近年來,嵌入式Internet遠程測控系統(tǒng)已成為計算機控制領域一個重要組成部分,它將計算機網(wǎng)絡、通信與自動控制技術(shù)相結(jié)合并成為新興的研究熱點。通過嵌入式Internet控制系統(tǒng),用戶只要在有網(wǎng)絡接入的地方,就可以對與網(wǎng)絡連接的任何現(xiàn)場設備進行遠程測控。嵌入式系統(tǒng)可以根據(jù)應用進行軟硬件的定制,特別適用于對成本、體積、功耗有嚴格要求的各種遠程測控設備。該項技術(shù)的研究具有廣闊的應用前景。 嵌入式Web遠程監(jiān)控不同于以往的C/S和B/S網(wǎng)絡監(jiān)控技術(shù),它通常采用嵌入式系統(tǒng)作為Web服務器,使得系統(tǒng)的成本大大降低,且設備體積小巧,便于安裝、易于維護,安全可靠,此技術(shù)自問世以來得到了業(yè)界的廣泛關注,各式各樣的解決方案和實現(xiàn)方式層出不窮。 本文提出了一種基于ARM的嵌入式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)以嵌入式Boa服務器作為遠程信號的傳輸平臺。首先對網(wǎng)絡的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理作了詳細介紹,然后對嵌入式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的實現(xiàn)作了深入的探討和研究。 整個嵌入式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)主要劃分為三個部分:嵌入式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)硬件設計;嵌入式網(wǎng)絡控制器的軟件設計;嵌入式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)Web服務器實現(xiàn)。系統(tǒng)選用主流的ARM微處理器LPC2210作為系統(tǒng)主控制器,并根據(jù)需要給出了具體的硬件電路設計,包括:存儲器接口電路、網(wǎng)絡接口電路、串行通信接口電路以及信號調(diào)理電路設計。鑒于μ Clinux對ARM技術(shù)的有力支持,且μ Clinux具有內(nèi)核可裁減、網(wǎng)絡功能強大、低成本、代碼開放等特點,通過對μ Clinux的裁減、配置和編譯,成功地將μ Clinux移植到LPC2210中。然后完成設備驅(qū)動開發(fā)、嵌入式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)Boa服務器的構(gòu)建及系統(tǒng)應用開發(fā)。 該嵌入式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)融合監(jiān)控網(wǎng)與信息網(wǎng),實現(xiàn)了遠程分布式測控和通訊。系統(tǒng)穩(wěn)定性高、實時性好、性價比高,具有廣泛的應用價值,適用于工業(yè)、交通、電力、能源等眾多控制領域。
標簽: ARM USB 嵌入式 主機系統(tǒng)
上傳時間: 2013-04-24
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隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展,嵌入式系統(tǒng)在人們的生產(chǎn)生活中發(fā)揮著越來越重要的作用。近年來,基于ARM處理器和μC/OS-II操作系統(tǒng)的嵌入式技術(shù)已經(jīng)成為當前嵌入式領域的研究熱點之一。 論文主要研究基于ARM7處理器和μC/OS-II操作系統(tǒng)的嵌入式測控平臺架構(gòu),為測控系統(tǒng)開發(fā)提供一個方便功能擴展的軟硬件環(huán)境。在此基礎上,以加速度計為對象,利用嵌入式系統(tǒng)的豐富資源,完成對其內(nèi)部溫度及加速度信號的采集實例。硬件設計分為核心系統(tǒng)設計和數(shù)據(jù)采集控制子系統(tǒng)設計兩部分。核心系統(tǒng)主要包括控制核心S3C44BOX模塊、存儲器模塊、調(diào)試接口模塊、液晶顯示模塊以及數(shù)控鍵盤模塊等。完成了母板的設計與驗證,并預留多種接口,增強了可擴展性。采集控制子系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)采集及控制機構(gòu),主要由A/D轉(zhuǎn)換芯片完成和串行通信模塊,用來接收傳感器傳輸?shù)臄?shù)據(jù),經(jīng)ARM處理器分析處理后,通過串行通訊方式與下位機通信。由于有多個下位系統(tǒng),平臺設計擴展了8路帶高速緩沖的異步串行通信模塊。最后,對各硬件模塊進行總體調(diào)試,并對調(diào)試結(jié)果進行了分析。 調(diào)試結(jié)果表明,該硬件平臺不僅響應速度快、成本低、可靠性好,而且具有良好的可移植性和可裁剪性,便于根據(jù)實際需求進行功能擴展和裁剪,達到了預期的設計目標。
上傳時間: 2013-07-26
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生物特征識別是指通過計算機,利用人體固有的生理特征,如指紋,靜脈來進行個人身份鑒別的技術(shù)。由于生物特征唯一性和不變性,使得生物特征識別與傳統(tǒng)的方法如數(shù)字密碼和身份證相比,具有更高的安全性和易用性。傳統(tǒng)的高性能自動識別系統(tǒng)大多基于PC平臺聯(lián)機應用,然而在實際應用中往往對自動識別系統(tǒng)要求有更高的便攜性和易用性,嵌入式技術(shù)的快速發(fā)展使得實現(xiàn)這樣的系統(tǒng)變?yōu)榱丝赡堋?生物特征識別系統(tǒng)主要由通用模塊的控制系統(tǒng)與非通用模塊的圖像采集設備與識別算法組成。本文針對通用模塊與非通用模塊接口問題進行研究和設計,實現(xiàn)了一個工作良好的嵌入式平臺。 本課題在設計核心板、擴展板、轉(zhuǎn)接板的硬件基礎上,移植實時操作系統(tǒng)Linux,編寫各種接口與模塊的驅(qū)動、多路攝像頭切換程序,并很好的解決了攝像頭采集生物特征時光強控制問題,為很好的采集到清晰圖像提供了一個良好穩(wěn)定的硬件平臺。 本課題所設計的嵌入式系統(tǒng)通過測試,做了大量的實驗,并將所采集到的手指靜脈圖像進行討論分析,具有實用價值。
上傳時間: 2013-06-03
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交流電動機是一個多變量、高階、強耦合的非線性系統(tǒng),不象直流電機那樣易于控制轉(zhuǎn)矩,采用矢量控制技術(shù)可解決傳統(tǒng)交流調(diào)速的難題,使交流電機可以按直流電機的控制規(guī)律來進行控制,而無傳感器矢量控制技術(shù)由于可以省去速度傳感器,使相應的交流調(diào)速系統(tǒng)變得簡便、廉價和可靠,所以成為當前研究的熱點,本論文工作就是這方面的一個嘗試。 論文首先介紹了矢量控制技術(shù)的基本理論。對感應電動機在三相靜止坐標系下強耦合和互感變參數(shù)的數(shù)學模型,通過坐標變換,導出感應電機在兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標系下的數(shù)學模型,然后將同步坐標系按轉(zhuǎn)子磁場定向,實現(xiàn)了對轉(zhuǎn)子磁鏈和轉(zhuǎn)矩的分別控制,從而可以按直流電機的控制規(guī)律來控制交流電機。 其次,論文基于同步軸系下的感應電動機電壓磁鏈方程式,提出了一種感應電動機按轉(zhuǎn)子磁場定向的矢量控制方法,利用在同步軸系中T軸電流的誤差信號實現(xiàn)對電機速度的估算,這種速度估算方法結(jié)構(gòu)簡單,有一定的自適應能力。同時在該無傳感器矢量控制系統(tǒng)中,由于采用了經(jīng)典的PI調(diào)節(jié)器,使得控制系統(tǒng)更為簡單易行。 論文利用MATLAB建立了該無傳感器矢量控制系統(tǒng)的仿真模型。為提高系統(tǒng)的適應性和仿真結(jié)果的準確性,仿真模型采用了標么值系統(tǒng),并考慮了控制周期和采樣信號周期對仿真結(jié)果的影響。討論了離散控制引起的相位補償問題,使仿真結(jié)果更接近實際工程系統(tǒng)。 最后,通過仿真進一步驗證了本文提出的無傳感器矢量控制系統(tǒng)的正確性和可行性,也證明了速度估計模型對速度估計準確,且對參數(shù)的變化有較強的魯棒性。
標簽: 無傳感器 矢量控制系統(tǒng) 速度
上傳時間: 2013-06-02
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近年來,嵌入式Internet遠程測控系統(tǒng)已成為計算機控制領域一個重要組成部分,它將計算機網(wǎng)絡、通信與自動控制技術(shù)相結(jié)合并成為新興的研究熱點。通過嵌入式Internet控制系統(tǒng),用戶只要在有網(wǎng)絡接入的地方,就可以對與網(wǎng)絡連接的任何現(xiàn)場設備進行遠程測控。嵌入式系統(tǒng)可以根據(jù)應用進行軟硬件的定制,特別適用于對成本、體積、功耗有嚴格要求的各種遠程測控設備。該項技術(shù)的研究具有廣闊的應用前景。 嵌入式Web遠程監(jiān)控不同于以往的C/S和B/S網(wǎng)絡監(jiān)控技術(shù),它通常采用嵌入式系統(tǒng)作為Web服務器,使得系統(tǒng)的成本大大降低,且設備體積小巧,便于安裝、易于維護,安全可靠,此技術(shù)自問世以來得到了業(yè)界的廣泛關注,各式各樣的解決方案和實現(xiàn)方式層出不窮。 本文提出了一種基于ARM的嵌入式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)以嵌入式Boa服務器作為遠程信號的傳輸平臺。首先對網(wǎng)絡的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理作了詳細介紹,然后對嵌入式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的實現(xiàn)作了深入的探討和研究。 整個嵌入式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)主要劃分為三個部分:嵌入式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)硬件設計;嵌入式網(wǎng)絡控制器的軟件設計;嵌入式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)Web服務器實現(xiàn)。系統(tǒng)選用主流的ARM微處理器LPC2210作為系統(tǒng)主控制器,并根據(jù)需要給出了具體的硬件電路設計,包括:存儲器接口電路、網(wǎng)絡接口電路、串行通信接口電路以及信號調(diào)理電路設計。鑒于μ Clinux對ARM技術(shù)的有力支持,且μ Clinux具有內(nèi)核可裁減、網(wǎng)絡功能強大、低成本、代碼開放等特點,通過對μ Clinux的裁減、配置和編譯,成功地將μ Clinux移植到LPC2210中。然后完成設備驅(qū)動開發(fā)、嵌入式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)Boa服務器的構(gòu)建及系統(tǒng)應用開發(fā)。 該嵌入式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)融合監(jiān)控網(wǎng)與信息網(wǎng),實現(xiàn)了遠程分布式測控和通訊。系統(tǒng)穩(wěn)定性高、實時性好、性價比高,具有廣泛的應用價值,適用于工業(yè)、交通、電力、能源等眾多控制領域。
標簽: ARM 嵌入式網(wǎng)絡 控制 系統(tǒng)研究
上傳時間: 2013-06-13
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儀器儀表產(chǎn)品的總體發(fā)展趨勢是傳統(tǒng)的儀器儀表將仍然朝著高性能、高精度、高靈敏、高穩(wěn)定、高可靠、高環(huán)保和長壽命的“六高一長”的方向發(fā)展;新型的儀器儀表與元器件將朝著微型化、集成化、電子化、數(shù)字化、多功能化、智能化、網(wǎng)絡化、計算機化的方向發(fā)展;其中占主導地位、起核心或關鍵的作用是微型化、智能化和網(wǎng)絡化。而我國儀器儀表在工業(yè)自動化儀表方面重點發(fā)展基本上是基于現(xiàn)場總線技術(shù)的主控系統(tǒng)裝置及智能化儀表和專用自動化儀表;閘門測控儀表一般的功能都是控制閘門開度、荷重,以及超限報警等基本功能。處理器核心也一般都是8/16位的單片機,8/16位單片機功能簡單難以滿足嵌入式設備的網(wǎng)絡、圖像傳輸?shù)纫螅覍θ穗H交互功能的支持也相對較弱。 本文正是針對現(xiàn)有閘門測控儀存在的功能單一、網(wǎng)絡功能差、接口標準不統(tǒng)一、不具備監(jiān)控功能等問題,開發(fā)設計高性能新型智能儀表。以設計出一種智能型閘門測控儀表為研究出發(fā)點,在分析國內(nèi)主流儀表廠家的儀表操作方式和儀表功能的基礎上,合理地進行軟硬件設計,為在同一硬件平臺下實現(xiàn)多種儀表的功能進行創(chuàng)新性和探索性研究。提出基于ARM的嵌入式閘門智能測控儀表的設計,構(gòu)建基于ARM系統(tǒng)的硬件平臺和基于嵌入式Linux操作系統(tǒng)的軟件平臺。應用嵌入式系統(tǒng)技術(shù)設計開發(fā)全新的智能閘門測控儀主要功能包括:閘門開度和荷重自動檢測、實時性控制;過閘流量實時自動監(jiān)測;閘門運行狀態(tài)診斷與故障報警;實時工況圖像處理;工業(yè)以太網(wǎng)現(xiàn)場總線接口與網(wǎng)絡傳輸?shù)取?/p>
上傳時間: 2013-04-24
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近些年來,隨著以計算機技術(shù)、通信技術(shù)為主的信息技術(shù)的快速發(fā)展和Internet的廣泛應用,嵌入式系統(tǒng)也受到了越來越多的重視,日益廣泛的應用與工業(yè)控制、移動通訊、家用電器以及消費電子設備中。 而數(shù)據(jù)采樣在現(xiàn)代工業(yè)中發(fā)揮著非常重要的作用,工業(yè)設備的監(jiān)測和控制都離不開數(shù)據(jù)的采集。但傳統(tǒng)的基于單片機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采樣模塊因為無法或很難完成操作系統(tǒng)的嵌入、文件的管理、各種接口的連接、與Internet的互聯(lián)、大容量存儲器的擴展等功能,所以在許多領域的應用受到限制。針對這些問題,設計開發(fā)了基于Linux操作系統(tǒng)的嵌入式數(shù)據(jù)采集模塊。 本文在綜合分析了現(xiàn)有數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)存在問題的基礎上,新設計的嵌入式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用板卡式結(jié)構(gòu)提高了系統(tǒng)的可擴展性和靈活性;采用嵌入式Linux內(nèi)核作為系統(tǒng)的運行、調(diào)度的核心,提高了系統(tǒng)的軟件可移植性和穩(wěn)定性;采用基于ARM9核的32位嵌入式微處理器,作為控制、處理和通信的核心,提高了整個硬件系統(tǒng)的處理能力、控制靈活性以及抗干擾能力,并降低了功耗。系統(tǒng)有強大的網(wǎng)絡通信能力,為接入Internet提供了可能。 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、可擴展性強,可為各種嵌入式應用提供一套完整的硬、軟件解決方案,在工業(yè)測量與控制領域具有較為廣闊的應用前景。
上傳時間: 2013-04-24
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數(shù)控沖床送料系統(tǒng)主要用于與沖床實現(xiàn)配套,在沖孔過程中按照程序設定控制板料移動和沖床沖孔,實現(xiàn)沖孔的高度自動化。自動送料機構(gòu)作為沖壓加工生產(chǎn)實現(xiàn)自動化的最基本的要求,它的自動化程度高低,直接影響著沖壓生產(chǎn)效率以及沖壓生產(chǎn)整體自動化水平,只有其自動化程度與沖壓設備相匹配甚至高于沖壓設備,才能夠?qū)崿F(xiàn)沖壓生產(chǎn)的完全自動化。 嵌入式系統(tǒng)是繼IT網(wǎng)絡技術(shù)之后,又一個新的發(fā)展方向,由于嵌入式系統(tǒng)自身的優(yōu)點,現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應用到軍事國防、消費電子、工業(yè)控制等各個領域。隨著電子、計算機、自動控制以及精密機械與測試技術(shù)的不斷提高和發(fā)展,自動送料裝置也在隨著數(shù)控機床的發(fā)展而在迅速發(fā)展和演變。而隨著嵌入式微處理器的發(fā)展,嵌入式系統(tǒng)也開始運用到數(shù)控沖床自動送料系統(tǒng)中來。 本文采用目前廣泛使用的32位ARM微處理器,Samsung公司基于ARM920T的S3C2440A作為系統(tǒng)的主控制器,該處理器主要面向嵌入式設備,具有性價比高、功耗低的特點,并且在嵌入式Linux操作系統(tǒng)下可移植性好,具有較強的控制能力和豐富的片內(nèi)資源。該系統(tǒng)能實現(xiàn)數(shù)控沖床的自動送料,軟硬件結(jié)構(gòu)簡單,定位精度高,操作簡單方便,具有良好的人機界面。論文首先根據(jù)生產(chǎn)實際要求和控制系統(tǒng)設計原則,確定了送料系統(tǒng)的軟硬件總體設計方案。硬件方面,在S3C2440A的基礎上擴展了NANDFlash、NORFlash、SDRAM、LCD觸摸屏模塊,并設計了X、Y軸電機及其驅(qū)動電路。軟件方面,選用Linux操作系統(tǒng),在此基礎上構(gòu)建了嵌入式Linux開發(fā)環(huán)境,實現(xiàn)了Bootloader、Linux內(nèi)核、YAFFS根文件系統(tǒng)的移植,選用Qt/Embeded設計系統(tǒng)的操作界面,給出了系統(tǒng)各個模塊的程序設計,包括人機界面、速度預處理、插補模塊和電機控制部分,文章對系統(tǒng)的軟硬件的抗干擾技術(shù)也專門做了介紹。隨后,文章還介紹了積分分離的PID控制算法,并通過使用matlab對電機控制進行仿真,驗證了該算法的可行性。 文章在最后對整個設計進行了總結(jié)和展望,指出了系統(tǒng)存在的問題和一些可以改進的地方。
上傳時間: 2013-06-28
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論文通過分析國內(nèi)外數(shù)字水印的發(fā)展現(xiàn)狀,針對目前市場上假冒偽劣商品泛濫的實際問題,介紹了一種基于ARM9(S3C2410X)的數(shù)字水印商標檢測儀的設計。 為了選擇魯棒性好的數(shù)字水印提取算法,論文介紹了用MATLAB對離散余弦變換、小波變換和基于主要特征方向向量的DCT和DWT相結(jié)合的算法的仿真過程,包括三種檢測算法在無噪聲且無攻擊、有噪聲、濾波以及RST攻擊(旋轉(zhuǎn)、放縮、平移)等情況。通過仿真結(jié)果的對比,最后選擇了基于主要特征方向向量的DCT和DWT相結(jié)合的算法作為商標檢測儀數(shù)字水印的提取算法。 在商標檢測儀的軟硬件實現(xiàn)過程中,論文首先介紹了檢測儀的硬件設計,包括ARM9處理芯片及其外圍擴展電路,采集設備,人機接口等部分。然后研究了基于ARM9的關于Bootload啟動代碼的引導以及Linux操作系統(tǒng)的移植,并建立了嵌入式交叉編譯環(huán)境,為檢測儀的設計和研究構(gòu)建了一個良好的平臺。在軟件設計方面,主要介紹了用C語言實現(xiàn)基于主要特征方向向量的DCT和DWT相結(jié)合的算法,其中包括小波變換、離散余弦變換、Zigzag排列和相關檢測程序等,另外,論文還對數(shù)字水印商標檢測儀的圖像采集、人機交互、終端顯示等程序的設計方法進行了論述。
上傳時間: 2013-07-02
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隨著大量的工礦企業(yè)的興起和擴張,會有越來越多的廢水、污水排放到環(huán)境中,特別是在珠江三角洲地區(qū),這一現(xiàn)象尤為突出。目前珠江流域的水資源已經(jīng)出現(xiàn)嚴重污染,由此帶來的環(huán)境污染和生態(tài)污染已引起了當?shù)赜嘘P部門的高度重視。為此,本課題通過與廣東泰斗微電子公司合作,研發(fā)一種具有通用性的水污染源信息監(jiān)控網(wǎng)絡的語音報警器,通過實時快速的污染源信息檢測,完成對污染源信息的語音報警和存儲。 報警器的功能是接收由前端北斗通信處理器傳輸來的污染源信號進行相應的語音報警。本報警器設計選用目前工業(yè)控制領域流行的ARM芯片LPC2368作為主控制器,并采用RS232/RS485通用通信方式來完成對水污染源信息的采集與處理;選用SD卡作為存儲介質(zhì)來實現(xiàn)對語音文件和污染源信息的存儲;語音報警部分選用價格低廉的WAV和MP3解碼芯片VS1003進行語音文件的解碼。設計中還對語音輸出通道進行擴展,提高系統(tǒng)的擴展性和使用的靈活性。 本報警器設計兼容FAT16和FAT32兩種文件系統(tǒng)格式,并支持WAV和MP3兩種類型的語音文件報警,相比目前常用的水污染監(jiān)控系統(tǒng)報警器來說,本報警器具有更大的通用性和靈活性。本報警器在軟件設計中嵌入了實時微內(nèi)核操作系統(tǒng)uC/OS—Ⅱ,這使得本報警器在實時性方面有很大的改善和提高,有效的解決了基于前后臺軟件系統(tǒng)的報警器在報警時出現(xiàn)語音播放不連續(xù)的問題。 本報警器是“珠江水域北斗監(jiān)控示范工程”項目中的一部分即預警部分,目前該報警器已通過各項功能測試,并已安裝在多個監(jiān)控站點上試運行。
上傳時間: 2013-07-31
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