目前,大多數(shù)嵌入式自動(dòng)化系統(tǒng)都以MCU為核心,與監(jiān)測(cè)、伺服、顯示等儀器、設(shè)備配合實(shí)現(xiàn)一定的功能。現(xiàn)場(chǎng)信息往往止步于“現(xiàn)場(chǎng)”,嵌入式自動(dòng)化系統(tǒng)從而成為了“信息孤島”,因而制約了其本身的發(fā)展。要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的信息集成、綜合實(shí)施自動(dòng)化,就需要一種能在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下運(yùn)行、可靠性高且實(shí)時(shí)性好的通信系統(tǒng),形成工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的底層網(wǎng)絡(luò),完成現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化設(shè)備之間的多點(diǎn)通信。 Ethernet(以太網(wǎng))和CAN-bus(控制器局域網(wǎng))分別是目前全球應(yīng)用最為廣泛的國(guó)際互聯(lián)技術(shù)和開放式現(xiàn)場(chǎng)總線。隨著測(cè)控技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日益緊密的結(jié)合,測(cè)控系統(tǒng)接入互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為大勢(shì)所趨,這也促成了近年來嵌入式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展。以太網(wǎng)技術(shù)正在迅猛發(fā)展,將其應(yīng)用到工控領(lǐng)域,可以達(dá)到降低成本,簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)等成效。隨著技術(shù)的發(fā)展以及實(shí)際的需要,將兩者結(jié)合無疑會(huì)為控制領(lǐng)域的飛速發(fā)展帶來巨大的原動(dòng)力。本文設(shè)計(jì)了一種以ARM7處理器為核心的高性能嵌入式CAN-Ethernet網(wǎng)關(guān),可以用來實(shí)現(xiàn)監(jiān)控設(shè)備和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間穩(wěn)固、簡(jiǎn)潔的互連通信,完成對(duì)大規(guī)?,F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的實(shí)時(shí)測(cè)控。 本文具體的研究?jī)?nèi)容如下: 1)以LPC2290為主控MCU的CAN-Ethernet互連系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想以及整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì); 2)CAN-Ethernet互連系統(tǒng)轉(zhuǎn)換電路及外圍接口電路設(shè)計(jì),MCS-51單片機(jī)與MCP2510實(shí)現(xiàn)CAN總線通信; 3)μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)在LPC2290上的移植以及互連系統(tǒng)應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)與探討; 4)CAN-Ethernet互連系統(tǒng)核心交換模塊的設(shè)計(jì); 5)使用HTTP協(xié)議實(shí)現(xiàn)Web服務(wù)的功能,并通過Web頁(yè)面實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的遠(yuǎn)程測(cè)控。
標(biāo)簽: ARM CAN 總線 以太網(wǎng)
上傳時(shí)間: 2013-08-06
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智能電表、水表、煤/燃?xì)獗?、熱量表等大量地出現(xiàn)在人們的生活中,同時(shí)這些儀表的抄錄工作變得越來越煩瑣,工作量大,工作效率低,不僅給用戶帶來不便,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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開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(SRD)是一種新型交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固耐用、成本低廉、控制參數(shù)多、控制方法靈活、可得到各種所需的機(jī)械特性,而備受矚目,應(yīng)用日益廣泛.并且SRD在寬廣的調(diào)速范圍內(nèi)均具有較高的效率,這一點(diǎn)是其它調(diào)速系統(tǒng)所不可比擬的.但開關(guān)磁阻電機(jī)(SRM)的振動(dòng)與噪聲比較大,這影響了SRD在許多領(lǐng)域的應(yīng)用.本文針對(duì)上述問題進(jìn)行了研究,提出了一種新型齒極結(jié)構(gòu),可有效降低開關(guān)磁阻電機(jī)的振動(dòng)與噪聲.通過電磁場(chǎng)有限元計(jì)算可看出,在新型齒極結(jié)構(gòu)下,導(dǎo)致開關(guān)磁阻電機(jī)振動(dòng)與噪聲的徑向力大為減小,尤其是當(dāng)轉(zhuǎn)子極相對(duì)定子極位于關(guān)斷位置時(shí),徑向力大幅度地減小,并改善了徑向力沿定子圓周的分布,使其波動(dòng)減小,從而減小了定子鐵心的變形與振動(dòng),進(jìn)而降低了開關(guān)磁阻電機(jī)的噪聲.靜態(tài)轉(zhuǎn)矩因轉(zhuǎn)子極開槽也略微減小,但對(duì)電機(jī)的效率影響不大.開關(guān)磁阻電機(jī)因磁路的飽和導(dǎo)致參數(shù)的非線性,又因在不同控制方式下是變結(jié)構(gòu)的.這使得開關(guān)磁阻電機(jī)的控制非常困難.經(jīng)典的線性控制方法如PI、PID等方法用于開關(guān)磁阻電機(jī)的控制,效果不好.其它的控制方法如滑模變結(jié)構(gòu)控制、狀態(tài)空間控制方法等可取得較好的控制效果但大都比較復(fù)雜,實(shí)現(xiàn)起來比較困難.而智能控制方法如模糊控制本身為一種非線性控制方法,對(duì)于非線性、變結(jié)構(gòu)、時(shí)變的被控對(duì)象均可取得較好的控制效果且不需知道被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型,這對(duì)于很難精確建模的開關(guān)磁阻電機(jī)來說尤其適用.同時(shí),模糊控制實(shí)現(xiàn)比較容易.但對(duì)于變參數(shù)、變結(jié)構(gòu)的開關(guān)磁阻電機(jī)來說固定參數(shù)的模糊控制在不同條件下其控制效果難以達(dá)到最優(yōu).為取得最優(yōu)的控制效果,該文采用帶修正因子的自組織模糊控制器,采用單純形加速優(yōu)化算法通過在線調(diào)整參數(shù),達(dá)到了較好的控制效果.仿真結(jié)果證明了這一點(diǎn).
標(biāo)簽: 開關(guān)磁阻電機(jī) 自組織 模糊控制
上傳時(shí)間: 2013-05-16
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生物特征識(shí)別是指通過計(jì)算機(jī),利用人體固有的生理特征,如指紋,靜脈來進(jìn)行個(gè)人身份鑒別的技術(shù)。由于生物特征唯一性和不變性,使得生物特征識(shí)別與傳統(tǒng)的方法如數(shù)字密碼和身份證相比,具有更高的安全性和易用性。傳統(tǒng)的高性能自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)大多基于PC平臺(tái)聯(lián)機(jī)應(yīng)用,然而在實(shí)際應(yīng)用中往往對(duì)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)要求有更高的便攜性和易用性,嵌入式技術(shù)的快速發(fā)展使得實(shí)現(xiàn)這樣的系統(tǒng)變?yōu)榱丝赡堋?生物特征識(shí)別系統(tǒng)主要由通用模塊的控制系統(tǒng)與非通用模塊的圖像采集設(shè)備與識(shí)別算法組成。本文針對(duì)通用模塊與非通用模塊接口問題進(jìn)行研究和設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了一個(gè)工作良好的嵌入式平臺(tái)。 本課題在設(shè)計(jì)核心板、擴(kuò)展板、轉(zhuǎn)接板的硬件基礎(chǔ)上,移植實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)Linux,編寫各種接口與模塊的驅(qū)動(dòng)、多路攝像頭切換程序,并很好的解決了攝像頭采集生物特征時(shí)光強(qiáng)控制問題,為很好的采集到清晰圖像提供了一個(gè)良好穩(wěn)定的硬件平臺(tái)。 本課題所設(shè)計(jì)的嵌入式系統(tǒng)通過測(cè)試,做了大量的實(shí)驗(yàn),并將所采集到的手指靜脈圖像進(jìn)行討論分析,具有實(shí)用價(jià)值。
標(biāo)簽: ARM 嵌入式 多模 生物特征識(shí)別
上傳時(shí)間: 2013-06-03
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旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)機(jī)是測(cè)定材料機(jī)械性能的基本設(shè)備之一,應(yīng)用范圍廣泛。隨著試驗(yàn)機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)的快速發(fā)展,舊有的試驗(yàn)機(jī)測(cè)控系統(tǒng)已逐漸不能適應(yīng)廣大用戶的測(cè)試需求,迫切要求新一代試驗(yàn)機(jī)測(cè)控系統(tǒng)向數(shù)字化、智能化、集成化方面邁進(jìn)。 本課題研究的主要任務(wù)是在分析和總結(jié)國(guó)內(nèi)外同類試驗(yàn)機(jī)測(cè)控系統(tǒng)技術(shù)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,吸收先進(jìn)的微電子技術(shù)和試驗(yàn)機(jī)控制技術(shù),開發(fā)一套新型的基于ARM微處理器的旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)機(jī)測(cè)控系統(tǒng)。論文圍繞這個(gè)任務(wù),主要進(jìn)行了如下幾個(gè)方面的研究工作: 1.分析旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)機(jī)的系統(tǒng)工作原理與測(cè)量參數(shù),制定試驗(yàn)機(jī)測(cè)控系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案,并對(duì)測(cè)控系統(tǒng)中ARM主控制器要實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行具體分析。 2.依照總體方案,設(shè)計(jì)出以32位ARM微處理器LPC2210為核心的主控制器,對(duì)系統(tǒng)測(cè)量模塊、驅(qū)動(dòng)模塊及外圍電路進(jìn)行了電路設(shè)計(jì);分析系統(tǒng)交流驅(qū)動(dòng)單元的工作原理,并對(duì)ARM實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)交流電機(jī)的調(diào)速控制作出具體闡述。 3.針對(duì)系統(tǒng)交流電機(jī)的調(diào)速控制,在建立交流系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,采用一種基于現(xiàn)代控制理論的矢量控制算法并附以PID控制策略來實(shí)現(xiàn)無級(jí)精度調(diào)速。 4.移植實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ至LPC2210,編寫啟動(dòng)代碼和主任務(wù)程序,對(duì)各任務(wù)模塊設(shè)計(jì)用戶應(yīng)用程序,并對(duì)上位機(jī)的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行結(jié)構(gòu)規(guī)劃。 5.對(duì)基于ARM的旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)機(jī)測(cè)控系統(tǒng)進(jìn)行軟硬件調(diào)試,并完成部分試驗(yàn)。
標(biāo)簽: ARM 旋轉(zhuǎn) 試驗(yàn)機(jī) 測(cè)控系統(tǒng)
上傳時(shí)間: 2013-06-06
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大多數(shù)現(xiàn)在的PCL打印機(jī)驅(qū)動(dòng)程序都是將需要打印的文件(包括圖形或者文本)處理成JPEG文件發(fā)送到打印機(jī)進(jìn)行打印,因?yàn)檫@樣一方面可以減少發(fā)送給打印機(jī)的數(shù)據(jù)量,一方面可以極大的簡(jiǎn)化驅(qū)動(dòng)程序的開發(fā)。而在打印機(jī)內(nèi)部,這些JPEG文件又被解碼成BMP文件進(jìn)行進(jìn)一步的處理。采用這種方式工作的打印機(jī)JPEG解碼的工作占據(jù)了其CPU時(shí)間的一半以上,所以JPEG文件解碼引擎是打印機(jī)的核心之一,提高JPEG的解碼速度對(duì)于提高打印機(jī)的處理能力至關(guān)重要。 同時(shí),JPEG文件解碼工作是一個(gè)計(jì)算密集型的作業(yè),主要有兩個(gè)辦法提高它的速度:一個(gè)是設(shè)計(jì)更高效的算法,一個(gè)是采用性能更加強(qiáng)勁的CPU設(shè)備。在單核CPU的嵌入式環(huán)境中,JPEG編解碼速度已經(jīng)幾乎到了極限,難有提升的空間,然而近兩年多核嵌入式芯片的出現(xiàn),為大幅度提升它的性能提供了可能。 本文基于嵌入式的Linux平臺(tái),采用ARM11 MPCore4核處理器,針對(duì)PCL,XL打印機(jī)控制語(yǔ)言的JPEG文件解碼設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一個(gè)高速引擎,主要內(nèi)容為: 分析和解碼PCL,XL文件,提取出其中的JPEG文件。 對(duì)JPEG文件實(shí)現(xiàn)并行化解碼,在多個(gè)處理器核上并行處理,并針對(duì)多核處理器構(gòu)架進(jìn)行內(nèi)存讀取等方面的優(yōu)化。 針對(duì)多核處理器的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)多線程調(diào)度算法。 總結(jié)和提取數(shù)據(jù),分析多核處理器相對(duì)于單核處理器的性能提升。 另外,為便于讀者理解,文中簡(jiǎn)要介紹了ARM(SIMD)指令集,嵌入式匯編以及與硬件相關(guān)的一些概念。
上傳時(shí)間: 2013-06-16
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介紹了一種基于單片機(jī)控制的汽車多功能報(bào)警系統(tǒng),它能對(duì)汽車的潤(rùn)滑系統(tǒng)油壓、制動(dòng)系統(tǒng)氣壓、冷卻系統(tǒng)溫度、輪胎欠壓及防盜進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè),并在發(fā)現(xiàn)異常情況時(shí),發(fā)出聲光報(bào)警。闡述了該報(bào)警系統(tǒng)的硬件組成及軟件
標(biāo)簽: 單片機(jī) 汽車 多功能 報(bào)警
上傳時(shí)間: 2013-05-22
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本文給出軟件模擬I2C總線應(yīng)用在多主機(jī)系統(tǒng)中的解決方案。分析多主競(jìng)爭(zhēng)出現(xiàn)的原因及其時(shí)段,結(jié)合時(shí)序圖和流程圖闡述競(jìng)爭(zhēng)仲裁的原理及實(shí)現(xiàn)方法,并提供通用軟件包,用戶可將其應(yīng)用在實(shí)際的系統(tǒng)中。
上傳時(shí)間: 2013-05-27
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本文對(duì)Windows NT 操作系統(tǒng)的多線程同步機(jī)制和同步對(duì)象進(jìn)行了分析,以其在檢測(cè)儀和經(jīng)緯儀同步通信程序開發(fā)中的應(yīng)用為例,論述了如何通過共享事件來實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序和設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的同步通信,并給出了
標(biāo)簽: 多線程 同步機(jī)制 中的應(yīng)用 應(yīng)用程序
上傳時(shí)間: 2013-06-30
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基于51單片機(jī)的低價(jià)型遠(yuǎn)程多用途無線遙控模塊:開發(fā)完成了一種基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程無線遙控系統(tǒng), 其主控制器為W78E516B 微處理器, 網(wǎng)絡(luò)通訊采用RTL8019AS 芯片, 實(shí)現(xiàn)了低成本和低功耗; 遠(yuǎn)
標(biāo)簽: 51單片機(jī) 遠(yuǎn)程 多用 無線遙控
上傳時(shí)間: 2013-05-19
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