語音識別技術(shù)就是能使計算機(jī)“聽懂”人類的語言，然后根據(jù)其含義來執(zhí)行相應(yīng)的命令，從而實現(xiàn)為人類服務(wù)。 隨著語音識別的深入研究，對它的技術(shù)應(yīng)用主要有兩個方面： 一個方向是大詞匯量連續(xù)語音識別系統(tǒng)，主要應(yīng)用于計算機(jī)的聽寫機(jī)，以及與電話網(wǎng)或者互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合的語音信息查詢服務(wù)系統(tǒng)，這些系統(tǒng)都是在計算機(jī)平臺上實現(xiàn)的； 另外一個重要的發(fā)展方向是小型化、便攜式語音產(chǎn)品的應(yīng)用，這些應(yīng)用系統(tǒng)大都使用專門的硬件系統(tǒng)實現(xiàn)。 隨著后PC年代的到來，后一種發(fā)展將成為語音識別技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)交叉研究的一個非常熱門的話題，將進(jìn)一步推動語音識別技術(shù)往智能化方向發(fā)展。 論文主要研究語音識別系統(tǒng)及其在ARM嵌入式平臺上的實現(xiàn)。 根據(jù)嵌入式系統(tǒng)平臺的特性和系統(tǒng)的實際需求，對目標(biāo)平臺的硬件和軟件系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)募舨枚ㄖ疲⑶覍φZ音識別中的算法進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，同時為了加強(qiáng)系統(tǒng)的交互性，增加了控制界面，為實際應(yīng)用提供很好的人機(jī)交互操作。 首先論文對嵌入式系統(tǒng)及嵌入式操作系統(tǒng)進(jìn)行研究，通過實際比較后選用嵌入式Linux作為系統(tǒng)的操作系統(tǒng)； 然后對語音識別技術(shù)進(jìn)行研究，并根據(jù)實際要求，采用Mel倒譜參數(shù)作為系統(tǒng)語音參數(shù)提取算法，DTW作為系統(tǒng)識別的模式匹配方法，并根據(jù)ARM嵌入式平臺的要求，分別對上述兩個算法進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，同時利用QT跨平臺語言對應(yīng)用控制程序進(jìn)行代碼實現(xiàn)，并移植到目標(biāo)板上，構(gòu)建出一個完整的嵌入式語音識別系統(tǒng)。 最后，對整個系統(tǒng)進(jìn)行整體測試，通過實驗結(jié)果表明，系統(tǒng)達(dá)到了預(yù)期設(shè)計的便攜、智能及很好的交互性的目的。
標(biāo)簽： ARM 嵌入式 語音識別 系統(tǒng)研究
上傳時間： 2013-04-24
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在現(xiàn)代電網(wǎng)中，隨著超高壓、大容量、遠(yuǎn)距離輸電線路的不斷增多，對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行提出了更高、更嚴(yán)格的要求。距離保護(hù)作為線路保護(hù)的基本組成部分，其工作特性對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行有著直接和重要的影響。為了適應(yīng)現(xiàn)代超高壓電網(wǎng)穩(wěn)定運行的要求，微機(jī)保護(hù)裝置在硬件和軟件上都提出了越來越高的要求。 高速數(shù)字信號處理芯片（DSP）技術(shù)的發(fā)展，為開發(fā)一種速度快、處理能力強(qiáng)的微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。在這樣的背景下，我們采用DSP芯片和ARM處理器，設(shè)計了一個并列式雙處理器微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用一個DSP芯片負(fù)責(zé)控制數(shù)據(jù)采集、采樣數(shù)據(jù)處理，實現(xiàn)保護(hù)功能。ARM微處理器承擔(dān)人機(jī)接口管理，通過串行通信方式實現(xiàn)與DSP端口之間的數(shù)據(jù)通信，豐富的通訊接口，使得與上位機(jī)的通訊、下載程序定值靈活方便。新的微機(jī)保護(hù)裝置不斷推出，投入運行的微機(jī)保護(hù)裝置不允許用來進(jìn)行試驗、培訓(xùn)，該裝置還可作為試驗教學(xué)系統(tǒng)，供學(xué)生學(xué)習(xí)認(rèn)識微機(jī)保護(hù)裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并可自行設(shè)計保護(hù)算法、編制程序，通過上位機(jī)下載到實驗裝置，完成相應(yīng)保護(hù)功能的測試。 本文實現(xiàn)了微機(jī)保護(hù)方案的整體軟硬件設(shè)計，內(nèi)容包括DSP2812微處理器芯片，ARM7微處理器LPC2220芯片，開關(guān)量輸入／輸出電路、數(shù)據(jù)采集電路、通訊和網(wǎng)絡(luò)接口電路、人機(jī)界面的顯示板電路，文中對各部分電路的功能、特點以及器件的選擇、引腳連接進(jìn)行了詳細(xì)介紹。系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，采用雙CPU并行處理模式，針對基于LPC2220微處理器的監(jiān)控管理系統(tǒng)，完成了最小系統(tǒng)設(shè)計，詳細(xì)完成了啟動電路的設(shè)計。 本文初步設(shè)計了人機(jī)操作界面，給出了軟件設(shè)計的流程圖，將實時操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ與模塊化硬件設(shè)計相結(jié)合，共同構(gòu)成一個可以重復(fù)利用的軟硬件數(shù)字系統(tǒng)平臺，除了可以最大限度地提高開發(fā)的效率、減少資源的浪費外，還可以通過長期對于該平臺的研究，逐步優(yōu)化平臺軟硬件資源，提高其性能，并滿足日益復(fù)雜的應(yīng)用需求。
上傳時間： 2013-04-24
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集中抄表系統(tǒng)是一個集現(xiàn)代化管理、計算機(jī)應(yīng)用、現(xiàn)代通訊技術(shù)、自動控制、信息等多學(xué)科技術(shù)于一體，實現(xiàn)電力營銷監(jiān)控、電力營銷管理、營業(yè)抄收、數(shù)據(jù)采集和網(wǎng)絡(luò)連接等多種功能的一個完整的系統(tǒng)。 本文設(shè)計了基于GPRS與ARM技術(shù)的集抄系統(tǒng)，充分利用GPRS通信實時在線、按流量計費、高速傳輸?shù)膬?yōu)點。本系統(tǒng)采用的是華為的GTM900-B模塊，適用于小數(shù)據(jù)量傳送的場合，用戶無需實現(xiàn)PPP協(xié)議也可實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸功能。基于GPRS與ARM的集中抄表系統(tǒng)包含三個主要的組成部分：基于.NET平臺的系統(tǒng)管理中心（主站），基于GPRS的通信網(wǎng)絡(luò)和基于ARM平臺的終端系統(tǒng)。系統(tǒng)管理中心負(fù)責(zé)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集、存儲和分析等功能；終端系統(tǒng)實現(xiàn)遠(yuǎn)程用電設(shè)備的信息采集和控制；通信網(wǎng)絡(luò)則在管理中心和終端系統(tǒng)間建立數(shù)據(jù)傳輸鏈路。基于GPRS與ARM的集中抄表系統(tǒng)豐富了以往系統(tǒng)原有的應(yīng)用功能，提升了集中抄表系統(tǒng)的綜合性能。 經(jīng)過測試，本系統(tǒng)能夠順利的進(jìn)行撥號，與主站進(jìn)行正常的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收，能正常的對電表數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和上位機(jī)管理命令下發(fā)，達(dá)到了預(yù)期的效果和設(shè)計要求。本系統(tǒng)已經(jīng)在湖北石首，黃岡，黃石，十堰和湖南部分縣、市有一定規(guī)模的應(yīng)用。在石首地區(qū)復(fù)雜的供電環(huán)境下，20個臺區(qū)所有電表的數(shù)據(jù)都能按時正確的收集到主站，終端也能正常響應(yīng)主站下發(fā)的命令，實現(xiàn)設(shè)計的功能，證明了本系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，有利于配電網(wǎng)絡(luò)運行的安全性和經(jīng)濟(jì)性管理，對加強(qiáng)用電管理和提高電網(wǎng)供電質(zhì)量起到了積極的作用。
標(biāo)簽： GPRS ARM 抄表系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-29
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現(xiàn)代社會中相控陣?yán)走_(dá)的應(yīng)用越來越廣泛，相控陣?yán)走_(dá)在目標(biāo)識別、空間探測、雷達(dá)成像等先進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域的研究不斷深入。相控陣?yán)走_(dá)的各個部分開始采用全數(shù)字化的控制方式，這對波束控制器提出了更高的技術(shù)要求：運算速度快、設(shè)備量少、數(shù)據(jù)吞吐量大、工作方式多、集成度高。為適應(yīng)這些要求，結(jié)合嵌入式技術(shù)的發(fā)展，論文先介紹了相控陣?yán)走_(dá)波控系統(tǒng)的基本功能和發(fā)展趨勢，然后闡述了波束控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，接著提出基于嵌入式ARM（Advanced RISC Machines）的雷達(dá)波束控制主控系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計方案和開發(fā)調(diào)試過程，論證了基于ARM嵌入式處理器實現(xiàn)雷達(dá)波束控制主控系統(tǒng)的運算、控制、通信等功能的可行性，最后給出了波控分系統(tǒng)通常采用的幾種工程實現(xiàn)方法和其原理框圖，通過軟硬件相結(jié)合的設(shè)計滿足雷達(dá)波控系統(tǒng)對組件的控制功能，完善波控系統(tǒng)的通用化和系列化設(shè)計思想。
標(biāo)簽： ARM 嵌入式 雷達(dá) 控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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近年來，隨著現(xiàn)代社會對軍用和民用設(shè)備需求的不斷擴(kuò)大及要求的不斷提高，運動目標(biāo)的識別和跟蹤技術(shù)已經(jīng)迅速發(fā)展成為現(xiàn)代信息處理領(lǐng)域中一項非常重要的技術(shù)，并在許多領(lǐng)域內(nèi)發(fā)揮著不可替代的作用，但是在面向應(yīng)用的目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)卻不盡如人意，不能很好的滿足應(yīng)用的要求。 本文簡述了傳統(tǒng)的基于桌面PC機(jī)的目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)實現(xiàn)方法。目標(biāo)跟蹤具有兩個突出的特點，一是計算數(shù)據(jù)量大，一是對處理速度要求高。傳統(tǒng)上，運動目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)的實現(xiàn)是基于桌面PC機(jī)，但工業(yè)應(yīng)用的快速發(fā)展使傳統(tǒng)的目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)越來越不能滿足應(yīng)用的需要。 本文提出了一種基于ARM嵌入式平臺的目標(biāo)跟蹤解決方案。研究了如何將嵌入式平臺和目標(biāo)跟蹤結(jié)合起來，并對系統(tǒng)的設(shè)計思想和設(shè)計方法進(jìn)行了詳述。首先進(jìn)行了功能分析和總體設(shè)計，分析了將嵌入式平臺作為目標(biāo)跟蹤解決方案的關(guān)鍵性問題，包括采用ARM嵌入式平臺的必要性，系統(tǒng)框架的設(shè)計，對于嵌入式處理器和操作系統(tǒng)的選擇：然后在總體設(shè)計的基礎(chǔ)上完成了系統(tǒng)的設(shè)計，包括軟硬件平臺的設(shè)計，完成了BootLoader的設(shè)計，Linux內(nèi)核的定制，USB攝像頭驅(qū)動程序的設(shè)計和OpenCV視覺庫的建立；最后分析了目標(biāo)跟蹤的過程，利用背景差法實現(xiàn)了運動的檢測，提取了行人的特征，利用Mean-Shift算法實現(xiàn)了對運動目標(biāo)的跟蹤。 本文提出的基于嵌入式平臺的目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)的應(yīng)用潛力巨大，有待進(jìn)一步的研究和探索。在論文最后對研究進(jìn)行了總結(jié)和展望，提出了未來的研究方向。
標(biāo)簽： ARM 嵌入式平臺 目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)
上傳時間： 2013-05-27
上傳用戶：qiao8960
電液控制作為液壓控制的一個新分支，因為其本身的特點正得到越來越廣泛的應(yīng)用。電液控制系統(tǒng)的發(fā)展對電液控制技術(shù)提出了更高的要求，這必將促進(jìn)電液控制技術(shù)的發(fā)展。本文在教研室多年電液控制經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，提出開發(fā)通用型電液系統(tǒng)數(shù)字控制器。 通過對電液控制技術(shù)的研究，了解電液系統(tǒng)的一般構(gòu)成，結(jié)合多個具體實例，本文提出數(shù)字式電液控制器概念，以ARM微處理器為硬件核心，采用多種智能控制算法解決電液系統(tǒng)閉環(huán)控制問題。 數(shù)字控制器以PHILIPS公司的32位ARM7微處理器LPC2292為硬件核心，配有高速AD、DA轉(zhuǎn)換器。硬件設(shè)計注重通用性，具有多種輸入、輸出通道，可以采集和輸出多種、多個模擬量信號和數(shù)字量信。具有多種通信接口，可以實現(xiàn)近距離監(jiān)控或者遠(yuǎn)距離操控。人機(jī)交互通道豐富，具有報警、狀態(tài)指示、參數(shù)顯示等功能。采用光電隔離、獨立電源、屏蔽外殼等措施保證控制器具有良好的穩(wěn)定性、可靠性。軟件設(shè)計采用UC/OS-II嵌入式操作系統(tǒng)，內(nèi)部集成多種智能控制算法，保證電液系統(tǒng)閉環(huán)控制取得良好的效果。開發(fā)模擬試驗系統(tǒng)，可以模擬電液系統(tǒng)現(xiàn)場的各種信號和閉環(huán)回路，實現(xiàn)實驗室調(diào)試。采用Visual Basic開發(fā)上位機(jī)軟件，配合控制器完成參數(shù)修改、保存，繪制實時監(jiān)控曲線，控制硬件等功能。 控制器解決了電液系統(tǒng)多樣性難題，客服模擬控制的缺點。研發(fā)出模糊自整定PID算法，它成功解決了閉環(huán)控制過程中設(shè)定信號不斷變化的難題。經(jīng)過多次現(xiàn)場調(diào)試，目前控制器已經(jīng)成功應(yīng)用于國內(nèi)多家企業(yè)的輪胎耐久性試驗機(jī)和密煉機(jī)兩種電液系統(tǒng)，在這兩種系統(tǒng)中成功取代進(jìn)口國外模擬控制器，并且控制效果好于國外模擬控制器。關(guān)鍵詞：電液系統(tǒng)；ARM7；UC/OS-II；模糊自整定
標(biāo)簽： ARM 微處理器 電液系統(tǒng)
上傳時間： 2013-05-31
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隨著21世紀(jì)的到來,計算機(jī)技術(shù),信息處理技術(shù),半導(dǎo)體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷發(fā)展,人類社會進(jìn)入了信息化時代。與此同時,無線視頻傳感器網(wǎng)絡(luò)也得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,成為當(dāng)今國際上備受關(guān)注的熱點研究領(lǐng)域。無線視頻傳感器網(wǎng)絡(luò)有著很多的優(yōu)點和十分廣泛的應(yīng)用前景。在軍事,工業(yè),城市管理和監(jiān)控系統(tǒng)等重要領(lǐng)域都有潛在的使用價值。 無線視頻傳感器網(wǎng)絡(luò)有著顯著的特征,例如：網(wǎng)絡(luò)節(jié)點能源有限；網(wǎng)絡(luò)帶寬有限；對處理速度要求較高等。由此可見,傳統(tǒng)的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)無法應(yīng)用于無線視頻傳感器網(wǎng)絡(luò)。MPEG-4,H.263,H.264等視頻編碼標(biāo)準(zhǔn),全是基于運動估計補(bǔ)償實現(xiàn)的,計算量十分巨大,在能量,存儲空間和處理能力均有限的節(jié)點難以實現(xiàn)這類高復(fù)雜度的編碼算法。 本文針對無線視頻傳感器網(wǎng)絡(luò)對視頻編碼算法的具體需求,提出一種基于運動檢測的低復(fù)雜度視頻編碼算法。該算法只對當(dāng)前編碼幀中的運動對象進(jìn)行編碼,并且以面向?qū)ο蟮慕Y(jié)構(gòu)輸出碼流。實驗結(jié)果表明,與H.264全I(xiàn)幀編碼相比,本文提出的算法編碼速度提高了約3倍,編碼性能提高了約2dB。與H.264基本檔次相比,雖然編碼性能略有下降,但是編碼速度平均提高了8倍左右。因此,本文提出的算法可以在編碼效率和編碼速度之間獲得很好的折衷,在一定程度上可以滿足無線視頻傳感器網(wǎng)絡(luò)的需求。 本文選用ALDVK_270作為硬件實驗平臺。在分析算法結(jié)構(gòu)的同時,結(jié)合嵌入式系統(tǒng)的特點,從算法,內(nèi)存,高級語言和匯編語言等幾個方面提出優(yōu)化方案,最終在ARM嵌入式平臺下實現(xiàn)了面向無線視頻傳感器網(wǎng)絡(luò)的低復(fù)雜度視頻編碼算法。測試結(jié)果表明,與優(yōu)化前相比,優(yōu)化后的編碼速度有了很大的提高,對于CIF格式的監(jiān)控視頻序列能夠滿足實時處理的要求。
標(biāo)簽： ARM 無線視頻 傳感器網(wǎng)絡(luò) 復(fù)雜度
上傳時間： 2013-07-26
上傳用戶：小小小熊
目前運動控制主要有兩種實現(xiàn)方式,一是使用PLC加運動控制模塊來實現(xiàn)：二是使用PC加運動控制卡來實現(xiàn)。兩者各有優(yōu)缺點,但兩者有以下共同的缺點：一是由于它們兒乎都是采用通用微控制器(MCU和DSP)來實現(xiàn)電機(jī)控制,由于受CPU速度的限制,以及CPU的多個進(jìn)程同時處理,故無法在控制精度和控制速度比較高的場合中應(yīng)用。二是它們的設(shè)計只是把運動控制部件當(dāng)作系統(tǒng)的一個部分,如果要完成一個機(jī)械設(shè)備的完整控制,還需要輔助有其他的數(shù)字量/模擬量控制設(shè)備。這樣在提高了系統(tǒng)成本的同時,也降低了系統(tǒng)的可靠性。 論文設(shè)計了一種基于ARM+CPLD的高速運動控制器,該控制器采用高速的CPLD處理器來完成電機(jī)的閉環(huán)控制,輔助以NXP的32位ARM7TDMI處理器LPC231X來實現(xiàn)復(fù)雜的運動規(guī)劃,使得運動控制精度更高、速度更快、運動更加平穩(wěn)；同時為系統(tǒng)擴(kuò)展了常規(guī)運動控制卡不具備的通用I/O接口,除開4軸運動控制所需要的8點高速脈沖輸入和8點高速脈沖輸出外,系統(tǒng)具有24點數(shù)字量輸入(可選共陰或共陽),25點繼電器輸出,僅一臺這樣的專用設(shè)備就可以完成4軸運動控制和設(shè)備上其它開關(guān)量控制。 系統(tǒng)采用可移植的軟、硬件設(shè)計。硬件上以運動控制部件為核心,可以方便的在ARM處理器預(yù)留的資源上擴(kuò)展出數(shù)字輸入,數(shù)字輸出,AD輸入,DA輸出等常用功能模塊。系統(tǒng)軟件構(gòu)架如下：在最上層,系統(tǒng)采用μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)來完成系統(tǒng)任務(wù)調(diào)度；在底層,將底層設(shè)備的操作打包編寫成底層驅(qū)動的形式,可直接供用戶程序調(diào)用；在中間層,可根據(jù)不同的用戶要求編寫用戶程序,再將其傳遞給μC/OS-Ⅱ來調(diào)度該用戶程序。 將該運動控制器應(yīng)用于工業(yè)應(yīng)用中的套標(biāo)機(jī),在對套標(biāo)機(jī)進(jìn)行運動分解之后,結(jié)合套標(biāo)機(jī)的電氣特性,很好的實現(xiàn)了運動控制器在套標(biāo)機(jī)上的二次開發(fā),滿足了套標(biāo)機(jī)在現(xiàn)場中的應(yīng)用。
上傳時間： 2013-04-24
上傳用戶：牛津鞋
為了解決當(dāng)前PVC軟標(biāo)生產(chǎn)技術(shù)落后、效率低、質(zhì)量不穩(wěn)定、能耗高、工作環(huán)境差等問題，本文提出研制集注標(biāo)、烘烤、冷卻的數(shù)控PVC軟標(biāo)機(jī)方案。 數(shù)控PVC軟標(biāo)機(jī)控制系統(tǒng)采用“ARM9+RT-Linux”開發(fā)模式，將數(shù)控技術(shù)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用有機(jī)結(jié)合起來，一方面發(fā)揮ARM9微處理器高性能、低功耗的特點，使PVC軟標(biāo)機(jī)數(shù)控系統(tǒng)有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理和運動控制能力；另一方面利用實時操作系統(tǒng)RT-Linux的開放性、強(qiáng)大的功能，簡化了數(shù)控系統(tǒng)軟件的開發(fā)，縮短了應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)周期。 本文研究的主要內(nèi)容是基于嵌入式的PVC軟標(biāo)機(jī)數(shù)控系統(tǒng)硬件設(shè)計和軟件開發(fā)。首先詳細(xì)介紹了系統(tǒng)各功能模塊的硬件電路設(shè)計，包括嵌入式最小系統(tǒng)搭建、伺服驅(qū)動器接口電路設(shè)計、電磁閥接口電路設(shè)計、人機(jī)交互模塊設(shè)計、通信模塊設(shè)計、開關(guān)量模塊設(shè)計等方面內(nèi)容；然后，基于RT-Linux的嵌入式系統(tǒng)軟件實現(xiàn)機(jī)理的理論指導(dǎo)下，提出了系統(tǒng)軟件的架構(gòu)，在此基礎(chǔ)上詳細(xì)闡述了軟件實現(xiàn)過程：通過對PVC軟標(biāo)機(jī)數(shù)控系統(tǒng)功能需求及多任務(wù)間數(shù)據(jù)依賴關(guān)系的分析，同時結(jié)合RT-Linux平臺上實時應(yīng)用軟件的結(jié)構(gòu)特點，本文在邏輯架構(gòu)上對控制系統(tǒng)的實時任務(wù)和非實時任務(wù)進(jìn)行了劃分，并設(shè)計了模塊間數(shù)據(jù)緩沖機(jī)制；在時序架構(gòu)上提出了系統(tǒng)的多任務(wù)運行時機(jī)分配以及各任務(wù)之間正確合理的時序關(guān)系，以保證實時任務(wù)的實時性和非實時任務(wù)能夠得到適當(dāng)運行；在應(yīng)用軟件架構(gòu)上利用RT-Linux多線程編程技術(shù)實現(xiàn)了系統(tǒng)軟件的基本功能。最后，針對本系統(tǒng)插補(bǔ)所需的精度和系統(tǒng)實時性要求，利用數(shù)據(jù)采用直線插補(bǔ)算法實現(xiàn)了系統(tǒng)的插補(bǔ)功能。 目前，PVC軟標(biāo)機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的基本功能已經(jīng)實現(xiàn)，系統(tǒng)能夠在實驗平臺上穩(wěn)定運行，基本達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。關(guān)鍵字：PVC軟標(biāo)；數(shù)控系統(tǒng)；插補(bǔ)；RT-Linux；ARM9
上傳時間： 2013-04-24
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隨著半導(dǎo)體工藝的飛速發(fā)展和芯片設(shè)計水平的不斷進(jìn)步，ARM微處理器的性能得到大幅度地提高，同時其芯片的價格也在不斷下降，嵌入式系統(tǒng)以其獨有的優(yōu)勢，己經(jīng)廣泛地滲透到科學(xué)研究和日常生活的各個方面。 本文以ARM7 LPC2132處理器為核心，結(jié)合蓋革一彌勒計數(shù)管對Time-To-Count輻射測量方法進(jìn)行研究。ARM結(jié)構(gòu)是基于精簡指令集計算機(jī)(RISC)原理而設(shè)計的，其指令集和相關(guān)的譯碼機(jī)制比復(fù)雜指令集計算機(jī)要簡單得多，使用一個小的、廉價的ARM微處理器就可實現(xiàn)很高的指令吞吐量和實時的中斷響應(yīng)。基于ARM7TDMI-S核的LPC2132微處理器，其工作頻率可達(dá)到60MHz，這對于Time-To-Count技術(shù)是非常有利的，而且利用LPC2132芯片的定時/計數(shù)器引腳捕獲功能，可以直接讀取TC中的計數(shù)值，也就是說不再需要調(diào)用中斷函數(shù)讀取TC值，從而大大降低了計數(shù)前雜質(zhì)時間。本文是在我?guī)熜謪诬姷摹禩ime-To-Count測量方法初步研究》基礎(chǔ)上，使用了高速的ARM芯片，對基于MCS-51的Time-To-Count輻射測量系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，進(jìn)一步論證了采用高速ARM處理器芯片可以極大的提高G-M計數(shù)器的測量范圍與測量精度。 首先，討論了傳統(tǒng)的蓋革-彌勒計數(shù)管探測射線強(qiáng)度的方法，并指出傳統(tǒng)的脈沖測量方法的不足。然后討論了什么是Time-To-Count測量方法，對Time-To-Count測量方法的理論基礎(chǔ)進(jìn)行分析。指出Time-To-Count方法與傳統(tǒng)的脈沖計數(shù)方法的區(qū)別，以及采用Time-To-Count方法進(jìn)行輻射測量的可行性。 接著，詳細(xì)論述基于ARM7 LPC2132處理器的Time-To-Count輻射測量儀的原理、功能、特點以及輻射測量儀的各部分接口電路設(shè)計及相關(guān)程序的編制。 最后得出結(jié)論，通過高速32位ARM處理器的使用，Time-To-Count輻射測量儀的精度和量程均得到很大的提高，對于Y射線總量測量，使用了ARM處理器的Time-To-Count輻射測量儀的量程約為20 u R/h到1R/h，數(shù)據(jù)線性程度也比以前的Time-To-CotJnt輻射測量儀要好。所以在使用Time-To-Count方法進(jìn)行的輻射測量時，如何減少雜質(zhì)時間以及如何提高計數(shù)前時間的測量精度，是決定Time-To-Count輻射測量儀性能的關(guān)鍵因素。實驗用三只相同型號的J33G-M計數(shù)管分別作為探測元件，在100U R/h到lR/h的輻射場中進(jìn)行試驗.每個測量點測量5次取平均，得出隨著照射量率的增大，輻射強(qiáng)度R的測量值偏小且與輻射真實值之間的誤差也隨之增大。如果將測量誤差限定在10％的范圍內(nèi)，則此儀器的量程范圍為20 u R/h至1R/h，量程跨度近六個數(shù)量級。而用J33型G-M計數(shù)管作常規(guī)的脈沖測量，量程范圍約為50 u R/h到5000 u R/h，充分體現(xiàn)了運用Time-To-Count方法測量輻射強(qiáng)度的優(yōu)越性，也從另一個角度反應(yīng)了隨著計數(shù)前時間的逐漸減小，雜質(zhì)時間在其中的比重越來越大，對測量結(jié)果的影響也就越來越嚴(yán)重，盡可能的減小雜質(zhì)時間在Time-To-Count方法輻射測量特別是測量高強(qiáng)度輻射中是關(guān)鍵的。筆者用示波器測出此輻射儀器的雜質(zhì)時間約為6.5 u S，所以在計算定時器值的時候減去這個雜質(zhì)時間，可以增加計數(shù)前時間的精確度。通過實驗得出，在標(biāo)定儀器的K值時，應(yīng)該在照射量率較低的條件下行，而測得的計數(shù)前時間是否精確則需要在照射量率較高的條件下通過儀器標(biāo)定來檢驗。這是因為在照射量率較低時，計數(shù)前時間較大，雜質(zhì)時間對測量結(jié)果的影響不明顯，數(shù)據(jù)線斜率較穩(wěn)定，適宜于確定標(biāo)定系數(shù)K值，而在照射量率較高時，計數(shù)前時間很小，雜質(zhì)時間對測量結(jié)果的影響較大，可以明顯的在數(shù)據(jù)線上反映出來，從而可以很好的反應(yīng)出儀器的性能與量程。實驗證明了Time-To-Count測量方法中最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)就是如何對計數(shù)前時間進(jìn)行精確測量。經(jīng)過對大量實驗數(shù)據(jù)的分析，得到計數(shù)前時間中的雜質(zhì)時間可分為硬件雜質(zhì)時間和軟件雜質(zhì)時間，并以軟件雜質(zhì)時間為主，通過對程序進(jìn)行合理優(yōu)化，軟件雜質(zhì)時間可以通過程序的改進(jìn)而減少，甚至可以用數(shù)學(xué)補(bǔ)償?shù)姆椒▉淼窒瑥亩梢缘玫奖容^精確的計數(shù)前時間，以此得到較精確的輻射強(qiáng)度值。對于本輻射儀，用戶可以選擇不同的工作模式來進(jìn)行測量，當(dāng)輻射場較弱時，通常采用規(guī)定次數(shù)測量的方式，在輻射場較強(qiáng)時，應(yīng)該選用定時測量的方式。因為，當(dāng)輻射場較弱時，如果用規(guī)定次數(shù)測量的方式，會浪費很多時間來采集足夠的脈沖信號。當(dāng)輻射場較強(qiáng)時，由于輻射粒子很多，產(chǎn)生脈沖的頻率就很高，規(guī)定次數(shù)的測量會加大測量誤差，當(dāng)選用定時測量的方式時，由于時間的相對加長，所以記錄的粒子數(shù)就相對的增加，從而提高儀器的測量精度。通過調(diào)研國內(nèi)外先進(jìn)核輻射測量儀器的發(fā)展現(xiàn)狀，了解到了目前最新的核輻射總量測量技術(shù)一Time-To-Count理論及其應(yīng)用情況。論證了該新技術(shù)的理論原理，根據(jù)此原理，結(jié)合高速處理器ARM7 LPC2132，對以G-計數(shù)管為探測元件的Time-To-Count輻射測量儀進(jìn)行設(shè)計。論文以實驗的方法論證了Time-To-Count原理測量核輻射方法的科學(xué)性，該輻射儀的量程和精度均優(yōu)于以前以脈沖計數(shù)為基礎(chǔ)理論的MCS-51核輻射測量儀。該輻射儀具有量程寬、精度高、易操作、用戶界面友好等優(yōu)點。用戶可以定期的對儀器的標(biāo)定，來減小由于電子元件的老化對低儀器性能參數(shù)造成的影響，通過Time-To-Count測量方法的使用，可以極大拓寬G-M計數(shù)管的量程。就儀器中使用的J33型G-M計數(shù)管而言，G-M計數(shù)管廠家參考線性測量范圍約為50 u R/h到5000 u R/h，而用了Time-To-Count測量方法后，結(jié)合高速微處理器ARM7 LPC2132，此核輻射測量儀的量程為20 u R/h至1R/h。在允許的誤差范圍內(nèi)，核輻射儀的量程比以前基于MCS-51的輻射儀提高了近200倍，而且精度也比傳統(tǒng)的脈沖計數(shù)方法要高，測量結(jié)果的線性程度也比傳統(tǒng)的方法要好。G-M計數(shù)管的使用壽命被大大延長。 綜上所述，本文取得了如下成果：對國內(nèi)外Time-To-Count方法的研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析，指出了Time-To-Count測量方法的基本原理，并對Time-T0-Count方法理論進(jìn)行了分析，推導(dǎo)出了計數(shù)前時間和兩個相鄰輻射粒子時間間隔之間的關(guān)系，從數(shù)學(xué)的角度論證了Time-To-Count方法的科學(xué)性。詳細(xì)說明了基于ARM 7 LPC2132的Time-To-Count輻射測量儀的硬件設(shè)計、軟件編程的過程，通過高速微處理芯片LPC2132的使用，成功完成了對基于MCS-51單片機(jī)的Time-To-Count測量儀的改進(jìn)。改進(jìn)后的輻射儀器具有量程寬、精度高、易操作、用戶界面友好等特點。本論文根據(jù)實驗結(jié)果總結(jié)出了Time-To-Count技術(shù)中的幾點關(guān)鍵因素，如：處理器的頻率、計數(shù)前時間、雜質(zhì)時間、采樣次數(shù)和測量時間等，重點分析了雜質(zhì)時間的組成以及引入雜質(zhì)時間的主要因素等，對國內(nèi)核輻射測量儀的研究具有一定的指導(dǎo)意義。
標(biāo)簽： TimeToCount ARM 輻射測量儀
上傳時間： 2013-06-24
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