機械手是自動裝配生產(chǎn)線上必不可少的設備，它可以模擬人手臂的部分動作，按預定的程序、軌跡和要求，實現(xiàn)抓取、搬運和裝配等工作。在減輕人的勞動強度和提高裝配質(zhì)量和在惡劣環(huán)境下作業(yè)等方面，起到了積極的作用。嵌入式系統(tǒng)是近年來發(fā)展起來的以應用為中心并且軟硬件可裁剪的實時系統(tǒng)，它的特點是高度自動化，響應速度快等，非常適合于要求實時的和多任務的場合。 本文分析了機械手控制系統(tǒng)的功能要求，研究設計了一種基于ARM和DSP的機械手數(shù)控系統(tǒng)的方案。嵌入式ARM處理器，具有運行速度快、功耗低、程序設計靈活、外圍硬件資源豐富等優(yōu)點，但其很難在處理大數(shù)據(jù)量、復雜算法時保證系統(tǒng)的靈活性和實時性。DSP作為數(shù)字信號處理的核心器件，能夠?qū)崟r快速的完成控制算法運算，由于DSP普通輸入輸出口的高低電平變化周期最快只能到1微秒左右，不適合高速輸入輸出；FPGA芯片高速輸入輸出數(shù)據(jù)，時間可縮短至幾十納秒。另外利用FPGA可以方便的實現(xiàn)各種接口的邏輯時序，豐富的接口使得該系統(tǒng)能夠方便的進行移植，擴展了該系統(tǒng)的應用領域，從而提升了其性價比，通過ARM處理器和DSP以及FPGA技術的有機結(jié)合，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，使系統(tǒng)具有程序設計靈活、以太網(wǎng)通信、大容量存儲、高速數(shù)據(jù)輸出、可移植等特點，既滿足高速機械手自動控制的要求，同時又具有一定的通用性。 通過本課題實踐表明，基于ARM和DSP構建嵌入式數(shù)控系統(tǒng)的應用方案全可行、合理，同傳統(tǒng)的人機交互系統(tǒng)設計相比，能大量地減輕研發(fā)任務，提高發(fā)速度，能夠在短時間內(nèi)得到控制性能優(yōu)秀的數(shù)控系統(tǒng)。
標簽： ARM DSP 數(shù)控 系統(tǒng)研究
上傳時間： 2013-06-11
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遙感圖像是深空探測和近地觀測所得數(shù)據(jù)的重要載體，在軍事和社會經(jīng)濟生活領域發(fā)揮著重要作用。由于遙感圖像數(shù)據(jù)量巨大，它的存儲和傳輸已成為遙感信息應用中的關鍵問題。圖像壓縮編碼技術能降低圖像冗余度，從而減小圖像的存儲容量和傳輸帶寬，它的研究對于遙感圖像應用具有重要的現(xiàn)實意義。CCSDS圖像壓縮算法是空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)咨詢委員會(CCSDS)提出的圖像數(shù)據(jù)壓縮算法。該算法復雜度較低，并行性好，適合于硬件實現(xiàn)，能實現(xiàn)對空間數(shù)據(jù)的實時處理，從而廣泛應用于深空探測和近地觀測。對于直接關系到軍事戰(zhàn)略、經(jīng)濟建設等方面的遙感圖像的傳輸，必須對它進行加密處理。AES加密算法是由美國國家標準和技術研究所(NIST)于2000年發(fā)布的數(shù)據(jù)加密標準，它不但能抵抗各種攻擊，保證加密數(shù)據(jù)的安全性，而且易于軟件和硬件實現(xiàn)。本論文對CCSDS圖像壓縮算法和AES加密算法進行了研究，完成的主要工作包括： (1)研究了CCSDS圖像壓縮算法的原理和結(jié)構，用C語言實現(xiàn)了算法的編解碼器，并與SPIHT算法和JPEG2000算法的性能進行了比較。 (2)研究了AES加密算法的原理和結(jié)構，用C語言實現(xiàn)了算法的加解密器。 (3)介紹了實現(xiàn)CCSDS圖像壓縮算法和AES加密算法的FPGA設計所選擇的軟件開發(fā)工具、開發(fā)語言和硬件開發(fā)平臺。 (4)給出了CCSDS編碼器的FPGA實現(xiàn)方法和實現(xiàn)性能。 (5)給出了AES加密器的FPGA實現(xiàn)方法和實現(xiàn)性能。 本文設計的CCSDS圖像壓縮和AES加密FPGA系統(tǒng)運用了流水線設計、高速內(nèi)存設計、模塊并行化設計和模塊串行化設計等技術，在系統(tǒng)速度和資源面積上取得了較好的平衡，達到了預期的設計目的。
上傳時間： 2013-07-15
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標簽： quartusii
上傳時間： 2013-07-11
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本文介紹了通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換器研究的背景意義和目前國內(nèi)外發(fā)展的現(xiàn)狀，并詳細敘述了所選方案的設計過程。本協(xié)議轉(zhuǎn)換器的豐控制芯片采用了基于ARM7內(nèi)核的32位微控制芯片LPC2212，提供了高速穩(wěn)定的硬件平臺。操作系統(tǒng)采用實時嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ，工作穩(wěn)定，實時性強，移植方便。 本文的豐要內(nèi)容如下：整體的設計思路，結(jié)構組成；系統(tǒng)硬件的設計，豐要包括網(wǎng)絡接口電路，USB接口電路，以及串口擴展電路；TCP/IP協(xié)議，豐要包括TCP協(xié)議，IP協(xié)議，ARP協(xié)議等；USB協(xié)議，豐要包括USB設備構架，USB數(shù)據(jù)流模型；串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)和 USB 數(shù)據(jù)以及太網(wǎng)數(shù)據(jù)和 USB 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)串口數(shù)據(jù)；嵌入式實時操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ，豐要包括信號量，消息郵箱，消息隊列等；操作系統(tǒng)的移植，豐要包括與處理器相關的文件的改寫。整個系統(tǒng)的硬件和底層軟件部分已經(jīng)完成，經(jīng)串口調(diào)試軟件、USB總線監(jiān)測軟件以及以太網(wǎng)數(shù)據(jù)監(jiān)測軟件進行實際的收發(fā)數(shù)據(jù)實驗，驗證了方案的合理性。 在USB和以太網(wǎng)驅(qū)動程序的編寫中，查閱了大量的相關資料。對于USB協(xié)議，重點分析了USB協(xié)議的架構和數(shù)據(jù)流模型。對于TCP/IP協(xié)議，仔細分析了其封裝和分用，分析了TCP協(xié)議、IP協(xié)議、ARP協(xié)議的原理及程序的實現(xiàn)。對于操作系統(tǒng)的移植，給出了具體的實現(xiàn)步驟，并給出了豐要的代碼。
標簽： ARM 環(huán)境 通訊協(xié)議 轉(zhuǎn)換器
上傳時間： 2013-06-10
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設計了一種測量微位移的光纖位移傳感器, 得到了傳感器的位移2相位變化關系, 通過相位檢出, 獲得了微位移量。分析表明, 光纖位移傳感器能夠滿足微位移測量的要求。關鍵詞: 光纖傳感器; 微位移;
上傳時間： 2013-07-25
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噴油泵是柴油機燃油噴射系統(tǒng)中燃油的控制、供給單元，其性能的好壞直接決定著柴油機的加速性能、油耗大小、尾氣的排放質(zhì)量等。準確測試噴油泵的各種技術參數(shù)對提高柴油機的各項技術性能具有十分重要的意義。嵌入式系統(tǒng)技術已經(jīng)成為了最熱門的技術之一。基于ARM的嵌入式技術己經(jīng)成為當前嵌入式領域研究的一個亮點。ARM公司的32位RISC處理器，以其高速度、低功耗、低成本、功能強等諸多優(yōu)異性能，應用越來越廣泛。uCLinux操作系統(tǒng)是從Linux衍生出來的一種操作系統(tǒng)，它是專為無MMU的微控制器開發(fā)的嵌入式Linux操作系統(tǒng)。它支持眾多嵌入式處理器類型，具有完善的各類驅(qū)動支持。 本文從噴油泵試驗臺控制系統(tǒng)總體結(jié)構入手，在詳細分析了系統(tǒng)所要檢測和控制的參數(shù)的基礎上，設計出噴油泵試驗臺控制系統(tǒng)總體架構。噴油泵試驗臺控制系統(tǒng)由兩個模塊組成：以80C196KB單片機為中心的噴油泵控制及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，以S3C44BOX為中心的上位機監(jiān)控及管理系統(tǒng)。下位機通過RS232串口接收上位機的命令并執(zhí)行噴油泵試驗臺的電機轉(zhuǎn)速控制、燃油溫度控制、噴油次數(shù)計數(shù)、提前角監(jiān)控及燃油壓力顯示。上位機是整個試驗臺控制系統(tǒng)的管理者，主要完成給下位機發(fā)送特定的操作命令，完成實驗數(shù)據(jù)的顯示、收集和存儲，它有友好的中文顯示界面，可以完成簡單的數(shù)據(jù)管理操作。 文中詳細闡述了上位機的操作系統(tǒng)uCLinux的特點和移植過程。同樣對上位機的界面設計及運行環(huán)境MiniGUI進行了全面分析并給出移植和界面編程方法。在文章的最后，對噴油泵控制系統(tǒng)采用模糊控制算法進行優(yōu)化設計。詳細描述了模糊控制器設計所包含的三個主要部分：清晰量的模糊化接口、模糊控制規(guī)則及算法及模糊量的清晰化接口。 通過試驗證實，本文設計的噴油泵試驗臺控制系統(tǒng)技術路線正確合理。相信該可靠實用的控制系統(tǒng)配合噴油泵試驗臺使用將具有良好的市場潛力。
上傳時間： 2013-06-04
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近年來，隨著控制系統(tǒng)規(guī)模的擴大和總線技術的發(fā)展，對數(shù)據(jù)采集和傳輸技術提出了更高的要求。目前，很多設備需要實現(xiàn)從單串口通信到多路串口通信的技術改進。同時，隨著以太網(wǎng)技術的發(fā)展和普及，這些設備的串行數(shù)據(jù)需要通過網(wǎng)絡進行傳輸，因而有必要尋求一種解決方案，以實現(xiàn)技術上的革新。 本文分別對串行通信和基于TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)通信進行研究和分析，在此基礎上，設計一個嵌入式系統(tǒng)一基于APM處理器的多路串行通信與以太網(wǎng)通信系統(tǒng)，來實現(xiàn)F8-DCS系統(tǒng)中多路串口數(shù)據(jù)采集和以太網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)傳輸。主要作了如下工作：首先，分析了當前串行通信的應用現(xiàn)狀和以太網(wǎng)技術的發(fā)展動態(tài)，通過比較傳統(tǒng)的多路串口通信系統(tǒng)的優(yōu)缺點，設計出了一種采用CPID技術和CAN總線技術相結(jié)合的新型技術，并結(jié)合F8-DCS系統(tǒng)數(shù)據(jù)量大和實時性高的特點，對串行通訊幀同步的方法進行了詳細的研究。然后，根據(jù)課題的實際需求，對系統(tǒng)進行總體設計和功能模塊劃分，并詳細介紹了基于ARM7處理器的多路串口通信接口、以太網(wǎng)通信接口以及二者之間的數(shù)據(jù)傳輸接口的電路設計。在軟件設計上，對系統(tǒng)的啟動代碼、串行通信協(xié)議、串口驅(qū)動以及多串口與網(wǎng)口間雙向數(shù)據(jù)傳輸?shù)冗M行了詳細的論述。最后，將上述技術應用于某大型火電廠主機F8-DCS系統(tǒng)I/O通訊網(wǎng)絡的測試與分析，達到了設計要求。
上傳時間： 2013-07-31
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本文設計的井下網(wǎng)絡分站作為“煤礦安全自動檢測、監(jiān)控及管理系統(tǒng)”的一個重要的組成部分，以ARM微控制器為核心，以操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ為操作平臺，采用TCP/IP協(xié)議棧實現(xiàn)了分站的網(wǎng)絡通信功能，很好的解決了當前煤礦企業(yè)安全監(jiān)控系統(tǒng)通信協(xié)議不一致的問題。 在硬件方面，嚴格按照《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通用技術要求》完成了監(jiān)控分站的總體硬件設計，并通過驅(qū)動網(wǎng)卡芯片RTL8019AS實現(xiàn)了以太網(wǎng)連接。選用PHILIPS的32位ARM芯片LPC2214作為分站的控制芯片，它帶有16KB的靜態(tài)RAM和256KB的高速FLASH，包含8路10位A/D，還有多個串行接口，可使用的GPIO高達76個(使用了外部存儲器)，很好了滿足了分站外接傳感器的多樣化要求。在人機對話方面，系統(tǒng)擴展了128×64的液晶和1×4的鍵盤。在通信方面，采用TCP/IP協(xié)議與地面主機進行通信，將各種參數(shù)傳送到地面主機進行復雜的運算處理。 在軟件方面，介紹了嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ的移植過程，并在此基礎上分析了TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)；制定了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換格式；通信過程中采用了標準的TCP/IP協(xié)議；詳細介紹了幾個主要程序模塊的編程思路，如LCD顯示、外部輸入頻率信號的計數(shù)及數(shù)據(jù)存儲，并給出了在實際編程過程中遇到的問題及解決方法。 本監(jiān)控分站根據(jù)《本質(zhì)安全型“i”》標準將外部接入設備和分站作了電氣隔離，該分站具有2路A/D數(shù)據(jù)采集；6路光電隔離數(shù)字量輸入；2路光電隔離數(shù)字量輸出對外部設備進行遠程管理和控制；人機接口提供人機交互界面，提供按鍵操作和數(shù)據(jù)顯示；RS485通信接口負責與外界設備進行通信；網(wǎng)絡通信接口負責為各種監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)提供兼容的接入接口；非易失性鐵電存儲器作為數(shù)據(jù)存儲區(qū)以保證掉電后存儲數(shù)據(jù)不丟失。
上傳時間： 2013-04-24
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本文對基于ARM的可編程控制器進行了研究。本文研制的可編程控制器配置簡單，擴展方便，抗干擾能力強，可靠性高。能夠采集4～20mA/0～5V的模擬量以及12路開關量；輸出1路-10～+10V、4路0～5V與2路0～20mA的模擬量以及8路開關量；能夠采集6路溫度信號：可以應用于開關量的邏輯控制；能實現(xiàn)簡單的PID控制：并配有RS232串行通信接口以及CAN總線通信接口，能滿足基本工業(yè)控制的要求。
上傳時間： 2013-04-24
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變電站電壓無功綜合控制是通過自動調(diào)節(jié)有載變壓器的分接頭和投切并聯(lián)補償電容器組來實現(xiàn)的，它是確保電壓質(zhì)量和無功平衡、提高供電網(wǎng)可靠性和經(jīng)濟性的重要措施。采用九區(qū)圖控制策略的電壓無功綜合控制，實際運行時存在著頻繁調(diào)節(jié)變壓器分接頭和投切電容器組的缺陷，甚至可能會出現(xiàn)震蕩現(xiàn)象。 本文針對上述不足，根據(jù)有功功率和無功功率的負荷預測曲線，以降損收益最大為適配值函數(shù)，以電壓約束、電氣極限約束和控制約束為約束條件，提出了一種改進的禁忌搜索算法。引入最低收益閾值來限制調(diào)節(jié)次數(shù)的增加，在此基礎上建議了一種確定最佳調(diào)整次數(shù)的方法。還建議了一種有約束線性最小二乘算法，基于變電站內(nèi)的量測數(shù)據(jù)以及變壓器的參數(shù)來估計系統(tǒng)電壓和系統(tǒng)阻抗參數(shù)。算例結(jié)果表明建議的方法是可行的，并且具有可以有效地減少調(diào)節(jié)次數(shù)的特點。基于ARM的LPC2292微控制器和嵌入式實時操作系統(tǒng)(μC/OS-II)，采用ADS1.2開發(fā)工具進行編程，實現(xiàn)了變電站內(nèi)電壓無功綜合控制功能。軟件模塊開發(fā)主要包括：嵌入式實時操作系統(tǒng)(μC/OS-II)和圖形用戶界面GUI移植，數(shù)據(jù)讀取任務，數(shù)據(jù)處理任務，電壓無功控制任務，基于GPRS/CDMA的通訊任務、鍵盤掃描和液晶顯示任務等。采用信號發(fā)生器產(chǎn)生電能信號，采用繼電器的動作模擬變壓器分接頭檔位的調(diào)節(jié)和電容器組的投切，構建了一個變電站內(nèi)的電壓無功控制模擬測試臺，對提出的設計方案進行了全面的功能測試，測試結(jié)果表明提出的設計方案是可行的。
上傳時間： 2013-04-24
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