超聲波電機(jī)(Ultrasonic motors，簡(jiǎn)稱USM)是一種全新原理的直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)，它利用壓電陶瓷逆壓電效應(yīng)激發(fā)的超聲振動(dòng)作為驅(qū)動(dòng)力，通過(guò)定轉(zhuǎn)子間的摩擦力來(lái)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)。與傳統(tǒng)的電磁電機(jī)相比，它具有低速大轉(zhuǎn)矩、無(wú)電磁干擾、動(dòng)作響應(yīng)快、運(yùn)行無(wú)噪聲、無(wú)輸入自鎖等卓越特性，在非連續(xù)運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域、精密控制領(lǐng)域比傳統(tǒng)的電磁電機(jī)性能優(yōu)越得多。超聲波電機(jī)在工業(yè)控制系統(tǒng)、汽車專用電器、精密儀器儀表、辦公自動(dòng)化設(shè)備、智能機(jī)器人等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景，近年來(lái)倍受科技界和工業(yè)界的重視，成為當(dāng)前機(jī)電控制領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。 本文主要以行波型超聲波電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)為研究對(duì)象，引入嵌入式系統(tǒng)理念，設(shè)計(jì)并制作了超聲波電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，并對(duì)超聲波電機(jī)的速度與定位控制做了深入的研究。本文主要研究?jī)?nèi)容及成果如下： 介紹了超聲波電機(jī)的工作原理、特點(diǎn)及其應(yīng)用前景，總結(jié)了國(guó)內(nèi)外超聲波電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀，以及今后我國(guó)超聲波電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展方向，明確了本文的研究?jī)?nèi)容。 結(jié)合嵌入式系統(tǒng)特點(diǎn)及其開發(fā)方法，詳細(xì)介紹了超聲波電機(jī)嵌入式驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)過(guò)程，并總結(jié)了硬件、軟件的調(diào)試過(guò)程。最后，對(duì)所設(shè)計(jì)系統(tǒng)性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試和數(shù)據(jù)分析。 采用DDS技術(shù)解決超聲波電機(jī)所需要的高頻驅(qū)動(dòng)電源和數(shù)字控制的問(wèn)題。本文設(shè)計(jì)的以ARM控制器為核心，頻率、相位、幅值均可調(diào)的雙通道信號(hào)發(fā)生器，具有頻率和相位差控制精度高的特點(diǎn)。 本文介紹了速度與位置的常用控制策略。設(shè)計(jì)并搭建了基于增量式PID的速度和基于模糊PID的位置控制系統(tǒng)。速度控制采用增量式PID調(diào)節(jié)，其控制策略簡(jiǎn)單、易行，通過(guò)實(shí)驗(yàn)選擇合適的參數(shù)能適應(yīng)一般的控制精度要求。定位控制則采用模糊PID控制策略，該策略將模糊控制不需要精確的數(shù)學(xué)模型、收斂速度快的特點(diǎn)與PID簡(jiǎn)單易行、能消除穩(wěn)態(tài)誤差的優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合，改善了模糊控制器穩(wěn)態(tài)性能，使電機(jī)定位控制精度達(dá)到0.0880。
上傳時(shí)間： 2013-07-16
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隨著現(xiàn)代電力系統(tǒng)向大容量、高電壓方向發(fā)展，廣泛用于大型發(fā)電機(jī)組測(cè)量和保護(hù)用的大電流互感器的研制就變得很緊迫。考慮到大電流互感器具有大電流、強(qiáng)電磁干擾和多相運(yùn)行等特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)大電流互感器時(shí)，必須采取有效的屏蔽措施，屏蔽來(lái)自鄰相的雜散磁通。傳統(tǒng)的屏蔽方案是采用金屬屏蔽罩，盡管有效，但設(shè)備笨重。本文中，作者對(duì)有外層屏蔽繞組的大電流互感器進(jìn)行了各種研究。 大電流互感器采用繞組屏蔽方式后，如何優(yōu)化設(shè)計(jì)屏蔽繞組，使屏蔽繞組能夠充分有效地屏蔽雜散磁通對(duì)環(huán)形鐵心的影響呢?針對(duì)上述的問(wèn)題，本文作者主要完成如下幾個(gè)方面的工作： 1、首先對(duì)國(guó)內(nèi)外大電流互感器的發(fā)展與研究現(xiàn)狀進(jìn)行了敘述，并成功設(shè)計(jì)了15000/5A大電流互感器。 2、對(duì)精典的電磁場(chǎng)理論和場(chǎng)路耦合法的數(shù)學(xué)理論進(jìn)行了深入的研究，建立了大電流互感器的三維場(chǎng)路耦合有限元分析的數(shù)學(xué)模型和仿真模型。應(yīng)用有限元軟件ANSYS建立三維有限元仿真模型和基于場(chǎng)路耦合原理的外部耦合電路。 3、理論分析了雜散磁通對(duì)電流互感器鐵心的影響；重點(diǎn)分析了繞組屏蔽雜散磁通理論；通過(guò)等值電流法，得到無(wú)論三相還是多相電流互感器條件下，中間相的電流互感器所受到的雜散磁通是最為嚴(yán)重的，為大電流互感器的有效保護(hù)提供了科學(xué)依據(jù)。 4、為了得到最優(yōu)化屏蔽繞組，對(duì)屏蔽繞組的匝數(shù)采用離散化替代連續(xù)性，再考慮屏蔽繞組在環(huán)形鐵心上的位置，共提出了多種優(yōu)化方案；根據(jù)三維場(chǎng)路耦合有限元分析模型，精確計(jì)算出屏蔽繞組中的電流、電流分布、環(huán)形鐵心中的磁感應(yīng)強(qiáng)度分布和外層繞組的局部最高溫升，通過(guò)比較多種計(jì)算結(jié)果，得到大電流互感器屏蔽繞組的最優(yōu)化方案。 5、最后建立了大電流互感器的等效磁勢(shì)法和降流回路法兩種試驗(yàn)方案模型，通過(guò)比較試驗(yàn)方案仿真計(jì)算結(jié)果和出廠試驗(yàn)結(jié)果，證明了仿真計(jì)算結(jié)果是正確的，可靠的。 通過(guò)對(duì)屏蔽繞組進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)后，有效地削弱了雜散磁通，使得大電流互感器輕型化、小型化，節(jié)約了大量的銅材料，使得其運(yùn)輸更加方便。
標(biāo)簽： 大電流 互感器 繞組 應(yīng)用研究
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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本課題為研究大功率永磁無(wú)刷直流電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)而設(shè)計(jì)了一臺(tái)50kW 多相永磁無(wú)刷直流電機(jī)，該電機(jī)的設(shè)計(jì)最大限度地模擬了某大功率多相永磁無(wú)刷直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)也基本采用了某大功率永磁無(wú)刷直流電機(jī)的主電路結(jié)構(gòu)。全文內(nèi)容如下： 本文介紹了一種以晶閘管為主要功率元件的大功率永磁無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。本文通過(guò)對(duì)電機(jī)各運(yùn)行的狀態(tài)的分類分析，總結(jié)了這種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的觸發(fā)邏輯控制規(guī)律，優(yōu)化了邏輯控制程序，為永磁無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的仿真和實(shí)際系統(tǒng)的開發(fā)提供了依據(jù)。 本文通過(guò)對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)換流過(guò)程的詳細(xì)分析，總結(jié)了有關(guān)參數(shù)如電機(jī)電感、換相電容等對(duì)電機(jī)換流過(guò)程的影響程度、趨勢(shì)和規(guī)律。給出了驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要參數(shù)選取的依據(jù)和選擇方法，并通過(guò)樣機(jī)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，為大功率永磁無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主電路設(shè)計(jì)提供理論支持。為準(zhǔn)確預(yù)測(cè)大功率永磁無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行性能，建立了永磁無(wú)刷直流電機(jī)的電路模型和S函數(shù)模型，并闡述了其在Matlab/Simulink 平臺(tái)下的建模原理和實(shí)現(xiàn)方法。 本文提出的兩種電機(jī)模型，相互補(bǔ)充，準(zhǔn)確預(yù)知了永磁無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行特性，大大加速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)研制過(guò)程。其中，電路模型具有仿真效率高，便于研究驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主電路參數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響，從而對(duì)主電路參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化；S 函數(shù)模型便于對(duì)電機(jī)內(nèi)部細(xì)節(jié)進(jìn)行分析，為揭示電機(jī)內(nèi)部變量的變化規(guī)律提供了有力的手段。
標(biāo)簽： 大功率 無(wú)刷直流電機(jī) 系統(tǒng)研究
上傳時(shí)間： 2013-07-04
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橫向磁通電機(jī)是近些年來(lái)出現(xiàn)的一種新型結(jié)構(gòu)的電機(jī)，由于其轉(zhuǎn)矩密度和功率密度大的優(yōu)點(diǎn)受到了廣泛的關(guān)注，但我國(guó)對(duì)該種電機(jī)的研究尚處于起步階段。 本課題是國(guó)家863計(jì)劃項(xiàng)目——“新型稀土永磁電機(jī)設(shè)計(jì)與集成技術(shù)(課題編號(hào)：2002AA324020)”中有關(guān)橫向磁通永磁同步電動(dòng)機(jī)的部分。本課題的目標(biāo)就是要充分發(fā)揮橫向磁通電機(jī)功率密度和轉(zhuǎn)矩密度大的優(yōu)點(diǎn)，克服其功率因數(shù)低的缺點(diǎn)，對(duì)橫向磁通永磁同步電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)進(jìn)行計(jì)算、分析，找出功率因數(shù)偏低的原因，并提出相應(yīng)的改進(jìn)方法和建議。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行樣機(jī)的研制，對(duì)理論成果進(jìn)行驗(yàn)證，并力爭(zhēng)樣機(jī)在性能和工藝指標(biāo)上有所突破，部分指標(biāo)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。 本文介紹了橫向磁通永磁電機(jī)的特點(diǎn)及運(yùn)行原理，并按照不同的分類方式介紹了橫向磁通電機(jī)的各種結(jié)構(gòu)。三維磁場(chǎng)的有限元計(jì)算十分復(fù)雜、計(jì)算量大，因此傳統(tǒng)電機(jī)均采用簡(jiǎn)化的二維磁場(chǎng)進(jìn)行計(jì)算。但是橫向磁通電機(jī)由于結(jié)構(gòu)特殊，無(wú)法采用簡(jiǎn)化的二維磁場(chǎng)的計(jì)算方法進(jìn)行分析。因此本文利用ANSYS軟件建立了樣機(jī)模型，對(duì)樣機(jī)進(jìn)行了三維電磁場(chǎng)分析。在電磁場(chǎng)計(jì)算的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了電機(jī)空載反電勢(shì)，空載漏磁系數(shù)，電磁轉(zhuǎn)矩等相關(guān)參數(shù)的計(jì)算，討論了橫向磁通永磁同步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)變化對(duì)參數(shù)的影響。本文特別針對(duì)橫向磁通永磁電機(jī)功率因數(shù)較低這一問(wèn)題進(jìn)行了分析，找出了功率因數(shù)偏低的原因，提出了相應(yīng)的改善方法和建議，對(duì)橫向磁通電機(jī)的理論研究和設(shè)計(jì)應(yīng)用分析方法進(jìn)行了探討。本文利用電磁場(chǎng)計(jì)算的結(jié)果，完成了電機(jī)運(yùn)行特性仿真，克服了采用傳統(tǒng)磁路等效的方法帶來(lái)的誤差。最后，通過(guò)與樣機(jī)測(cè)試結(jié)果的對(duì)照研究，驗(yàn)證和完善分析方法，并為進(jìn)一步獲得性能更加優(yōu)異的樣機(jī)奠定了基礎(chǔ)。
標(biāo)簽： 磁通 永磁同步電動(dòng)機(jī) 性能分析 磁場(chǎng)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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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(wèn)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(guò)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(lái)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(lái)說(shuō)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(lái)說(shuō)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(guò)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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近年來(lái)，網(wǎng)絡(luò)音樂(lè)，特別是網(wǎng)絡(luò)電臺(tái)的風(fēng)行，受到越來(lái)越多的大眾追捧。網(wǎng)絡(luò)音樂(lè)以其及時(shí)、海量、靈活、個(gè)性化、時(shí)尚的風(fēng)格，吸引了越來(lái)越多消費(fèi)者的加入和眾多商家的關(guān)注。但是，作為網(wǎng)絡(luò)音樂(lè)的終端--流媒體播放器，最直接面向大眾的窗口，卻顯得單一，大部分商家只提供PC上的流媒體播放器。正出于此，本課題把目光投向那些不使用PC或者不愿長(zhǎng)時(shí)間使用PC的用戶，為他們量身定制流媒體播放設(shè)備，讓用戶不必使用PC也可享受網(wǎng)絡(luò)音樂(lè)帶來(lái)的快樂(lè)。 本課題的研發(fā)正是基于上述背景，研發(fā)支持無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的嵌入式多功能流媒體播放設(shè)備。本課題的研究目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)一個(gè)嵌入式流媒體播放器(亦稱為InternetRadio)，Internet Radio是一個(gè)可以在家中自由移動(dòng)、任意擺放的網(wǎng)絡(luò)流媒體播放設(shè)備。只要處在有網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，Internet Radio的音樂(lè)平臺(tái)讓用戶不必打開計(jì)算機(jī)，就能接收全球數(shù)千個(gè)不同風(fēng)格、不同國(guó)家的各種類型音樂(lè)電臺(tái)。除了可以直接透過(guò)因特網(wǎng)收聽網(wǎng)絡(luò)廣播外，還可以播放儲(chǔ)存于計(jì)算機(jī)硬盤或MP3設(shè)備中的音樂(lè)。 本系統(tǒng)采用ARM920T作為處理器，基于嵌入式Linux操作系統(tǒng)、vTuner網(wǎng)絡(luò)電臺(tái)地址數(shù)據(jù)庫(kù)、Mplayer播放器軟件和FLTK界面開發(fā)工具來(lái)實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了除一般意義的音頻流媒體播放和接收調(diào)頻廣播等功能之外，還增加了本地相框和網(wǎng)絡(luò)數(shù)碼相框Flickr在線分享的流行時(shí)尚元素。本論文具體分析了系統(tǒng)的硬件平臺(tái)，主要論述了軟件的實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)的主要軟件功能包括bootloader和嵌入式Linux系統(tǒng)的移植，根文件系統(tǒng)的構(gòu)建，播放器軟件程序的研究、比較、移植和編寫，系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)電臺(tái)地址數(shù)據(jù)庫(kù)vTuner和網(wǎng)絡(luò)相框Flickr的交互，Microwindows、Nxlib和FLTK的移植和基于FLTK的圖形界面開發(fā)，以及基于FLIK開發(fā)出良好的人機(jī)交互界面。作為項(xiàng)目的主要核心人員，作者負(fù)責(zé)系統(tǒng)的軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)、Linux系統(tǒng)的移植、播放器軟件的研究和開發(fā)、GUI開發(fā)工具和圖形庫(kù)的移植、圖片播放的實(shí)現(xiàn)、用戶與設(shè)備交互的實(shí)現(xiàn)和大部分界面程序的編碼等關(guān)鍵工作。
上傳時(shí)間： 2013-07-10
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美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司（National Semiconductor Corporation）宣布推出一款全新的線性均方根（RMS）射頻功率（RF）檢波器，它不但具有業(yè)界最高的精確度，而且動(dòng)態(tài)范圍可高達(dá)40dB。這款型號(hào)為 PowerWise? LMH2120 的芯片擴(kuò)大了無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，并延長(zhǎng)了第三代(3G)及第四代(4G)移動(dòng)電話的電池壽命。
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上傳時(shí)間： 2013-05-20
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基于PC、圖像采集卡和存儲(chǔ)設(shè)備的傳統(tǒng)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)，體積龐大、功耗高、價(jià)格昂貴，只局限于特定范圍的應(yīng)用。而嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)以其價(jià)格低、便攜式等特點(diǎn)在安防、智能家居等場(chǎng)所得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。 本文基于S3C2440＼Windows CE5.0平臺(tái)設(shè)計(jì)了一款具有網(wǎng)絡(luò)傳輸查看功能的嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。重點(diǎn)研究了OV9650 CMOS攝像頭芯片流接口驅(qū)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程和開發(fā)方法，設(shè)計(jì)了基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)視頻通信系統(tǒng)。并應(yīng)用H.263壓縮編解碼算法對(duì)采集到的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，提高了視頻傳輸效率。同時(shí)，針對(duì)H.263視頻解碼算法設(shè)計(jì)了一款簡(jiǎn)易視頻回放軟件，對(duì)H.263視頻進(jìn)行回放。為進(jìn)一步滿足小型化、便攜式、低成本需求，開發(fā)定制了一款基于S3C2440＼Windows CE5.0平臺(tái)的手持式接收終端。 本系統(tǒng)整合了圖像采集、網(wǎng)絡(luò)通信、H.263編解碼、視頻回放等多項(xiàng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了嵌入式技術(shù)、以太網(wǎng)絡(luò)、視頻監(jiān)控三大前沿領(lǐng)域的有機(jī)結(jié)合。由于采用了ARM9單芯片控制方案，系統(tǒng)具有集成度高、可靠性高、功耗低、成本低、體積小、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，可應(yīng)用在遠(yuǎn)程監(jiān)控、工業(yè)控制、視頻會(huì)議、智能家居等諸多領(lǐng)域。該系統(tǒng)架構(gòu)也為視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展提供了一種新思路。關(guān)鍵詞：ARM；WinCE；S3C2440；嵌入式；網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控
標(biāo)簽： ARM 嵌入式 網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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我國(guó)是世界上設(shè)施農(nóng)業(yè)面積最大的國(guó)家，設(shè)施面積占世界總面積的70-80％。目前國(guó)內(nèi)設(shè)施溫室應(yīng)用的主要環(huán)境參數(shù)采控系統(tǒng)大多為進(jìn)口產(chǎn)品，這些產(chǎn)品技術(shù)含量高，采控效果好，但相對(duì)價(jià)格較高，通常適用于現(xiàn)代化的大型或高檔連棟溫室。少數(shù)國(guó)產(chǎn)品牌無(wú)論技術(shù)水平還是采控效果均不甚理想，尤其缺少能夠適用于我國(guó)常見的中小型日光溫室的低成本智能采集控制裝置。本文基于國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)課題“設(shè)施農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)生產(chǎn)技術(shù)系統(tǒng)構(gòu)建與應(yīng)用”，對(duì)設(shè)施溫室環(huán)境和生物信息數(shù)據(jù)采集、傳輸、備份、調(diào)控問(wèn)題進(jìn)行了研究。 論文分析了目前國(guó)內(nèi)中小型日光溫室環(huán)境監(jiān)控需求，提出并實(shí)現(xiàn)了一套網(wǎng)絡(luò)型設(shè)施農(nóng)業(yè)日光溫室智能控制系統(tǒng)從硬件到軟件的完整方案。主要研究工作如下： (1) 開發(fā)了面向常用環(huán)境信息傳感器和生物信息傳感器的數(shù)據(jù)采集模塊，該數(shù)據(jù)采集模塊具有可定制、可擴(kuò)展的特點(diǎn)。 (2) 開發(fā)了基于CF卡的數(shù)據(jù)備份及存儲(chǔ)模塊，為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的大容量存儲(chǔ)和本地化自主控制提供了基礎(chǔ)。 (3) 構(gòu)建了傳感器數(shù)據(jù)的局域傳輸網(wǎng)絡(luò)和以太網(wǎng)絡(luò)接口，滿足了節(jié)點(diǎn)環(huán)境參數(shù)及視頻信息寬帶傳輸與溫室集中監(jiān)控的需要。 (4) 開發(fā)了面向中小型日光溫室的可擴(kuò)展核心設(shè)備管理模塊，實(shí)現(xiàn)了在決策服務(wù)器支持下的環(huán)境參數(shù)本地自主調(diào)控。 (5) 移植了嵌入式操作系統(tǒng)、開發(fā)了設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，使用戶可以靈活方便地調(diào)用板載設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)的二次定制開發(fā)。 (6) 對(duì)系統(tǒng)軟件、硬件進(jìn)行了模擬調(diào)試和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了系統(tǒng)在設(shè)施溫室環(huán)境采控中的各項(xiàng)功能。 論文結(jié)構(gòu)如下：首先分析了課題的研究背景、意義、研究現(xiàn)狀和相應(yīng)關(guān)鍵技術(shù)；然后在溫室控制的需求分析上提出了智能控制系統(tǒng)的方案；接著給出了智能PAC系統(tǒng)子/主節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)，給出了基于U-BOOT與uClinux的智能PAC系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)和驅(qū)動(dòng)開發(fā)；其次設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)智能PAC系統(tǒng)進(jìn)行仿真調(diào)試和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)。論文最后展望了我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)溫室環(huán)境監(jiān)控的發(fā)展。 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)表明，該智能PAC系統(tǒng)解決了日光溫室環(huán)境和生物信息數(shù)據(jù)采集、傳輸、備份問(wèn)題，并且具有可定制化、可編程、運(yùn)行穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)要求。
標(biāo)簽： ARM 設(shè)施農(nóng)業(yè) 網(wǎng)絡(luò) 可編程
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著微處理器的發(fā)展，現(xiàn)代數(shù)字儀表發(fā)展迅速，功能不斷增強(qiáng)。目前，數(shù)字儀表正朝著集成化、智能化、高精度、微功耗、高可靠性發(fā)展。人們對(duì)數(shù)字儀表的設(shè)計(jì)和性能指標(biāo)也提出了更高的要求，ARM相對(duì)于單片機(jī)具有更強(qiáng)的處理能力和更好的處理效果，為高精度、智能化儀表的設(shè)計(jì)提供了一種新的途徑。 論文首先介紹了國(guó)內(nèi)外數(shù)字儀表的發(fā)展情況，并對(duì)常見的數(shù)字儀表進(jìn)行了分類，分析了影響數(shù)字儀表性能的主要因素。綜合數(shù)字儀表的性能特點(diǎn)并考慮實(shí)現(xiàn)成本，論文提出了一種基于ARM的五位半分辨率數(shù)字儀表設(shè)計(jì)方案，并詳細(xì)介紹了儀表的總體設(shè)計(jì)思路、硬件電路設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)處理方法。該設(shè)計(jì)采用LPC2148芯片為處理核心，使用VFD（真空熒光顯示器）作為儀表人機(jī)界面，界面友好且無(wú)視角誤差；考慮到在某些現(xiàn)場(chǎng)條件惡劣的情況下也能對(duì)數(shù)字儀表讀數(shù)進(jìn)行觀測(cè)，采用LabVIEW7.1設(shè)計(jì)了上位機(jī)顯示界面；構(gòu)建了一個(gè)基于LPC2148的開發(fā)平臺(tái)，基于平臺(tái)設(shè)計(jì)了一款具有五位半分辨率的數(shù)字儀表，實(shí)現(xiàn)了電壓、電流、電阻等測(cè)量功能，同時(shí)設(shè)計(jì)了溫度讀取、實(shí)時(shí)時(shí)鐘計(jì)時(shí)、SD卡數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能，為儀表的智能化設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。 通過(guò)對(duì)該數(shù)字儀表運(yùn)行情況進(jìn)行記錄，并對(duì)記錄的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，結(jié)果表明：所設(shè)計(jì)的數(shù)字儀表能穩(wěn)定顯示，其精度和顯示分辨率均達(dá)到五位半精度的要求。
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