在現(xiàn)代工業(yè)測控領域，人們對數(shù)據(jù)采集的要求越來越高；不僅要求高速、高精度還要求采集設備便攜化、網(wǎng)絡化和智能化，此外還需要友好的人機界面。傳統(tǒng)的8/16位單片機因資源極度受限，難以滿足上述要求；而PCI或ISA數(shù)據(jù)采集卡，則存在著安裝麻煩、價格昂貴且電磁兼容性差等缺點。32位嵌入式微處理器的出現(xiàn)很好地解決了上述矛盾，本文的研究正是基于ARM的嵌入式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設計。 本文以齒輪箱或機械轉軸的振動信號為采集對象設計了基于ARM處理器和嵌入式Linux的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)硬件平臺以S3C2410主控板和自行研制的振動信號調(diào)理板為核心，在此基礎上擴展了UART、RS485、USB、TCP/IP以及單總線通信接口，適應多種條件下的數(shù)據(jù)傳輸。同時系統(tǒng)提供了LCD顯示和觸摸屏輸入模塊，具備良好的人機交互功能。軟件方面，搭建Linux交叉開發(fā)環(huán)境，實現(xiàn)了基于Linux操作系統(tǒng)的Bootloader的移植。最后，根據(jù)課題需要，完成了A/D采樣和單總線驅(qū)動程序的設計。 本嵌入式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)存儲容量大，硬件接口豐富，軟件資源配置靈活，設計方案具有很好的通用性和可擴展性。
標簽： ARM 處理器 數(shù)據(jù)采集 系統(tǒng)設計
上傳時間： 2013-05-28
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嵌入式系統(tǒng)是當前最為熱門的研究領域之一，也是“后PC時代”最有發(fā)展前景的方向之一。目前，它已經(jīng)被廣泛地應用于信息家電、手持通信設備、儀器儀表、汽車、航空航天、工業(yè)控制以及數(shù)據(jù)采集等應用領域，為人們的工作和生活帶來了極大的便利。其中，GPRS DTU是嵌入式系統(tǒng)在工業(yè)控制和數(shù)據(jù)采集領域的重要應用，它可以實現(xiàn)將串口數(shù)據(jù)通過GPRS網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)傳輸，提供了無線備份鏈路，增強了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴０殡S著對智能化的需求日益增長，提出了智能化GPRS DTU的概念。除了原有的基本功能，還需要增加智能化功能模塊，比如支持自動心跳、保持永久在線，支持遠程登錄，遠程Web管理，遠程自動更新等。這樣就極大地節(jié)省了后期維護費用，降低了成本。因此，對智能化GPRS DTU的研究具有廣泛的意義和良好的商業(yè)前景。 本文主要是設計并實現(xiàn)智能化GPRS DTU的應用平臺，對關鍵技術進行了深入研究。首先從理論的層次介紹了嵌入式系統(tǒng)的基本概念和設計流程，在理論研究和項目實踐的基礎上，總結了抓住本質(zhì)、分層整合、協(xié)同分工、情景分析等學習方法；介紹GPRS DTU硬件平臺的組成，以ATMEL公司的AT91RM9200為核心控制單元，以Telit的GM862作為GPRS功能模塊，以實現(xiàn)工業(yè)級指標要求；總結出Linux下ELF文件轉換為binary文件的方法，然后重點解決了U-boot應用于AT91RM9200重映射機制的修正，設計出面向智能化GPRS DTU的嵌入式混合文件系統(tǒng)（Cramfs+JFFS2+Initramfs），針對該文件系統(tǒng)對Linux-2．6．20進行了移植和裁剪；最后以串口/Ethernet數(shù)據(jù)網(wǎng)關的設計來說明應用開發(fā)的基本模型。 本系統(tǒng)研發(fā)的關鍵技術均已獲得相應的成果，對智能化GPRS DTU的發(fā)展給予了有力的技術支持。
上傳時間： 2013-04-24
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在測井過程中，由于測井深度直接影響到其它測井信息的準確性，所以精確的測井深度變得越來越重要。本文針對現(xiàn)有絞車系統(tǒng)的不足(CPU為單片機決定其精度不高、缺少完善的深度校正系統(tǒng)等)，首次將DSP與FPGA應用到測井絞車系統(tǒng)中，充分利用FPGA硬件資源豐富、速度快及DSP軟件設計靈活的特點，使系統(tǒng)硬件、軟件結構更加合理，功能得到增強，性價比進一步提高，從而優(yōu)化了整個系統(tǒng)，為今后絞車設計提供了新的方法和途徑。 本文相對其它絞車系統(tǒng)的設計，主要特點有：設計了比較完善的深度校正模塊(深度脈沖校正、根據(jù)磁記號與磁定位信號的校正、由張力等原因引起的電纜形變的校正)。將打標和測量一體化。設計了方便的通信接口(校正后的深度脈沖及DSP通過RS232與主測井儀的通信)。使用DSP作為CPU并且配合FPGA作預處理從而提高了測量深度的準確性。電路采用了可編程邏輯器件，提高了電路工作的可靠性，減小了電路板面積。另外，本文在研究電纜絞車系統(tǒng)的同時，對測井的地面信號處理也進行了初步的研究，主要是對趨膚效應的校正做了初步的研究。 本文所完成的是一個完整的測量與打標系統(tǒng)，通過室內(nèi)與現(xiàn)場實驗，得出該系統(tǒng)具有高精度、高智能化等優(yōu)點。最后，本文對該系統(tǒng)的發(fā)展方向作了展望。
標簽： FPGA DSP 絞車 系統(tǒng)研究
上傳時間： 2013-05-18
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臭氧（O3）作為一種無污染的強氧化劑，已在醫(yī)學、衛(wèi)生、食品、飼養(yǎng)業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、化工生產(chǎn)、大氣凈化、污水處理和飲用水殺菌消毒等行業(yè)廣泛應用，取得了顯著效果，其應用規(guī)模也越來越大。在使用中，如果臭氧濃度過高會加大設備造價同時對人體有危害，臭氧濃度太小又難以收到滿意效果。因此在很多場合必須嚴格控制臭氧的濃度，以便達到既能殺菌消毒，又不危害人體健康的目的。目前，臭氧檢測的方法分為兩類，一類是采樣后實驗室分析，首先進行環(huán)境空氣的樣品采集，然后拿到實驗室利用化學方法進行分析；一類是自動監(jiān)測儀器法，利用臭氧自動監(jiān)測儀進行環(huán)境空氣中臭氧濃度的測定。然而在對臭氧消毒后空氣中臭氧濃度檢測的過程中，以上兩種方法具有檢測周期長、操作步驟復雜、設備體積大、不便于攜帶等缺點。因此設計一種檢測方法簡單、體積小、重量輕、低功耗、智能化程度高的便攜式臭氧濃度檢測儀具有一定的現(xiàn)實意義。 在硬件設計上，首先，為了完成臭氧濃度信號的提取，對臭氧傳感器進行了精心的選擇；其次，為了保證傳感器穩(wěn)定可靠的工作，重點設計了恒電位儀電路，同時為了滿足后續(xù)A/D檢測精度的要求，對檢測到的電壓信號進行了調(diào)理；最后，為了實現(xiàn)系統(tǒng)的基本功能，以ARM微處理器LPC2210為核心搭建了系統(tǒng)的硬件平臺。 在軟件設計上，為了提高系統(tǒng)的智能化程度，引入了μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)。同時為了減少系統(tǒng)功耗盡量縮短CPU的運行時間。當儀器無人操作一段時間后，系統(tǒng)會自動關閉一部分外圍器件并且使微處理器處于掉電狀態(tài)以減少功耗。 在操作的可靠性方面，設計了一鍵開機功能；同時為了延長電池的使用壽命，設計了電源智能管理模塊。
上傳時間： 2013-05-21
上傳用戶：xiangwuy
減搖鰭是船舶與海洋工程中的一種重要系統(tǒng)，目前已在多種船舶中廣泛應用。減搖鰭對于提高船舶耐波性，增加船舶使用壽命，改善設備與人員的工作條件，提高艦艇的戰(zhàn)斗力具有重要作用。減小船舶橫搖是目前船舶運動控制領域的重要課題之一。本文以船舶減搖鰭系統(tǒng)作為研究對象，重點講述了基于ARM處理器的減搖鰭控制器的設計與實現(xiàn)方案。 減搖鰭系統(tǒng)目前大多采用基于力矩對抗原理的PID控制器。控制器的性能對船舶自然橫搖周期和無因次橫搖衰減系數(shù)有著很大的依賴關系。由于船舶橫搖運動的復雜性、非線性、時變性和海況的不確定性，經(jīng)典PID控制難以獲得滿意的控制效果。采用先進的控制策略是解決這一問題的有效方法。本論文將模糊控制與PID控制相結合，實現(xiàn)了無須精確的對象模型，只須將操作人員和專家長期實踐積累的經(jīng)驗知識用控制規(guī)則模型化，然后用模糊推理在線辨識對象特征參數(shù)，便可對PID參數(shù)實現(xiàn)自整定。另外，浪級調(diào)節(jié)器做為減搖鰭控制器的一個重要組成部分，本論文也對其設計進行了研究，提出了一種基于海浪譜估計的浪級調(diào)節(jié)器的設計方法，彌補了傳統(tǒng)浪級調(diào)節(jié)器不能充分利用海浪信息的不足。 目前大多數(shù)的減搖鰭控制器使用單片機作為主處理器或者以工控機為基礎開發(fā)而來的，前者集成度不高，穩(wěn)定性也不好，而后者成本較高。因此，本課題設計了一款新型的基于ARM處理器的減搖鰭控制器，解決了上述問題。該系統(tǒng)主要由硬件平臺和軟件平臺兩部分組成。硬件平臺主要包括基于飛利浦公司的LPC2214的控制器核心電路和輔助實現(xiàn)控制的驅(qū)動電路；軟件平臺主要是基于ARM的軟件，包括啟動代碼和應用程序。 研究結果表明：開發(fā)的嵌入式減搖鰭控制系統(tǒng)不僅具有集成度高、性價比高、性能優(yōu)越、抗干擾能力強、穩(wěn)定性好、實時性高等優(yōu)點。同時更能夠適應減搖鰭控制系統(tǒng)智能化的發(fā)展趨勢，所以該減搖鰭控制器具有很好的使用價值及意義。
上傳時間： 2013-07-10
上傳用戶：giser
目前嵌入式系統(tǒng)在工業(yè)控制和智能家電方面運用地越來越廣泛，嵌入式系統(tǒng)應用于安防報警產(chǎn)品，使安防報警產(chǎn)品越來越智能化。未來產(chǎn)品技術將朝著數(shù)字化、無線化、集成化方向發(fā)展，因此本文設計了一個基于嵌入式系統(tǒng)的安防報警器。 嵌入式防盜報警系統(tǒng)，由可編程主機、遙控器、各種防盜、防搶探測器組成，可通過局域網(wǎng)與小區(qū)的監(jiān)控中心連接，組成一套有線安全防范網(wǎng)絡。一旦發(fā)生情況，能把報警信息通過通訊網(wǎng)絡瞬間遠程傳輸?shù)接脩粼O定的電話、手機、傳呼機。同時向監(jiān)控中心報告，監(jiān)控中心電腦確定發(fā)生警情的地址，及時調(diào)動人員作出快速處理。 本文設計以32位ARM920T處理器s3C2410A為主控芯片，操作系統(tǒng)采用嵌入式LINUX操作系統(tǒng)。本文詳細闡述一下幾點： （1）研究了GSM MODEM的數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶攸c和工作原理，熟悉控制短信貓的AT指令；分析了煙霧、防盜、煤氣等傳感器的性能指標和門限數(shù)據(jù)。為下面的系統(tǒng)的設計與研究提供了必要的理論基礎。 （2）建立硬件開發(fā)平臺，對ARM處理器平臺的集成功能進行了研究。其中重點研究了ARMS3C2410處理器，對其性能進行了分析；對處理器的內(nèi)存設計進行的分析；對所應用的串口電路進行了詳細的研究。 （3）采用了嵌入式Linux系統(tǒng)作為操作系統(tǒng)，對Linux系統(tǒng)的內(nèi)核和文件系統(tǒng)作了進一步的研究。詳細研究了Linux系統(tǒng)的bootloader的功能以及它的編譯與燒寫；Linux內(nèi)核的剪切、編譯和燒寫；Linux文件系統(tǒng)的編譯與燒寫；加載Linux各種服務，比如NFS協(xié)議服務。為系統(tǒng)開發(fā)搭建了軟件平臺。 （4）ARM處理器與GSM MODEM通過串口進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)能浖O計；ARM處理器與監(jiān)控中心的網(wǎng)絡傳輸?shù)能浖O計。本系統(tǒng)實現(xiàn)了Linux系統(tǒng)串口和網(wǎng)口進行數(shù)據(jù)的傳輸，并對系統(tǒng)性能進行了測試，測試表明平臺達到設計要求，性能穩(wěn)定。
標簽： ARM 嵌入式 安防系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
上傳用戶：cy1109
近年來，隨著世界上汽車保有量的快速增長，不可避免的帶來了交通擁擠、交通事故、廢氣的排放等問題。這些問題促使人們開始致力于研究智能交通系統(tǒng)（ITS），以此來保障交通安全，提高交通運輸效率，方便出行。 車載導航系統(tǒng)是智能交通系統(tǒng)ITS最后發(fā)布的環(huán)節(jié)，它集先進的全球衛(wèi)星定位技術、地理信息技術、數(shù)據(jù)庫技術、多媒體技術、現(xiàn)代通信技術與嵌入式計算機系統(tǒng)于一體，實現(xiàn)車輛定位、車輛導航、實時信息發(fā)布等功能，為駕駛者提供便捷的服務，幫助駕駛者準確、安全、快速地到達目的地。隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展以及對智能化交通的需求加深，研究適合中國國情的車載導航系統(tǒng)，有著極其重要的意義。 本論文針對車載導航系統(tǒng)要求成本低、體積小、功耗低、性能可靠等問題，設計了基于S3C2440A芯片的嵌入式Linux車載導航系統(tǒng)，建立了相應的硬件平臺和軟件平臺，實現(xiàn)車載導航系統(tǒng)的定位查詢、最優(yōu)路徑查詢等功能。論文的主要工作如下： （1）深入研究智能交通動態(tài)信息平臺的構架、作用，根據(jù)平臺需要車載導航系統(tǒng)實現(xiàn)的功能，以及系統(tǒng)所要滿足的價格低、體積小、功耗低、性能可靠等指標，提出了嵌入式車載導航系統(tǒng)的整體設計構架。選擇使用三星公司32位嵌入式微處理器S3C2440A來搭建系統(tǒng)硬件平臺，使用Linux操作系統(tǒng)來進行車載導航系統(tǒng)應用程序的開發(fā)。 （2）圍繞S3C2440A芯片的性能結構，構建了系統(tǒng)硬件平臺的整體框架。根據(jù)系統(tǒng)所需要的性能，對框架中的存儲模塊、GPS模塊、GPRS模塊以及外圍接口等進行了選型設計。 （3）建立Linux操作系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境，完成BootLoader移植，實現(xiàn)了在S3C2440A芯片上的移植，最后研究了車載導航系統(tǒng)的程序設計與開發(fā)。 （4）論文的創(chuàng)新點之一在于設計的車載導航系統(tǒng)是動態(tài)交通信息平臺中的發(fā)布環(huán)節(jié)，通過GPRS通信，它能夠提供實時動態(tài)交通信息，并能進行最優(yōu)路徑查詢，最大限度地實現(xiàn)了交通信息資源的共享。 （5）另外的創(chuàng)新點在于充分考慮成本和性能的基礎上，選用了S3C2440A芯片來構建系統(tǒng)硬件平臺。它預留了多媒體接口、相機接口、音頻接口、網(wǎng)絡接口等可以豐富車載導航系統(tǒng)的功能。 本文所研發(fā)的嵌入式車載導航系統(tǒng)經(jīng)實驗室調(diào)試，結果表明基本實現(xiàn)了設計要求。
上傳時間： 2013-04-24
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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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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。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。人們對數(shù)字儀表的設計和性能指標也提出了更高的要求，ARM相對于單片機具有更強的處理能力和更好的處理效果，為高精度、智能化儀表的設計提供了一種新的途徑。 論文首先介紹了國內(nèi)外數(shù)字儀表的發(fā)展情況，并對常見的數(shù)字儀表進行了分類，分析了影響數(shù)字儀表性能的主要因素。綜合數(shù)字儀表的性能特點并考慮實現(xiàn)成本，論文提出了一種基于ARM的五位半分辨率數(shù)字儀表設計方案，并詳細介紹了儀表的總體設計思路、硬件電路設計、軟件設計及數(shù)據(jù)處理方法。該設計采用LPC2148芯片為處理核心，使用VFD（真空熒光顯示器）作為儀表人機界面，界面友好且無視角誤差；考慮到在某些現(xiàn)場條件惡劣的情況下也能對數(shù)字儀表讀數(shù)進行觀測，采用LabVIEW7.1設計了上位機顯示界面；構建了一個基于LPC2148的開發(fā)平臺，基于平臺設計了一款具有五位半分辨率的數(shù)字儀表，實現(xiàn)了電壓、電流、電阻等測量功能，同時設計了溫度讀取、實時時鐘計時、SD卡數(shù)據(jù)存儲等功能，為儀表的智能化設計奠定了基礎。 通過對該數(shù)字儀表運行情況進行記錄，并對記錄的大量數(shù)據(jù)進行分析，結果表明：所設計的數(shù)字儀表能穩(wěn)定顯示，其精度和顯示分辨率均達到五位半精度的要求。
上傳時間： 2013-07-20
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旋轉彎曲疲勞試驗機是測定材料機械性能的基本設備之一，應用范圍廣泛。隨著試驗機技術和微電子技術的快速發(fā)展，舊有的試驗機測控系統(tǒng)已逐漸不能適應廣大用戶的測試需求，迫切要求新一代試驗機測控系統(tǒng)向數(shù)字化、智能化、集成化方面邁進。 本課題研究的主要任務是在分析和總結國內(nèi)外同類試驗機測控系統(tǒng)技術現(xiàn)狀的基礎上，吸收先進的微電子技術和試驗機控制技術，開發(fā)一套新型的基于ARM微處理器的旋轉彎曲疲勞試驗機測控系統(tǒng)。論文圍繞這個任務，主要進行了如下幾個方面的研究工作： 1.分析旋轉彎曲疲勞試驗機的系統(tǒng)工作原理與測量參數(shù)，制定試驗機測控系統(tǒng)的總體設計方案，并對測控系統(tǒng)中ARM主控制器要實現(xiàn)的功能進行具體分析。 2.依照總體方案，設計出以32位ARM微處理器LPC2210為核心的主控制器，對系統(tǒng)測量模塊、驅(qū)動模塊及外圍電路進行了電路設計；分析系統(tǒng)交流驅(qū)動單元的工作原理，并對ARM實現(xiàn)系統(tǒng)交流電機的調(diào)速控制作出具體闡述。 3.針對系統(tǒng)交流電機的調(diào)速控制，在建立交流系統(tǒng)數(shù)學模型的基礎上，采用一種基于現(xiàn)代控制理論的矢量控制算法并附以PID控制策略來實現(xiàn)無級精度調(diào)速。 4.移植實時嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ至LPC2210，編寫啟動代碼和主任務程序，對各任務模塊設計用戶應用程序，并對上位機的軟件系統(tǒng)設計進行結構規(guī)劃。 5.對基于ARM的旋轉彎曲疲勞試驗機測控系統(tǒng)進行軟硬件調(diào)試，并完成部分試驗。
標簽： ARM 旋轉 試驗機 測控系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-06
上傳用戶：tanw97
