了在以集線器互連的10Mbps以太網(wǎng)上能夠達(dá)到亞微秒級(jí)的同步精度。
上傳時(shí)間： 2013-08-04
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逆變控制器的發(fā)展經(jīng)歷從分立元件的模擬電路到以專用微處理芯片（DSP/MCU）為核心的電路系統(tǒng)，并從數(shù)模混合電路過(guò)渡到純數(shù)字控制的歷程。但是，通用微處理芯片是為一般目的而設(shè)計(jì)，存在一定局限。為此，近幾年來(lái)逆變器專用控制芯片（ASIC）實(shí)現(xiàn)技術(shù)的研究越來(lái)越受到關(guān)注，已成為逆變控制器發(fā)展的新方向之一。本文利用一個(gè)成熟的單相電壓型PWM逆變器控制模型，圍繞逆變器專用控制芯片ASIC的實(shí)現(xiàn)技術(shù)，依次對(duì)專用芯片的系統(tǒng)功能劃分，硬件算法，全系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)及優(yōu)化，流水線操作和并行化，芯片運(yùn)行穩(wěn)定性等問(wèn)題進(jìn)行了初步研究。首先引述了單相電壓型PWM逆變器連續(xù)時(shí)間和離散時(shí)間的數(shù)學(xué)模型，以及基于極點(diǎn)配置的單相電壓型PWM逆變器電流內(nèi)環(huán)電壓外環(huán)雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程，同時(shí)給出了仿真結(jié)果，仿真表明此系統(tǒng)具有很好的動(dòng)、靜態(tài)性能，并且具有自動(dòng)限流功能，提高了系統(tǒng)的可靠性。緊接著分析了FPGA器件的特征和結(jié)構(gòu)。在給出本芯片應(yīng)用目標(biāo)的基礎(chǔ)上，制定了FPGA目標(biāo)器件的選擇原則和芯片的技術(shù)規(guī)格，完成了器件選型及相關(guān)的開(kāi)發(fā)環(huán)境和工具的選取。然后系統(tǒng)闡述了復(fù)雜FPGA設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方法學(xué)，詳細(xì)介紹了基于FPGA的ASIC設(shè)計(jì)流程，概要介紹了僅使用QuartusII的開(kāi)發(fā)流程，以及Modelsim、SynplifyPro、QuartusII結(jié)合使用的開(kāi)發(fā)流程。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行了芯片系統(tǒng)功能劃分，針對(duì)：DDS標(biāo)準(zhǔn)正弦波發(fā)生器，電壓電流雙環(huán)控制算法單元，硬件PI算法單元，SPWM產(chǎn)生器，三角波發(fā)生器，死區(qū)控制器，數(shù)據(jù)流/控制流模塊等逆變器控制硬件算法/控制單元，研究了它們的硬件算法，完成了模塊化設(shè)計(jì)。分析了全數(shù)字鎖相環(huán)的結(jié)構(gòu)和模型，以此為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了一種應(yīng)用于逆變器的，用比例積分方法替代傳統(tǒng)鎖相系統(tǒng)中的環(huán)路濾波，用相位累加器實(shí)現(xiàn)數(shù)控振蕩器（DCO）功能的高精度二階全數(shù)字鎖相環(huán)（DPLL）。分析了“流水線操作”等設(shè)計(jì)優(yōu)化問(wèn)題，并針對(duì)逆變器控制系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)算法呈多層結(jié)構(gòu)，且層與層之間還有數(shù)據(jù)流聯(lián)系，其執(zhí)行順序和數(shù)據(jù)流的走向較為復(fù)雜，不利于直接采用流水線技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，提出一種全新的“分層多級(jí)流水線”設(shè)計(jì)技術(shù)，有效地解決了復(fù)雜控制系統(tǒng)的流水線優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題。本文最后對(duì)芯片運(yùn)行穩(wěn)定性等問(wèn)題進(jìn)行了初步研究。指出了設(shè)計(jì)中的“競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)”和飽受困擾之苦的“亞穩(wěn)態(tài)”問(wèn)題，分析了產(chǎn)生機(jī)理，并給出了常用的解決措施。
上傳時(shí)間： 2013-05-28
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隨著現(xiàn)代信息系統(tǒng)發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)尤其是分布式系統(tǒng)日益廣泛地用于各個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域，其中很多的關(guān)鍵應(yīng)用需要基于時(shí)間同步進(jìn)行。傳統(tǒng)采用精準(zhǔn)時(shí)鐘對(duì)設(shè)備物理時(shí)鐘進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)節(jié)以達(dá)到時(shí)鐘同步的方式，以及單純的在局域網(wǎng)內(nèi)部通過(guò)相關(guān)時(shí)間協(xié)議進(jìn)行時(shí)間同步的方式，由于受諸多限制，不能很好地解決分布式精確時(shí)鐘同步的問(wèn)題。然而人們對(duì)分布式時(shí)間精準(zhǔn)度和時(shí)間同步的精確度要求越來(lái)越高，新型分布式網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步研究成為一個(gè)需要亟待解決的關(guān)鍵性問(wèn)題。既有工程應(yīng)用價(jià)值，也有一定的理論意義。 首先從分布式系統(tǒng)應(yīng)用的角度出發(fā)，首先對(duì)GNSS衛(wèi)星授時(shí)、NTP協(xié)議、嵌入式系統(tǒng)及uClinux操作系統(tǒng)等理論和技術(shù)進(jìn)行了闡述。重點(diǎn)討論了如何解決分布式系統(tǒng)中的精確授時(shí)與同步問(wèn)題的必要性和工程意義，分析了GNSS衛(wèi)星授時(shí)特點(diǎn)和NTP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的機(jī)制。 其次在充分考慮到網(wǎng)絡(luò)同步實(shí)時(shí)性要求高的特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出了一種基于GNSS的嵌入式NTP授時(shí)服務(wù)器的設(shè)計(jì)架構(gòu)，對(duì)各主要模塊的功能、結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行了功能和性能分析。硬件具體以32位ARMS3C44B0X作為硬件控制核心的微處理器，開(kāi)發(fā)了具有多通信端口的應(yīng)用電路主板，并集成了GNSS衛(wèi)星通信模塊。 再次在軟件方面具體對(duì)uClinux操作系統(tǒng)底層接口進(jìn)行了較為深入的分析，在所設(shè)計(jì)的服務(wù)器硬件平臺(tái)上移植了uClinux嵌入式操作系統(tǒng)及相關(guān)的驅(qū)動(dòng)程序，并采用模塊化的設(shè)計(jì)思想進(jìn)行了NTP應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)與集成，實(shí)現(xiàn)了NTP協(xié)議的編譯和NTP授時(shí)服務(wù)，其中對(duì)NTP協(xié)議主要參數(shù)和具體工作過(guò)程進(jìn)行了系統(tǒng)性分析和設(shè)置應(yīng)用。 最后在獲取精準(zhǔn)的系統(tǒng)統(tǒng)一時(shí)鐘、通過(guò)NTP協(xié)議提供授時(shí)服務(wù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際在人工影響天氣通信指揮系統(tǒng)中具體應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了分布式人工降雨火箭彈發(fā)射點(diǎn)按命令精確同步進(jìn)行發(fā)射的應(yīng)用集成。初步測(cè)試表明，本文所設(shè)計(jì)的授時(shí)服務(wù)器應(yīng)用情況良好，實(shí)現(xiàn)了不同層次分布式應(yīng)用對(duì)于時(shí)間精準(zhǔn)同步的高要求。
標(biāo)簽： ARMGNSS NTP 分布式 服務(wù)器
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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生物發(fā)酵作為現(xiàn)代生物技術(shù)工業(yè)的重要組成部分，已被廣泛用于食品、制藥等各個(gè)領(lǐng)域，并顯示出良好的發(fā)展前景和巨大的市場(chǎng)潛力。但由于生物發(fā)酵過(guò)程是一種復(fù)雜的生化反應(yīng)過(guò)程，控制變量眾多且相互關(guān)聯(lián)度較大，采用傳統(tǒng)控制方法難以實(shí)現(xiàn)有效控制。 因此，本文根據(jù)生物發(fā)酵的流程特點(diǎn)和當(dāng)今國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的切實(shí)需要，在總結(jié)國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，針對(duì)非線性、時(shí)變、大滯后的發(fā)酵過(guò)程，將智能控制技術(shù)融入到了生物發(fā)酵控制系統(tǒng)中，主要對(duì)發(fā)酵過(guò)程中的溫度、PH值的控制算法進(jìn)行研究，分別設(shè)計(jì)了仿人智能模糊PID控制和仿人智能模糊控制，模擬仿真和實(shí)驗(yàn)分析表明，控制效果優(yōu)于傳統(tǒng)算法。 基于32位ARM架構(gòu)的嵌入式微處理器以其高性能、低功耗、低成本的優(yōu)勢(shì)，得到了很好的推廣，同時(shí)國(guó)內(nèi)微電子與嵌入式技術(shù)得到了迅速發(fā)展。鑒于此背景，本系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)控制的下位機(jī)的硬件平臺(tái)采用基于S3C2410的處理器，軟件設(shè)計(jì)中采用了嵌入式Linux系統(tǒng)。同時(shí)采用了集散控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)一臺(tái)上位機(jī)可以同時(shí)與多臺(tái)下位機(jī)的數(shù)據(jù)通訊和遠(yuǎn)程監(jiān)控，且下位機(jī)可以脫離上位計(jì)算機(jī)單獨(dú)對(duì)各種參數(shù)進(jìn)行控制。 本文的工作重點(diǎn)主要包括：主要參數(shù)測(cè)量與控制、發(fā)酵過(guò)程系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)、嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。本發(fā)酵控制系統(tǒng)對(duì)發(fā)酵過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、優(yōu)化操作，不僅能避免人工操作的不確定因素，提高自動(dòng)化水平，而且能夠?qū)Πl(fā)酵過(guò)程中主要參數(shù)進(jìn)行有效控制，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
標(biāo)簽： ARMLinux 生物發(fā)酵 智能控制系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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目前，許多高校在機(jī)房管理上使用了IC 卡，其中少數(shù)機(jī)房是使用接觸式IC卡，眾所周知，接觸式IC 卡在可靠性、易用性、安全性、高抗干擾性和工作距離方面不及非接觸式IC 卡，因此很多接觸式IC 卡基本已被非接觸式IC 卡取代。 經(jīng)過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，使用IC 卡的機(jī)房管理系統(tǒng)的基本工作方式是每個(gè)機(jī)房中配置了1個(gè)IC 卡讀寫終端和1 臺(tái)監(jiān)控機(jī)。IC 卡讀卡終端只是一個(gè)普通的讀卡器，只負(fù)責(zé)讀取卡內(nèi)信息，并通過(guò)串口等通信方式將IC 卡信息傳輸給監(jiān)控機(jī)，讀卡終端本身沒(méi)有信息存儲(chǔ)功能，實(shí)際的計(jì)費(fèi)管理完全是通過(guò)監(jiān)控計(jì)算機(jī)控制，監(jiān)控計(jì)算機(jī)向中心服務(wù)器端定時(shí)或?qū)崟r(shí)傳輸刷卡信息。由于整個(gè)系統(tǒng)要占用一臺(tái)微機(jī)，而且中間的信息傳遞、計(jì)費(fèi)環(huán)節(jié)都要由它來(lái)完成，不僅浪費(fèi)資源，而且也增加了安全隱患。在這種工作模式下，會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題和漏洞： 1) 可靠性不高由于讀卡設(shè)備與監(jiān)控計(jì)算機(jī)之間的信息傳輸只是暫時(shí)保存在監(jiān)控計(jì)算機(jī)中，如果監(jiān)控計(jì)算機(jī)遭到病毒襲擊或者出現(xiàn)硬件故障，將出現(xiàn)無(wú)法挽回的后果。而且由于學(xué)生信息都保存在監(jiān)控計(jì)算機(jī)中，因此存在著人為偽造、篡改和徇私舞弊行為的極大可能。 2) IC卡的特點(diǎn)未完全體現(xiàn)IC卡除了能標(biāo)識(shí)身份外，還有電子錢包功能，能對(duì)其進(jìn)行充值和扣款，但是上述方法基本上IC卡只用做標(biāo)識(shí)身份，實(shí)際的每次扣款，都是由監(jiān)控計(jì)算機(jī)和中心服務(wù)器來(lái)完成，基本與讀卡設(shè)備無(wú)關(guān)。 3) 不方便學(xué)生上機(jī)和收費(fèi)管理學(xué)生每次上機(jī)刷卡，都要由監(jiān)控計(jì)算機(jī)連接中心服務(wù)器端，由中心服務(wù)器端讀出學(xué)生信息，進(jìn)行核對(duì)，而且對(duì)學(xué)生的扣款需要額外的計(jì)算機(jī)軟件來(lái)進(jìn)行計(jì)時(shí)和計(jì)費(fèi)處理，顯得比較繁瑣。 鑒于以上問(wèn)題，為提高機(jī)房管理效率，降低工作強(qiáng)度，并及時(shí)處理機(jī)房發(fā)生的故障，采用機(jī)房計(jì)費(fèi)管理系統(tǒng)勢(shì)在必行。如果能在讀卡終端設(shè)備中完成計(jì)費(fèi)的大部分功能，并且增加存儲(chǔ)功能，這樣就可以減少監(jiān)控計(jì)算機(jī)的負(fù)擔(dān)，甚至讀卡終端設(shè)備可以直接與中心服務(wù)器通信，不僅能增加系統(tǒng)的可靠性和安全性而且還充分利用了IC 卡的功能，還降低了財(cái)務(wù)統(tǒng)計(jì)和計(jì)算帶來(lái)的麻煩。 目前已經(jīng)應(yīng)用于機(jī)房管理的解決方案主要有3種方式，即:軟硬件結(jié)合控制方式、帳號(hào)方式和門禁方式。鑒于設(shè)計(jì)要求，并且考慮到安全、可靠、簡(jiǎn)單等因素，如果在軟硬件結(jié)合控制方式中，把更多的任務(wù)交由讀卡終端，比如由讀卡終端來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、計(jì)費(fèi)管理，同時(shí)如果讀卡終端能實(shí)現(xiàn)TCP/IP 通信，那么監(jiān)控計(jì)算機(jī)的任務(wù)就大大降低，甚至可以由讀卡終端直接與中心服務(wù)器通信。就減少了一些不必要的麻煩和安全風(fēng)險(xiǎn)。本論文的設(shè)計(jì)就是基于這一點(diǎn)來(lái)進(jìn)行的。 本系統(tǒng)要求數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定可靠，實(shí)時(shí)性要好，另外考慮到性價(jià)比等因素，綜合考慮選擇將μC/OS-II 操作系統(tǒng)移植到ARM7 上作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)。在此平臺(tái)基礎(chǔ)上，考慮到TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)與要采用的硬件的性能以及實(shí)現(xiàn)的成本有關(guān)。從解決這一技術(shù)問(wèn)題出發(fā)，結(jié)合本論文研究的應(yīng)用對(duì)象，決定使用嵌入式操作系統(tǒng)，此種方案可以描述為嵌入式TCP/IP協(xié)議棧＋嵌入式操作系統(tǒng)＋微控制器。 本文介紹了一種基于ARM7的IC 卡機(jī)房管理終端的設(shè)計(jì)方案。該系統(tǒng)在ARM7的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)的移植和TCP/IP協(xié)議棧的嵌入，能夠正確讀寫IC 卡信息，增加了SD 卡存儲(chǔ)功能，完成計(jì)費(fèi)操作，實(shí)現(xiàn)液晶顯示功能，能夠通過(guò)以太網(wǎng)或串口直接與服務(wù)器通信。 本文詳細(xì)介紹了整個(gè)機(jī)房管理系統(tǒng)終端的硬軟件設(shè)計(jì)，給出了嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ在ARM7 處理器上的詳細(xì)移植過(guò)程，介紹了一種TCP/IP協(xié)議棧和基于套接字的編程方法，同時(shí)也提供了一種多卡操作的防沖突機(jī)制。 同目前大多數(shù)機(jī)房管理系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)有如下特點(diǎn)： 1) 由于使用了嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ，提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和反應(yīng)時(shí)間，任務(wù)管理和調(diào)度更加方便有效。 2) 由讀卡終端來(lái)進(jìn)行計(jì)費(fèi)操作，降低了服務(wù)器端的工作壓力，同時(shí)降低了安全風(fēng)險(xiǎn)。 3) 增加了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，提高了系統(tǒng)的可靠性，有利于數(shù)據(jù)的查詢和故障的恢復(fù)。 4) 增加了對(duì)無(wú)效卡、注銷卡和欠費(fèi)卡的判斷與處理，對(duì)惡意操作或者有意或者無(wú)意的逃費(fèi)操作采取了積極有效的措施。 5) 以太網(wǎng)通信克服了以往串口通信的傳輸距離短、傳輸速率慢等缺點(diǎn)，使得通信更加方便、高效，并且可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸和控制。
標(biāo)簽： ARM IC卡 機(jī)房管理 終端設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-07-09
上傳用戶：淺言微笑
本文針對(duì)目前國(guó)內(nèi)基于PROFIBUS-DP的產(chǎn)品價(jià)格昂貴，安裝和維護(hù)成本高等缺點(diǎn)，以山西某大型煤礦的空壓機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)化改造工程為例，在重點(diǎn)研究了PROFIBUS-DP協(xié)議的基礎(chǔ)上自行提出了一套PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)，并詳細(xì)設(shè)計(jì)了該系統(tǒng)中的PROFIBUS-DP主站部分。 本文首先提出了一套基于PROFIBUS-DP技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)并在其基礎(chǔ)上完成了PROFIBUS-DP主站的總體設(shè)計(jì)。其次本文選用ARM+PROFIBUS主站協(xié)議芯片的開(kāi)發(fā)方式，重點(diǎn)論述了主站的硬件設(shè)計(jì)。再次本文根據(jù)PROFIBUS-DP協(xié)議的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)PROFIBUS-DP主站軟件模塊，確定各模塊間關(guān)系并詳細(xì)設(shè)計(jì)了主站與主站用戶之間的共享數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。接著本文討論了PROFIBUS-DP主站軟件在μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)上可靠運(yùn)行需注意的幾個(gè)技術(shù)細(xì)節(jié)。最后本文給出了基于ARM的PROFIBUS-DP主站的調(diào)試方案。 研究結(jié)果表明基于ARM的PROFIBUS-DP主站能夠在不降低系統(tǒng)穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上有效降低成本。使基于PROFIBUS-DP的現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)得到大面積推廣成為可能。
標(biāo)簽： PROFIBUSDP ARM 主站
上傳時(shí)間： 2013-06-27
上傳用戶：hank
本文研究了基于ARM的嵌入式微處理器構(gòu)成的傳感圖像液晶顯示系統(tǒng)，該系統(tǒng)充分利用ARM9的嵌入式微處理器芯片S3C2410內(nèi)部豐富的接口資源，采取軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)的方法完成設(shè)計(jì)，使系統(tǒng)更易集成。本文首先針對(duì)系統(tǒng)需求設(shè)計(jì)了各相關(guān)模塊的接口電路，然后對(duì)Linux系統(tǒng)下整個(gè)圖像采集系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)作了詳細(xì)的分析，重點(diǎn)設(shè)計(jì)完成了LCD驅(qū)動(dòng)程序與USB接口驅(qū)動(dòng)程序。在完成各相關(guān)模塊驅(qū)動(dòng)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)完成了圖像采集與顯示程序，實(shí)現(xiàn)了圖像數(shù)據(jù)的采集、傳輸和圖像正常顯示。系統(tǒng)設(shè)計(jì)采集速率為30幀/秒，圖像畫(huà)面流暢，功能穩(wěn)定，并且數(shù)據(jù)傳輸采用DMA傳輸方式，使顯示數(shù)據(jù)不經(jīng)過(guò)CPU而直接傳送到顯示緩沖區(qū)，加快了數(shù)據(jù)傳輸速度。本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)行過(guò)程中不需PC機(jī)介入，使配置更靈活，顯示界面更友好。基于嵌入式系統(tǒng)的圖像采集處理技術(shù)在當(dāng)前正處于起步階段，研究前景廣闊，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)，監(jiān)護(hù)、防盜系統(tǒng)，機(jī)器人視覺(jué)等技術(shù)領(lǐng)域中。
上傳時(shí)間： 2013-08-05
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智能電表、水表、煤/燃?xì)獗怼崃勘淼却罅康爻霈F(xiàn)在人們的生活中，同時(shí)這些儀表的抄錄工作變得越來(lái)越煩瑣，工作量大，工作效率低，不僅給用戶帶來(lái)不便，而且會(huì)存在漏抄、誤抄、估抄的現(xiàn)象。隨著電子技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，人工抄表已經(jīng)逐步被自動(dòng)抄表所代替。 集中器是一個(gè)數(shù)據(jù)集中處理器，是多對(duì)象自動(dòng)抄表系統(tǒng)的通信橋梁，負(fù)責(zé)對(duì)各智能表的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)和管理，及時(shí)有效地向上位機(jī)傳輸數(shù)據(jù)并執(zhí)行上位機(jī)發(fā)送的指令。提高多對(duì)象集中器數(shù)據(jù)處理能力，有效完成上下行通信是多對(duì)象自動(dòng)抄表系統(tǒng)AMRS（Automation Meter Reading System）目前需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。 本文針對(duì)多對(duì)象集中器這樣一個(gè)較復(fù)雜的通信與控制系統(tǒng)，提出采用32位的高性能嵌入式微處理器。32位ARM9微處理器處理速度快、硬件性能高、低功耗、低成本，集成了相當(dāng)多的硬件資源，硬件的擴(kuò)展和設(shè)計(jì)大大簡(jiǎn)化，ARM9（S3C2410）為工業(yè)級(jí)芯片，抗干擾能力強(qiáng)，能夠適應(yīng)運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)的較惡劣環(huán)境，8/16位微控制器運(yùn)算能力有限，對(duì)于較復(fù)雜的通信與控制算法難以順利完成；硬件平臺(tái)依賴性強(qiáng)，不利于軟件的開(kāi)發(fā)、升級(jí)與移植；在缺乏多任務(wù)調(diào)度機(jī)制的情況下，應(yīng)用軟件不僅實(shí)現(xiàn)難度大，且可靠性難以保證。 本文首先對(duì)多對(duì)象遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，主要研究了多對(duì)象遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)中集中器的軟件和硬件實(shí)現(xiàn)，對(duì)硬件資源進(jìn)行了外圍擴(kuò)展，對(duì)S3C2410微處理器芯片的外圍硬件進(jìn)行了擴(kuò)展設(shè)計(jì)，使之具備了滿足使用需求的最小系統(tǒng)硬件資源，包括時(shí)鐘、復(fù)位、電源、外圍存儲(chǔ)、LCD、RS-485通信模塊、CAN通信模塊等電路設(shè)計(jì)。實(shí)時(shí)時(shí)鐘為多對(duì)象集中器定時(shí)抄表提供時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)；電源電路為多對(duì)象集中器系統(tǒng)提供穩(wěn)定電源；看門狗電路的設(shè)計(jì)保證多對(duì)象集中器系統(tǒng)可靠運(yùn)行，防止系統(tǒng)死機(jī)；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器主要用于存儲(chǔ)參數(shù)、變量、集中器自身的參數(shù)，負(fù)責(zé)智能表的參數(shù)以及智能表用量等。上行通道即多對(duì)象集中器與上位機(jī)之間的通信線路，采用CAN現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行通信；下行通道即多對(duì)象集中器與智能表之間的通信，采用RS-485總線進(jìn)行通信。軟件設(shè)計(jì)上，主要針對(duì)多對(duì)象集中器的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能和串行通訊功能進(jìn)行程序編寫。基于ARM的多對(duì)象遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)集中器可以實(shí)現(xiàn)多對(duì)象遠(yuǎn)程抄表，提高了數(shù)據(jù)處理能力，有效完成了上下行通信，可靠性強(qiáng)，穩(wěn)定性高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
標(biāo)簽： ARM 對(duì)象 遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng) 集中器
上傳時(shí)間： 2013-06-07
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