本課題源于空中機器人大賽參賽項目。針對比賽要求，提出了一種基于ARM的低成本、高性能的嵌入式微小無人機飛行控制系統(tǒng)的整體方案，并由此展開了一系列的研究工作。 本文的重點是飛行控制系統(tǒng)的姿態(tài)確定系統(tǒng)設計和飛行控制系統(tǒng)的硬件設計及實現(xiàn)。 本文首先回顧了國內(nèi)外微小無人機發(fā)展歷程，介紹了其研究現(xiàn)狀，并指出了微小無人機的發(fā)展趨勢。根據(jù)需求設計了低價位、高性能的嵌入式微小無人機飛行控制系統(tǒng)的整體方案。 設計了低成本、低功耗的微小無人機的姿態(tài)確定系統(tǒng)方案，利用姿態(tài)四元數(shù)、龍格庫塔法、高斯牛頓法和擴展卡爾曼濾波器估計出系統(tǒng)的姿態(tài)矩陣；對姿態(tài)確定方案進行了仿真。 設計了基于ARM的飛行控制系統(tǒng)的硬件部分，包括電源及復位電路，UART、SPI、JTAG等接口電路，PWM信號發(fā)生電路，A/D采樣電路及前置電路，光電耦合電路等；完成了整個飛控系統(tǒng)PCB板制作以及對所設計電路的調(diào)試工作，使得系統(tǒng)運轉正常。 最后針對本文設計的硬件平臺進行了啟動代碼等系統(tǒng)底層軟件的編寫和調(diào)試，建立了系統(tǒng)的啟動環(huán)境。
上傳時間： 2013-06-03
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近年來，隨著嵌入式系統(tǒng)的快速發(fā)展，越來越多的嵌入式設備被用于工業(yè)控制、智能家居等領域。同時伴隨著網(wǎng)絡技術的發(fā)展，嵌入式設備通過網(wǎng)絡接入局域網(wǎng)或者Internet已經(jīng)逐步成為發(fā)展的趨勢。通過在嵌入式設備中內(nèi)置Web服務器，用戶可以在任何一臺聯(lián)網(wǎng)的計算機上通過瀏覽器來獲取設備的信息，用戶還可以通過網(wǎng)絡對設備進行配置和管理。因此研究和開發(fā)嵌入式Web服務器具有重要的實際意義和應用價值。 本文在S3C44BOX開發(fā)板上使用μClinux操作系統(tǒng)作為開發(fā)平臺，開發(fā)并實現(xiàn)了嵌入式Web服務器。文中提出了2種實現(xiàn)方案，一種是基于boa的嵌入式Web服務器，所做的主要工作是boa在gClinux中的移植和CGI的編寫，在此基礎上實現(xiàn)了動、靜態(tài)頁面的生成和簡單的控制功能。另一種方案是基于HTTP協(xié)議和socket編程所開發(fā)的嵌入式Web服務器，在此方案中實現(xiàn)了HTTP協(xié)議的GET和POST請求方式，能夠生成簡單的動態(tài)頁面，實現(xiàn)了歷史數(shù)據(jù)的保存功能，還能夠根據(jù)用戶在瀏覽器端的請求進行相應的控制和管理。 論文首先對嵌入式Web服務器的體系結構進行了分析，然后介紹了S3C44BOX硬件開發(fā)平臺，并分析了bootloader的基本原理和實現(xiàn)過程。隨后對μClinux操作系統(tǒng)的特點和網(wǎng)卡驅動程序進行了分析，并著重介紹了μClinux的移植過程。在第五章，論文詳細分析了TCP/IP和HTTP的原理和工作機制，并介紹了Web服務器中CGI的工作原理，最后分析了boa服務器的移植和CGI程序的編寫以及Web服務器的測試等。在第六章，在HTTP協(xié)議分析和網(wǎng)絡編程的基礎上，提出了嵌入式Web服務器的設計思想、程序流程圖，重點分析了Web服務器主程序流程、動態(tài)頁面的生成、歷史數(shù)據(jù)查詢的實現(xiàn)等，也分析了Web服務器中各種控制功能的實現(xiàn)流程，最后給出了Web服務器的測試結果。
上傳時間： 2013-05-17
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嵌入式系統(tǒng)近年持續(xù)迅猛發(fā)展，已經(jīng)成為后PC技術時代信息化的中堅力量。由于嵌入式系統(tǒng)具有體積小、性能強、功耗低、可靠性高及面向行業(yè)應用的突出特點，目前已經(jīng)廣泛應用于網(wǎng)絡、消費電子、國防軍事及自動化控制等領域。 ARM(Advaneed RIS Cmachines)公司的32位RISC處理器，以其高速度、低功耗、低成本、功能強和特有的16/32位雙指令集等諸多優(yōu)異性能，已成為移動通信、手持計算、多媒體數(shù)字消費等嵌入式解決方案中的首選處理器。在眾多的ARM處理器中，Samsung公司的S3C44B0X處理器以其低價格、低功耗及強大的網(wǎng)絡支持等優(yōu)點在市場上占有重要份額。 uClinux是從Linux衍生出來的優(yōu)秀嵌入式操作系統(tǒng)，專門針對沒有MMU的處理器設計，支持眾多嵌入式處理器類型。uClinux繼承了Linux的許多優(yōu)秀性能，有良好的網(wǎng)絡支持，完善的驅動支持，高度的模塊化，開放的源碼。uClinux已成為許多嵌入式系統(tǒng)研究領域的首選操作系統(tǒng)之一。 本課題以嵌入式手持式電能質(zhì)量分析儀前期實驗開發(fā)板為研究目標，根據(jù)嵌入式體系結構和嵌入式系統(tǒng)設計的原理，構建了基于Samsung公司S3C44B0X ARM7 TDMI處理器的硬件開發(fā)平臺，并根據(jù)該硬件平臺的結構特點移植了uClinux操作系統(tǒng)，同時針對uClinux實時性能不高和嵌入式平臺硬件資源有限的缺點，結合uClinux多進程和共享內(nèi)存機制設計了數(shù)據(jù)采集程序，實現(xiàn)了對三路0～2.5V模擬信號的高性能采集，增強了系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理的實時性，提高了工作效率，為后續(xù)開發(fā)奠定了基礎。 論文從嵌入式系統(tǒng)應用的角度出發(fā)，分析了嵌入式體系結構、uClinux運行機制和內(nèi)核特點；闡述了Bootloader設計及操作系統(tǒng)移植的要點；介紹了接口驅動及上層應用程序的設計方法等問題。
上傳時間： 2013-07-23
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隨著電子設備的迅猛發(fā)展，“讓全部設備接入網(wǎng)絡”已經(jīng)成為一種發(fā)展趨勢。通過嵌入式串口服務器，可以讓現(xiàn)有的串行設備擁有聯(lián)網(wǎng)功能，避免了投資大量人力、物力，有利于對傳統(tǒng)串行設備進行更換或者升級。 本文設計的串口服務器采用嵌入式處理器和Linux操作系統(tǒng)，把現(xiàn)有的基于串行接口的數(shù)據(jù)轉化成以太網(wǎng)數(shù)據(jù)，然后進行數(shù)據(jù)存取，將傳統(tǒng)的串行數(shù)據(jù)送往網(wǎng)絡。 論文主要研究了以下內(nèi)容： 第一，在研究串口服務器網(wǎng)關工作機理的基礎上，分析高性能串口網(wǎng)絡服務器的功能需求。 第二，基于AT91ARM9200微處理器及LXT971ALE網(wǎng)絡接口芯片等構建嵌入式系統(tǒng)，完成RS232-TCP/IP轉換網(wǎng)關的軟硬件設計，實現(xiàn)最多32路串行終端同時接入以太網(wǎng)的高性能串口服務器。 第三，在RH Linux 9.0為ARM處理器提供的交叉開發(fā)工具下移植Linux，為嵌入式串口服務器設計服務器端與客戶端工作模式，同時設計實現(xiàn)系統(tǒng)參數(shù)的在線配置功能。 第四，在客戶端和服務器端分別設計串口服務器的基本API函數(shù)，為系統(tǒng)二次開發(fā)打下良好的基礎。
標簽： ARM 嵌入式 多串口 網(wǎng)絡服務器
上傳時間： 2013-04-24
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隨著嵌入式技術的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)被逐步應用到諸如工業(yè)控制，汽車電子設備，移動通信設備，PDA，GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)和信息家電等社會各行各業(yè)之中，現(xiàn)在已經(jīng)成為信息發(fā)展的主流技術之一，在國民經(jīng)濟發(fā)展中起著舉足輕重的作用。 由于信息化的普及，家庭中的電腦、信息家電、通信終端越來越多，使用管理它們也變得越來越麻煩。如何更有效地發(fā)揮這些設備的作用，提高居家生活的智能化和方便性，如何更便利的互聯(lián)和協(xié)同工作，已成為現(xiàn)代人生活乃至辦公的重要問題。這些問題的出現(xiàn)導致了家庭網(wǎng)絡的出現(xiàn)，家體網(wǎng)絡技術已經(jīng)成為各大IT企業(yè)研究開發(fā)的重點。 本論文分析了家庭網(wǎng)絡和信息家電的發(fā)展情況，以實用、簡便為原則設計了一個家庭網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)。此系統(tǒng)以ARM7的S3C44BOX開發(fā)板為硬件平臺，以uClinux作為嵌入式操作系統(tǒng)，實現(xiàn)對家庭網(wǎng)絡中的信息家電進行監(jiān)控，使用戶能夠了解家庭中信息家電的工作狀況，對信息家電進行控制，來達到對信息家電有效管理、方便用戶使用家中的家電的目的。 論文中家庭網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)主要由web服務器、家庭網(wǎng)絡服務器和家庭網(wǎng)絡組成，實現(xiàn)家電控制、狀態(tài)查詢、信息家電狀態(tài)報告、注冊、注銷、統(tǒng)一開關機等功能。本設計的家庭網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)由于使用了RS485總線式網(wǎng)絡來組建家庭網(wǎng)絡，使得該系統(tǒng)組網(wǎng)方便，在價格上有一定優(yōu)勢，而且硬件是基于ARM開發(fā)板平臺，體積較小，所設計的家庭網(wǎng)絡協(xié)議很好的滿足了家庭網(wǎng)絡監(jiān)控需求，協(xié)議也很簡單，處理方便。由于此家庭網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)了家電注冊、注銷功能，使得該系統(tǒng)能夠及時檢測到家庭網(wǎng)絡中的家電的增減情況。總之，本家庭網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)體積小、簡單、經(jīng)濟、多功能，方便家庭網(wǎng)絡中信息家電的增減，具有較高的實用價值，適合于普通百姓家庭之中使用。
標簽： ARM 嵌入式 家 網(wǎng)絡監(jiān)控
上傳時間： 2013-07-31
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基于ARM的嵌入式網(wǎng)絡電能計量系統(tǒng)的研究電力電子與電力傳動專業(yè)隨著市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們生活水平的日益提高，用電量也持續(xù)上升。電能的計量是否公平、公正已成為人們十分關心的問題。作為電能量的計量工具電能表已成為各行各業(yè)用電不可缺少且非常重要的儀表。由于傳統(tǒng)的電能表有計量不精確、人工抄表費時費力、統(tǒng)計繁瑣等缺點，因此，研究開發(fā)高精度、低功耗、網(wǎng)絡化、智能化的電能表是明顯的趨勢。 嵌入式系統(tǒng)技術是近幾年電子產(chǎn)品設計領域最為熱門的技術之一，目前已廣泛應用于工業(yè)控制、智能交通、信息家電、公共服務等領域。嵌入式系統(tǒng)正對人類的后PC時代產(chǎn)生著深遠的影響。 本文針對傳統(tǒng)的機電式電能表的缺點和不足，結合當前的嵌入式系統(tǒng)技術和網(wǎng)絡技術，研究并設計了一套基于ARM處理器、CAN總線和以太網(wǎng)傳輸?shù)那度胧骄W(wǎng)絡電能表系統(tǒng)。此系統(tǒng)主要由網(wǎng)絡中繼模塊和電能量采集終端兩部分組成。網(wǎng)絡中繼模塊硬件采用了PHILIPS的LPC2290作為中央處理器。LPC2290是一款16/32位RISC微處理器，采用ARM公司的ARM7TDMI-S內(nèi)核，提供了兩路CAN總線和其它一些片上通用外設接口。采用L2C2290處理器，不但降低了整個系統(tǒng)的設計成本，而且也大大減少了額外的接口電路。網(wǎng)絡中繼模塊軟件是通過μCLinux操作系統(tǒng)內(nèi)嵌的BOA實現(xiàn)嵌入式WEB服務器，并應用CGI接口程序完成了動態(tài)網(wǎng)頁程序的編制。電能量采集終端采用專用電能芯片、單片機和CAN控制器實現(xiàn)。網(wǎng)絡中繼模塊和電能量采集終端之間通過CAN總線進行通信，保證了信息的可靠性。當客戶端通過網(wǎng)絡瀏覽器訪問WEB服務器時，CGI程序就將電能量采集終端所采集的電能量數(shù)據(jù)上傳給客戶端，實現(xiàn)網(wǎng)絡自動抄表。
標簽： ARM 嵌入式網(wǎng)絡 電能計量
上傳時間： 2013-06-23
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礦用隔爆饋電開關是煤礦井下配電系統(tǒng)的關鍵設備，作為配電開關，用于含有瓦斯或煤塵等爆炸危險環(huán)境的礦井中，控制和保護低壓供電網(wǎng)絡。其性能好壞直接影響著煤礦井下的生產(chǎn)安全和生產(chǎn)效率，而目前國內(nèi)饋電開關普遍存在集成度低、可靠性差、智能監(jiān)控水平低等缺點。 本課題將嵌入式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)應用到饋電開關中，通過對礦山供電系統(tǒng)工作原理、真空饋電開關工作原理以及基于EasyARM2200(Philips LPC2210為處理器、ARM7為內(nèi)核)嵌入式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的研究，實現(xiàn)了總體網(wǎng)絡拓撲結構的設計和智能饋電開關控制系統(tǒng)硬件電路的設計；通過對嵌入式實時操作系統(tǒng)的移植、嵌入式TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)和移植以及基于C/S模式下的套接字編程等的研究和分析，完成了監(jiān)控主機與嵌入式系統(tǒng)的通信軟件和保護控制算法的應用程序的編寫，從而實現(xiàn)了礦井地面監(jiān)控主機與井下嵌入式系統(tǒng)饋電開關的快速通信，解決了地面監(jiān)控主機對井下饋電回路及電氣開關的遠程智能監(jiān)控的難題，最終設計出一套集實時保護控制和遠程監(jiān)控功能于一身的智能型饋電開關網(wǎng)絡控制系統(tǒng)。 實驗結果表明：在嵌入式系統(tǒng)端的通信軟件和監(jiān)控主機端的通信軟件的驅動下，實現(xiàn)了嵌入式系統(tǒng)與監(jiān)控主機的快速遠程通信，通信速度快、可靠性高、可視化效果好，完全滿足了監(jiān)控系統(tǒng)的快速通信要求。 本課題的研究成果為工業(yè)控制領域提供了一個開放式、全分布、可互操作性的通信控制平臺，為提高煤礦井下設備的遠程智能監(jiān)控水平和安全操控系數(shù)提供了新的解決方法，為地面監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)更大規(guī)模、更深層次地對井下電氣設備的集中控制、分散管理奠定了理論和實踐基礎。
標簽： ARM 嵌入式網(wǎng)絡 中的應用 控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-25
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溫度的測量和控制在工業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的應用，尤其在石油、化工、電力、冶金等工業(yè)領域中，對溫度的測量和監(jiān)控是非常重要的一個環(huán)節(jié)，溫度參數(shù)是工業(yè)控制中的一項重要的指標。 本文主要研究了基于ARM9架構的嵌入式Linux系統(tǒng)在工業(yè)領域中各種爐溫控制場合中的應用。目前控制方案主要是采用傳統(tǒng)的PLC和單片機進行控制。PLC主要是針對單項工程或者重復數(shù)極少的項目，靈活性相對不足，并且體積大，成本相對較高；而單片機主要用于小型設備的控制，具有成本低，功耗低，效率高的特點，但可移植性較差。為了適應信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，新技術革新以及產(chǎn)業(yè)的專業(yè)化現(xiàn)代化的發(fā)展，本文針對PLC和單片機控制的優(yōu)缺點和應用場合提出了采用ARM9嵌入式微控制器AT91RM9200和Linux操作系統(tǒng)相結合的嵌入式溫度控制系統(tǒng)，具有系統(tǒng)擴展性強、可靠性高、響應速度快、體積小等特點，為用戶提供了一種新型的控制方案。 本文首先論述了嵌入式操作系統(tǒng)的組成，接著設計了溫度控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)，主要包括CPU模塊、模擬電路模塊、存儲模塊和通信模塊四個部分：在對溫度控制系統(tǒng)的軟件部分的設計中，主要是針對Boot-Loader的移植、Linux內(nèi)核移植、根文件系統(tǒng)的定制、驅動程序的編寫和應用程序的編寫五部分進行設計。 系統(tǒng)功能主要是循環(huán)采集AD通道數(shù)據(jù)，上傳AD數(shù)據(jù)到服務器，接收服務器下發(fā)的控制數(shù)據(jù)包，記錄日志等。通過在線運行測試，該系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，采集和控制效果良好，可有效降低了生產(chǎn)成本和工人的勞動強度，為安全生產(chǎn)提供保證。
標簽： ARM 嵌入式 溫度控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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ZigBee是近年來出現(xiàn)的一種新型無線通信技術，其具有近距離、低復雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的特點，在家用系統(tǒng)控制、樓宇自動化、工業(yè)監(jiān)控領域具有廣闊的市場空間。ZigBee的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層由IEEE802.15.4工作組制定，高層(網(wǎng)絡層、數(shù)據(jù)安全性及互邊互通應用)由ZigBee聯(lián)盟負責。 隨著ZigBee技術在工業(yè)現(xiàn)場應用，越來越多的ZigBee設備終端將出現(xiàn)在工業(yè)現(xiàn)場，這就提出了將這些ZigBee設備與傳統(tǒng)的以太網(wǎng)連接起來要求，為此需要設計一個無線的ZigBee網(wǎng)關來進行數(shù)據(jù)轉發(fā)，因此對ZigBee網(wǎng)關的研究和設計具有重要的意義。 本系統(tǒng)選用基于ARM 920T內(nèi)核的S3C2410作為ZigBee網(wǎng)關的主處理器，并且選用符合802.15.4標準的CC2420作為ZigBee網(wǎng)關的無線收發(fā)器。為了降低開發(fā)成本以及方便程序升級，網(wǎng)關選用開源嵌入式Linux操作系統(tǒng)，基于2.6.內(nèi)核進行開發(fā)。本文主要對網(wǎng)關軟件部分進行了深入研究。軟件部分主要由2個程序組成：無線收發(fā)器的驅動程序和網(wǎng)關程序。其中網(wǎng)關程序主要包含Zigbee協(xié)議棧模塊和網(wǎng)關通信模塊。開發(fā)和測試主要語言采用標準C語言，驅動部分測試部分采用Bash腳本。 本文首先介紹了無線通信的背景知識和ZigBee協(xié)議棧，然后詳細闡述了采用Linux來進行無線收發(fā)器驅動程序設計的關鍵點，同時對基于Linux的嵌入式ZigBee網(wǎng)關協(xié)議棧進行了移植，并且給出了ZigBee網(wǎng)關通信程序的設計方法以及程序的編譯、調(diào)試和測試方法，實現(xiàn)了將ZigBee設備的數(shù)據(jù)及其狀態(tài)轉發(fā)給上位數(shù)據(jù)服務器的過程，最后還提出了作者對未來工作方向的一些改進思路和方法。
上傳時間： 2013-07-17
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隨著科學技術的不斷發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)得到了廣泛的應用。在當今的工業(yè)控制領域，控制邏輯和功能變得越來越復雜，簡單的嵌入式系統(tǒng)己經(jīng)不能滿足工業(yè)生產(chǎn)需求，而帶有高性能處理器以及完整操作系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)的引入將逐漸成為工業(yè)控制自動化發(fā)展的方向。 本文對用于工業(yè)供水設備測控的工業(yè)供水測控系統(tǒng)展開研究。首先，在ARM嵌入式最小系統(tǒng)的基礎上建立通用的硬件平臺，對平臺的硬件結構進行設計，特別是對于關鍵的接口電路進行了比較深入的研究，針對供水設備測控的不同要求，集成了多種接口電路。其次，在實現(xiàn)嵌入式實時多任務操作系統(tǒng)μC／OS-Ⅱ在ARM上可移植的基礎上，建立了測控系統(tǒng)的軟件平臺，對接口電路驅動程序進行模塊化設計。最后，在研制出的測控平臺上，加入了電力參數(shù)與傳感器數(shù)據(jù)監(jiān)測電路以及開關量輸入/輸出電路，特別是對工頻交流信號有效值的測量進行了較深入的硬件設計以及軟件算法研究，并對測控系統(tǒng)的無線通訊部分進行了設計。 在上述工作的基礎上，開發(fā)出嵌入式無線工業(yè)供水測控系統(tǒng)樣機。工業(yè)現(xiàn)場近半年來試運行的結果表明：該基于ARM的嵌入式無線工業(yè)供水測控系統(tǒng)設計合理，性能穩(wěn)定可靠，達到了設計的要求。
標簽： ARM 嵌入式無線 工業(yè) 測控系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-23
上傳用戶：giser
