普通GPS接收機(jī)在特殊環(huán)境下，如在高樓林立的城市中心，林木遮擋的森林公路，特別是在隧道和室內(nèi)環(huán)境的情況下，由于衛(wèi)星信號非常微弱，載噪比（Carrier Noise Ratio，C/No）通常都在34dB-Hz以下，很難有效捕獲到衛(wèi)星信號，導(dǎo)致無法正常定位。惡劣條件下的定位有廣闊的發(fā)展和應(yīng)用前景，特別是在交通事故、火災(zāi)和地震等極端環(huán)境下，快速準(zhǔn)確定位當(dāng)事者所處位置對于降低事態(tài)損失和營救受傷者是極為重要的。歐美和日本等發(fā)達(dá)國家也都制定了相應(yīng)的提高惡劣條件下高靈敏度定位能力的發(fā)展政策。而高靈敏度GPS接收機(jī)定位的關(guān)鍵在于GPS微弱信號的處理。 本課題的主要研究內(nèi)容是針對GPS微弱信號改進(jìn)處理方法。針對傳統(tǒng)GPS接收機(jī)信號捕獲中的串行搜索方法提出了基于批處理的微弱信號捕獲方法,來提高低信噪比情況下微弱信號的捕獲能力，實(shí)現(xiàn)快速高靈敏度的準(zhǔn)確捕獲；針對捕獲微弱信號處理大量數(shù)據(jù)導(dǎo)致的運(yùn)算量激增，運(yùn)用雙塊零拓展(Double Block Zero Padding，DBZP)處理方法減少運(yùn)算量同時(shí)縮短捕獲時(shí)間。針對傳統(tǒng)GPS接收機(jī)延遲鎖相環(huán)跟蹤算法提出了基于卡爾曼濾波的新型捕獲算法，減小延遲鎖相環(huán)失鎖造成的信號跟蹤丟失概率，來提高惡劣環(huán)境下低信噪比信號的跟蹤能力，實(shí)現(xiàn)微弱信號的連續(xù)可靠跟蹤。通過提高GPS微弱信號的捕獲與跟蹤能力，進(jìn)而使GPS接收機(jī)在惡劣環(huán)境下衛(wèi)星信號微弱時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)較好的定位與導(dǎo)航。 通過擬合GPS接收機(jī)實(shí)際接收到的原始數(shù)據(jù)，構(gòu)造出不同載噪比的數(shù)字信號，分別對提出的針對微弱信號的捕獲與跟蹤算法進(jìn)行仿真比較驗(yàn)證，結(jié)果表明，對接收機(jī)后端信號處理部分作出的算法改進(jìn)使得GPS接收機(jī)可以更好的處理微弱信號，并且具有較高的靈敏度和精度。文章同時(shí)針對提出的數(shù)據(jù)處理特征使用FPGA技術(shù)對算法主要的數(shù)據(jù)處理部分進(jìn)行了初步的構(gòu)架實(shí)現(xiàn)并進(jìn)行了板級驗(yàn)證，結(jié)果表明，利用FPGA技術(shù)可以較好的實(shí)現(xiàn)算法的數(shù)據(jù)處理功能。文章最后給出了結(jié)論，通過提出的基于批處理和基于DBZP方法的捕獲算法以及基于卡爾曼濾波的信號跟蹤算法，可以有效地解決微弱GPS信號處理的難題，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)微弱信號環(huán)境下的定位與導(dǎo)航。
標(biāo)簽： FPGA GPS 信號實(shí)時(shí)處理
上傳時(shí)間： 2013-05-31
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論文提出了一種基于FPSLIC的下位機(jī)控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并且在嵌入式硬件和軟件的聯(lián)合調(diào)度之下予以實(shí)現(xiàn)，并將該系統(tǒng)應(yīng)用于微小型無人直升機(jī)MUAV控制上。 微小型無人直升機(jī)體積小、重量輕、隱蔽性好、機(jī)動性強(qiáng)、易實(shí)現(xiàn)懸停和超低空飛行，因此在軍用和民用領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用前景。微小型無人直升機(jī)在空中執(zhí)行任務(wù)時(shí)需要實(shí)時(shí)獲得在空間的姿態(tài)和高度位置信息，然后通過調(diào)制舵機(jī)狀態(tài)來調(diào)整飛行器的空中姿態(tài)，糾正飛行路線，而MUAV的飛控系統(tǒng)需要具有負(fù)荷輕，功能強(qiáng)大，實(shí)時(shí)性強(qiáng)以及低功耗的特點(diǎn)，對嵌入式處理器要求較高，所以針對MUAV的控制采用上下位機(jī)聯(lián)合控制的結(jié)構(gòu)。并且由于目前現(xiàn)有的下位機(jī)控制器滿足不了MUAV控制發(fā)展的需求，所以本文中利用FPS[JC優(yōu)越的性能，實(shí)現(xiàn)了一種新的下位機(jī)控制器的設(shè)計(jì)，具有體積小、重量輕、價(jià)格低、功耗低、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、可靠性高、擴(kuò)展性好等優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，完成了基于PWM的舵機(jī)的控制和基于Kalman濾波的多傳感器的數(shù)據(jù)融合，以及上下位機(jī)之間的通訊等功能，具有較強(qiáng)的使用和應(yīng)用價(jià)值。 論文首先介紹了MUAV飛行控制的結(jié)構(gòu)，以及下位機(jī)實(shí)現(xiàn)功能的模塊劃分。然后是對MUAV控制系統(tǒng)相關(guān)理論的介紹，包括舵機(jī)控制的原理和方法以及多傳感器數(shù)據(jù)融合的理論。 其次論文介紹了基于FPSLIC的下位機(jī)控制器系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)。在硬件設(shè)計(jì)上，給出了硬件總體設(shè)計(jì)方案，并對各個(gè)功能模塊進(jìn)行了詳細(xì)論述，軟件部分在給出了主要的框架和功能劃分后，主要介紹了利用FPSLIC的FPGA部分實(shí)現(xiàn)PWM控制和測量的模塊以及AVR部分對多傳感器信息進(jìn)行Kalman濾波融合的實(shí)現(xiàn)。 最后在實(shí)驗(yàn)室的汽油無人直升機(jī)的測試平臺上進(jìn)行了舵機(jī)控制和高度測試實(shí)驗(yàn)，取得了滿意的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
標(biāo)簽： FPSLIC FPGA AVR SOC
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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H.264/AVC是由ITU和ISO兩大組織聯(lián)合組成的JVT共同制定的一項(xiàng)新的視頻壓縮技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在較低帶寬上提供高質(zhì)量的圖像傳輸是H.264/AVC的應(yīng)用亮點(diǎn)。在同樣的視覺質(zhì)量前提下，H.264/AVC比H.263和MPEG-4節(jié)約了50％的碼率。但H.264獲得優(yōu)越性能的代價(jià)是計(jì)算復(fù)雜度的增加，據(jù)估計(jì)其編碼的計(jì)算復(fù)雜度大約為H.263的3倍，因此很難應(yīng)用于實(shí)時(shí)視頻處理領(lǐng)域。針對這一現(xiàn)狀，業(yè)內(nèi)做了大量的研究工作，力圖降低其計(jì)算復(fù)雜度和提高運(yùn)行效率。比如在運(yùn)動估計(jì)方面，國內(nèi)外在這方面的研究已經(jīng)很成熟。而針對幀內(nèi)/幀間預(yù)測編碼的研究卻較少。因此研究預(yù)測模式的快速算法具有理論意義和應(yīng)用價(jià)值。 本文在詳細(xì)研究H.264標(biāo)準(zhǔn)視頻壓縮編碼特點(diǎn)基礎(chǔ)上，分析了H.264幀內(nèi)編碼, 幀間編碼及變換，量化技術(shù)的原理及特點(diǎn)，提出了一種基于局部邊緣方向信息的快速幀內(nèi)模式判決算法，通過結(jié)合SAD的模式選擇方法來減少模式選擇數(shù)目。它采用了Sobel梯度算子計(jì)算當(dāng)前塊的邊緣信息，累加當(dāng)前塊中屬于同一方向像素點(diǎn)的邊緣矢量構(gòu)造不同模式下的邊緣方向直方圖，以便確定最可能的預(yù)測模式。該算法有效降低了編碼器的運(yùn)算復(fù)雜度，在并未顯著降低編碼性能的情況下提升了編碼器效率。仿真表明：Foreman 圖像序列編碼性能有了提高，其中PSNR平均降低了0.06dB，Bitrate平均降低了19.4％，這大大提高了視頻傳輸?shù)馁|(zhì)量。 另外在幀間預(yù)測模式選擇算法方面進(jìn)行了改進(jìn)研究：按順序?qū)Σ煌愋瓦M(jìn)行判決，有選擇地去比較可能模式，使得在有效減少需判決的模式數(shù)量的同時(shí)，結(jié)合小塊模式搜索中途停止準(zhǔn)則來確定最優(yōu)模式。仿真表明：改進(jìn)算法相對與原來算法能夠節(jié)省很多的編碼時(shí)間（平均下降了49.3％），但帶來的圖像質(zhì)星的下降（平均下降0.08dB,可以忽略）和碼率較少的增加。 同時(shí)在整數(shù)DCT變換模塊中，提出了一種快速蝶形算法，使得對4×4點(diǎn)數(shù)據(jù)做一次變換，只需通過8×8次加法和2×8次移位運(yùn)算便可完成，與原來12×8次加法和4×8次移位相比，新算法大大降低了運(yùn)算復(fù)雜度。 最后介紹FPGA的特點(diǎn)及設(shè)計(jì)流程，并實(shí)現(xiàn)了H.264編解碼器中變換編碼及量化和熵解碼模塊的硬件。這種基于FPGA所實(shí)現(xiàn)的H.264編碼視頻處理模塊設(shè)計(jì)具備了成本低，周期短，設(shè)計(jì)方法靈活等優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的市場應(yīng)用前景。 仿真表明，通過使用本文提出的幀內(nèi)/幀間速算法方法可使得H.264編碼速度獲得顯著的提高，使H.264 Baseline編碼器能在PC平臺上實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)編碼。
標(biāo)簽： FPGA 264 編解碼
上傳時(shí)間： 2013-07-18
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隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)的進(jìn)一步結(jié)合和發(fā)展，可編程邏輯技術(shù)已成為當(dāng)前電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域中最具活力和發(fā)展前途的技術(shù)。通過采用FPGA/EDA技術(shù)，對通信卡的PCI接口、E1接口、外部邏輯電路進(jìn)行集成，并利用目前通用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)字信息處理能力，可大大簡化CTI硬件的設(shè)計(jì)，降低制造成本，提高系統(tǒng)可靠性。 據(jù)此，本論文提出了基于FPGA/EDA技術(shù)的PCI-E1接口設(shè)計(jì)方法，文中對PCI總線接口、E1接口及兩接口的互連等相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了深入分析，對各功能模塊和系統(tǒng)進(jìn)行了VHDL建模與仿真。 同時(shí)，論文還介紹了基于ALTERACyclone系列FPGA芯片的PCI-E1接口硬件平臺的設(shè)計(jì)原理和基于DriverWorks的WDM驅(qū)動程序的設(shè)計(jì)方法。 本論文涉及的軟件、硬件系統(tǒng)已經(jīng)開發(fā)、調(diào)試完成。測試結(jié)果表明：1、論文所研究的PCI接口(主/從設(shè)備)在進(jìn)行配置讀/寫、I/O讀寫、存儲器讀寫及總線的猝發(fā)數(shù)據(jù)傳送等操作中，各項(xiàng)性能符合PCI2.3規(guī)范的要求。 2、論文所研究的E1接口支持成幀和不成幀兩種傳輸方式：在成幀模式下，信息的有效傳送速率為31×64Kbit/s；在不成幀的模式下，信息的有效傳送速率為2.048Mbit/s。E1輸出口各項(xiàng)參數(shù)符合CCITT相關(guān)規(guī)范要求。 3、論文所研究的PCI-E1接口在與現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備、模塊的對接測試中，性能穩(wěn)定。基于本論文的產(chǎn)品已經(jīng)正式發(fā)布。國內(nèi)部分廠家已對該產(chǎn)品進(jìn)行了多方面的綜合測試，并計(jì)劃將其應(yīng)用到實(shí)際的生產(chǎn)和研究中。 本論文對于CTI硬件的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)嘗試和革新。測試和應(yīng)用證明該方法行之有效，符合設(shè)計(jì)目標(biāo)，具有較廣闊的應(yīng)用前景。
標(biāo)簽： PCIE1 FPGA 接口設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-06-02
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近年來，圖像處理與識別技術(shù)得到了迅速的發(fā)展。人們已經(jīng)充分認(rèn)識到圖像處理和識別技術(shù)是認(rèn)識世界、改造世界的重要手段。目前，圖像識別技術(shù)已應(yīng)用到很多領(lǐng)域，滲入到各行各業(yè)，在醫(yī)學(xué)、公安、交通、工業(yè)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。 這篇論文介紹了一種基于DSP＋FPGA構(gòu)架的實(shí)時(shí)圖像識別系統(tǒng)。DSP作為圖像識別模塊的核心，負(fù)責(zé)圖像識別算法的實(shí)現(xiàn)；FPGA作為圖像采集模塊的核心，負(fù)責(zé)圖像的采集，并且完成預(yù)處理工作。圖像識別算法的運(yùn)算量大，并且控制復(fù)雜，對系統(tǒng)的性能要求很高。DSP的特殊結(jié)構(gòu)和優(yōu)良性能很好地滿足了系統(tǒng)的需要，而FPGA的高速性和靈活性也保證了系統(tǒng)實(shí)時(shí)性，并且簡化了外圍電路，減少了系統(tǒng)設(shè)計(jì)難度。 系統(tǒng)使用模板匹配和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對數(shù)字0～9進(jìn)行識別。模板匹配一般適用于識別規(guī)范化的數(shù)字、字符等小型字符集（特別是同一字體的字符集）。由于結(jié)構(gòu)比較簡單，系統(tǒng)處理能力強(qiáng)，模板匹配的識別速度快并且識別率高，取得很好的效果。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)所具有的分布式存儲、高容錯(cuò)性、自組織和自學(xué)習(xí)功能，使其對圖像識別問題顯示出極大的優(yōu)越性。 研究表明，在DSP+FPGA的構(gòu)架上實(shí)現(xiàn)的圖像識別系統(tǒng)，具有結(jié)構(gòu)靈活、通用性強(qiáng)的特點(diǎn)，適用于模塊化設(shè)計(jì)，有利于提高算法的效率。系統(tǒng)可以充分發(fā)揮和結(jié)合DSP和FPGA的優(yōu)勢，準(zhǔn)確快速地實(shí)現(xiàn)圖像識別。通過軟、硬件的靈活組合，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)圖像處理大部分的相關(guān)功能，使之能夠運(yùn)用到工業(yè)視覺檢測、汽車牌照識別等系統(tǒng)中。
標(biāo)簽： DSPFPGA 圖像識別 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-06-18
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基于電子鼻技術(shù)和嵌入式技術(shù)的智能乙醇電子鼻系統(tǒng)是針對乙醇?xì)怏w濃度檢測的集成系統(tǒng)，可以在規(guī)定的溫度、濕度和氣壓條件下，分析測量出氣體中乙醇含量，具有廣闊的應(yīng)用前景。本文中智能乙醇電子鼻系統(tǒng)的研制涉及到測量人體肺深部氣體中的乙醇含量，即呼出氣體中的乙醇含量BrA.(breat.alcoho.concentration)，然后根據(jù)比例關(guān)系得出人體血液中的乙醇含量BAC(bloo.alcoho.concentration)，本文的研究內(nèi)容如下： 第一章提出了課題來源及研究意義；在此基礎(chǔ)上分析電子鼻技術(shù)和嵌入式技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，涉及到乙醇電子鼻、氣敏傳感器，以及嵌入式操作系統(tǒng)等技術(shù)；然后根據(jù)這些技術(shù)特點(diǎn)，確定了本文的研究內(nèi)容和實(shí)施路線；最后，給出了論文的框架結(jié)構(gòu)。 第二章分析系統(tǒng)需求，結(jié)合嵌入式技術(shù)理論，確定系統(tǒng)硬件方案和軟件方案；在硬件方案中涉及到信息的處理、存儲、通信等，在軟件方案中涉及到嵌入式操作系統(tǒng)、文件系統(tǒng)、GUI系統(tǒng)的選擇；對于乙醇電子鼻傳感器方案，詳細(xì)論述了乙醇燃料電池的工作過程及原理；最后，制定了智能乙醇電子鼻系統(tǒng)的總體技術(shù)及實(shí)施方案。 第三章著重闡述了系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)過程，采用模塊化思想，分階段、分步驟地設(shè)計(jì)了硬件電路：分別從中央處理單元、信息采集及預(yù)處理、數(shù)據(jù)顯示及報(bào)警、數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)存儲、人機(jī)交互這六個(gè)方面，詳細(xì)描述了硬件電路的工作過程和原理；至此，搭建出了硬件平臺。 第四章主要描述了系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)過程，按照軟件開發(fā)的流程，從系統(tǒng)引導(dǎo)代碼BootLoader的編寫，到嵌入式操作系統(tǒng)μClinux的移植，再到文件系統(tǒng)JFFS2的移植，最后到MiniGUI圖形庫的移植，都一一詳細(xì)論述了實(shí)現(xiàn)過程；至此，搭建出了系統(tǒng)的軟件平臺。 第五章基于搭建的軟件平臺，闡述了系統(tǒng)相關(guān)驅(qū)動程序的開發(fā)過程、操作界面和應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)過程，給出了系統(tǒng)的界面圖與操作流程圖，明確體現(xiàn)了系統(tǒng)的功能模塊；至此，完成了智能乙醇電子鼻系統(tǒng)的驅(qū)動及應(yīng)用程序開發(fā)。 第六章和第七章，針對智能乙醇電子鼻系統(tǒng)的測試分析，搭建了系統(tǒng)測試平臺，指定了符合本系統(tǒng)的測試指標(biāo)及標(biāo)準(zhǔn)；對測試結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)分析和對比，得出了系統(tǒng)性能的評價(jià)。根據(jù)這些評價(jià)，提出了系統(tǒng)的不足和今后要進(jìn)一步研究和完善的方面。關(guān)鍵詞：乙醇電子鼻；嵌入式系統(tǒng)；燃料電池；ARM；μCLinux操作系統(tǒng)
標(biāo)簽： CLinuz ARM 電子
上傳時(shí)間： 2013-07-24
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在信息化發(fā)展的當(dāng)前，音視頻等多媒體作為信息的載體，在社會生活的各個(gè)領(lǐng)域，起著越來越重要的作用。數(shù)字視頻的海量性成為阻礙其應(yīng)用的的瓶頸之一。在這種情況下，H．264作為新一代的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)，以其高性能的壓縮效率，成為備受關(guān)注的焦點(diǎn)和研究問題。H．264通過運(yùn)動估計(jì)/運(yùn)動補(bǔ)償（MP/MC）消除視頻時(shí)間冗余，對差值圖像進(jìn)行離散余弦變換（DCT）消除空間冗余，對量化后的系數(shù)進(jìn)行可變長編碼（VLC）消除統(tǒng)計(jì)冗余，獲得了極高的壓縮效率。隨著嵌入式處理器性能的逐漸提升和3G網(wǎng)絡(luò)即將商用的推動，H．264以其優(yōu)秀的壓縮性能，無論是無線信道傳輸方面，還是存儲容量有限的嵌入式設(shè)備都具有廣闊的應(yīng)用前景。 但H．264在提升壓縮性能的同時(shí)付出的代價(jià)是算法復(fù)雜度的成倍增加，實(shí)際應(yīng)用中人們對視頻解碼的實(shí)時(shí)性要求嚴(yán)格，已出現(xiàn)的對應(yīng)算法代碼多基于PC通用處理器實(shí)現(xiàn)，而嵌入式設(shè)備的主頻和處理能力仍然相對有限，存儲容量相對較小，總線速率相對偏低，因此必須對標(biāo)準(zhǔn)對應(yīng)算法進(jìn)行優(yōu)化移植，才能滿足實(shí)際應(yīng)用的需求。 本文在對H．264標(biāo)準(zhǔn)及其新特性進(jìn)行詳細(xì)介紹后，重點(diǎn)研究了在解碼端如何針對解碼耗時(shí)較多的模塊進(jìn)行改進(jìn)，然后將算法移植到ARM平臺，并針對平臺特點(diǎn)作出相應(yīng)優(yōu)化，最后完成解碼圖象顯示，并給出了測試結(jié)果。本文主要完成的工作如下： 詳細(xì)分析了H．264的參考軟件JM中解碼流程，并利用測試工具分析了各模塊耗時(shí)，針對耗時(shí)較多的模塊如插值運(yùn)算及去塊濾波模塊，提出了對應(yīng)的改進(jìn)算法并在H．264的參考軟件JM86上進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)，PC測試實(shí)驗(yàn)證明了算法改進(jìn)的優(yōu)越性和運(yùn)算優(yōu)化的可行性。最后針對ARM平臺，在對程序結(jié)構(gòu)和對應(yīng)代碼進(jìn)行優(yōu)化之后，將其移植到WINCE系統(tǒng)之下，同時(shí)給出了WINCE平臺解碼后圖象加速顯示方法，并對最終測試結(jié)果與性能做出了評價(jià)。
標(biāo)簽： 264 ARM 解碼 算法優(yōu)化
上傳時(shí)間： 2013-06-04
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微處理器技術(shù)、傳感器技術(shù)和無線通信技術(shù)的進(jìn)步，推動了無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展。數(shù)據(jù)采集技術(shù)廣泛應(yīng)用于雷達(dá)、通信、遙感遙測等領(lǐng)域。在各種信息的獲取中，對高速數(shù)據(jù)采集的需求非常廣泛。隨著測控技術(shù)的發(fā)展，對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的智能化和網(wǎng)絡(luò)化水平也提出了更高的要求。并且由于通訊網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，移動通信與實(shí)際應(yīng)用的結(jié)合使得各種基于GPRS網(wǎng)絡(luò)的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)成為當(dāng)前遠(yuǎn)距離無線通訊領(lǐng)域最為廣泛的應(yīng)用。本課題將廣泛應(yīng)用的嵌入式控制器引入到數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，并結(jié)合GPRS優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)特性，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)低功耗、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、軟硬件可根據(jù)具體測量任務(wù)適當(dāng)裁減的無線高速數(shù)據(jù)采集平臺。 本設(shè)計(jì)采用32位ARM處理器S3C2410為核心器件，配以FPGA+DDRSDRAM高速數(shù)據(jù)采集模塊，GPRS數(shù)據(jù)通信模塊，在Linux嵌入式操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件的支持下，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化高速采集，數(shù)字化無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)默F(xiàn)場數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該平臺采集的現(xiàn)場數(shù)據(jù)主要為各種傳感器輸出的電壓模擬量。前端數(shù)據(jù)采集模塊的FPGA控制高速AD轉(zhuǎn)換器將輸入的模擬量信號采集后，存儲在由DDRSDRAM構(gòu)成的大容量緩存中，再經(jīng)過嵌入式系統(tǒng)中的微控制器進(jìn)行各種處理，然后將處理結(jié)果保存在ARM系統(tǒng)的SDRAM內(nèi)存，最后通過在ARM系統(tǒng)模塊擴(kuò)展的GPRS模塊，將采集到的數(shù)據(jù)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送出去。 IAnux由于其代碼開放性以及強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能等特點(diǎn)，在許多的嵌入式網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中有著廣泛應(yīng)用，與其他的嵌入式操作系統(tǒng)相比，具有著更多的優(yōu)勢。因此本課題將其作為硬件平臺的操作系統(tǒng)。基于ARM的嵌入式數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰、通用性好、可擴(kuò)展性強(qiáng)，可為各種嵌入式應(yīng)用提供一套完整的硬、軟件解決方案，在工業(yè)測量與控制領(lǐng)域具有較為廣闊的應(yīng)用前景。
標(biāo)簽： ARM_Linux 無線數(shù)據(jù) 采集系統(tǒng)
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近年來，隨著UPS電源的廣泛使用，對UPS電源的監(jiān)控要求也越來越高，而嵌入式系統(tǒng)的使用和Internet的普及，使得這種需求成為可能。將嵌入式系統(tǒng)和Internet結(jié)合用于UPS電源網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控是一種必然趨勢，它可以借助Internet網(wǎng)絡(luò)完成對UPS電源現(xiàn)場的監(jiān)控任務(wù)，從而將監(jiān)控?cái)U(kuò)展到更廣的空間。目前，基于嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控已經(jīng)成為監(jiān)控領(lǐng)域研究的一個(gè)熱點(diǎn)。 本課題以UPS電源為監(jiān)控對象，在綜合分析UPS電源、嵌入式系統(tǒng)、CAN總線的基礎(chǔ)上，從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，對嵌入式技術(shù)在UPS電源網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行了深入研究。通過對比和分析工業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀之后，確定采用基于Internet和CAN總線的嵌入式系統(tǒng)對UPS電源進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，完成了基于Linux操作系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)。在監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)中，主控芯片選用了SAMSUNG公司低功耗高性能的ARM9系列的S3C2410，CAN控制器使用了新型的獨(dú)立CAN控制器MCP2510，網(wǎng)絡(luò)控制器選用了Cirrus公司的CS8900，并完成了CAN接口模塊、以太網(wǎng)接口模塊和人機(jī)交互模塊的設(shè)計(jì)。軟件設(shè)計(jì)中移植了嵌入式Linux操作系統(tǒng)和嵌入式圖形用戶界面，以及對MCP2510驅(qū)動的開發(fā)，由于系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)瀏覽和大量的數(shù)據(jù)交換，引入了嵌入式服務(wù)器Web server和嵌入式數(shù)據(jù)庫SQLite，方便了數(shù)據(jù)的管理，提高了瀏覽速度。 經(jīng)實(shí)驗(yàn)調(diào)試，該UPS電源網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)能夠通過瀏覽器對UPS電源運(yùn)行狀態(tài)、故障等信息進(jìn)行監(jiān)控、統(tǒng)計(jì)和查詢，實(shí)現(xiàn)了小體積，低功耗，高性能的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控。該網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的研究具有廣闊的應(yīng)用前景，對其它工業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)也具有一定的指導(dǎo)和借鑒意義。
標(biāo)簽： ARM UPS 電源 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)
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超聲波電機(jī)(Ultrasonic motors，簡稱USM)是一種全新原理的直接驅(qū)動電機(jī)，它利用壓電陶瓷逆壓電效應(yīng)激發(fā)的超聲振動作為驅(qū)動力，通過定轉(zhuǎn)子間的摩擦力來驅(qū)動轉(zhuǎn)子運(yùn)動。與傳統(tǒng)的電磁電機(jī)相比，它具有低速大轉(zhuǎn)矩、無電磁干擾、動作響應(yīng)快、運(yùn)行無噪聲、無輸入自鎖等卓越特性，在非連續(xù)運(yùn)動領(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)動控制技術(shù)為研究對象，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)動控制系統(tǒng)，并對超聲波電機(jī)的速度與定位控制做了深入的研究。本文主要研究內(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)了國內(nèi)外超聲波電機(jī)驅(qū)動控制技術(shù)的發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀，以及今后我國超聲波電機(jī)驅(qū)動控制技術(shù)的發(fā)展方向，明確了本文的研究內(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)動控制系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)過程，并總結(jié)了硬件、軟件的調(diào)試過程。最后，對所設(shè)計(jì)系統(tǒng)性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測試和數(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)動電源和數(shù)字控制的問題。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)，其控制策略簡單、易行，通過實(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。
標(biāo)簽： ARM 超聲波 電機(jī) 位置控制
上傳時(shí)間： 2013-07-16
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