隨著經(jīng)濟與科技的發(fā)展，人們對住宅小區(qū)提出了智能化的要求：一方面住戶要求能夠遠程監(jiān)視家庭環(huán)境和控制家電設備；另一方面，小區(qū)管理人員要求實現(xiàn)對小區(qū)事務的統(tǒng)一管理。計算機、通信和ARM嵌入式技術為小區(qū)的智能化提供了有力的技術支持。 本文來源于實驗室與日本NTT公司合作的智能家居項目，提出一種基于ARM-Linux平臺的小區(qū)智能監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)方案。系統(tǒng)包括小區(qū)網(wǎng)關、家庭中繼器和家庭傳感器/開關設備三部分。家庭中繼器通過RS485總線連接家庭內(nèi)部各種傳感器和開關設備組成家庭內(nèi)部通信網(wǎng)，中繼器可以在家庭內(nèi)部網(wǎng)中集中采集傳感器數(shù)據(jù)和控制家電開關設備。小區(qū)網(wǎng)關通過Ethernet連接各家庭中繼器組成小區(qū)局域網(wǎng)，它可以統(tǒng)一管理所有家庭中繼器和家庭設備。用戶可以通過Internet訪問小區(qū)網(wǎng)關的Web服務器來查看家庭內(nèi)部傳感器信息或發(fā)送操作指令來遠程控制家電開關設備，小區(qū)管理人員也可以通過小區(qū)網(wǎng)關的服務器發(fā)布小區(qū)管理信息。從而，實現(xiàn)家庭監(jiān)控和小區(qū)管理的智能化。 本文主要工作包括：家庭中繼器的硬件設計、系統(tǒng)軟件移植和應用軟件設計；小區(qū)網(wǎng)關的軟件設計；家庭內(nèi)通信網(wǎng)與小區(qū)局域網(wǎng)的組網(wǎng)以及在通信網(wǎng)絡中采用的通信協(xié)議的設計。通過對實驗室原型系統(tǒng)的實驗與測試，證明小區(qū)智能監(jiān)控系統(tǒng)能夠良好運行。
標簽： ARMLinux 小區(qū)智能 監(jiān)控 系統(tǒng)設計
上傳時間： 2013-07-27
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在利益的驅(qū)使下，超限運輸在世界各地已成為了普遍現(xiàn)象。這給國家?guī)砹酥T多經(jīng)濟和社會問題。實踐證明動態(tài)稱重系統(tǒng)（WIM）能有效地抑制超限運輸，但同時也存在部分問題，這些問題的解決有賴于國家相關法規(guī)的出臺，也有賴于關鍵測量設備（WIM系統(tǒng)）性能的提高。 由于應變式稱重傳感器容易受到各種環(huán)境干擾，對環(huán)境適應性差，課題采用光纖Bragg光柵傳感器(FBG)作為稱重傳感器，它具有很強的抗干擾性，利于提高系統(tǒng)測量精度。使用光纖傳感器的關鍵是波長解調(diào)技術，本文在比較了幾種常見解調(diào)技術的前提下，結合課題的實際情況選用了基于F-P腔可調(diào)諧濾波解調(diào)方法，文章在分析該解調(diào)方法原理的基礎上，設計了解調(diào)器中的各個硬件電路模塊；此外，為了提高數(shù)據(jù)采集、傳輸?shù)男剩恼逻€對數(shù)據(jù)緩沖電路進行了設計，在電路中引入了換體存儲及DMA傳輸技術。 鑒于動態(tài)稱重信號為短歷程信號并且包含各種各樣的噪聲，稱重算法的研究也是本課題要解決的重要內(nèi)容。本文在分析了稱臺振動及已有先驗知識的基礎上，將小波分析、LM非線性擬合算法及殘差分析相結合應用在動態(tài)稱重系統(tǒng)中，為了驗證算法的有效性，利用MATLAB對實測數(shù)據(jù)進行了仿真分析，結果表明該算法能夠提高測量精度。 提高動態(tài)稱重系統(tǒng)性能指標的另一方面是提高系統(tǒng)運行的軟硬件平臺。課題采用的核心硬件為Xscale ARM平臺，處理器時鐘可高達400MHz；軟件上采用了多用戶、多任務的Linux操作系統(tǒng)平臺。文章對操作系統(tǒng)linux2.6進行了合適的配置，成功地將它移植到了課題的ARM平臺上，并且在此操作系統(tǒng)上設計了基于MiniGUI的人機交互界面及波長解調(diào)和數(shù)據(jù)緩沖電路的驅(qū)動程序。
標簽： ARM 光纖傳感技術 動態(tài)稱重 系統(tǒng)研究
上傳時間： 2013-07-26
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本智能玩具小汽車以AT89C51單片機作為控制核心，其外圍電路包括電機驅(qū)動模塊、電源供電模塊、障礙物檢測模塊、防盜報警模塊、搖控控制模塊、LCD顯示模塊。其中使用使用直流電機驅(qū)動芯片L9110，實現(xiàn)直流電機驅(qū)動功能。使用9V/1000mA的蓄電池通過7805來降壓給系統(tǒng)供電。通過由555集成電路與紅外對管組成的紅外紅外線障礙物檢測傳感器，實現(xiàn)對障礙物的檢測。通過人體熱釋電紅外線傳感器LHI778，紅外信號處理芯片PS202以及模擬狗叫聲集成電路KD5608實現(xiàn)防盜報警功能。采用兩片AT89C2051作為搖控信號發(fā)射和接收處理，處理后的信號傳送給控制中心，以實現(xiàn)搖控控制的功能。利用LCD顯示模塊LM016l實現(xiàn)顯示功能。
標簽： 智能小車
上傳時間： 2013-04-24
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在直流電氣傳動系統(tǒng)中使用的可控直流電源大部分是晶閘管相控整流電源,而晶閘管觸發(fā)脈沖形成單元是晶閘管相控整流系統(tǒng)的重要組成部分.該設計采用現(xiàn)場可編程門陣列控制實現(xiàn)了晶閘管觸發(fā)器的數(shù)字化,與傳統(tǒng)的晶閘管觸發(fā)控制器相比有脈沖對稱度好等許多優(yōu)點,具有廣闊的應用前景.該論文首先系統(tǒng)分析了晶閘管觸發(fā)器的各種性能指標,并對常見的觸發(fā)器進行了分類.通過分析不同類型觸發(fā)器的優(yōu)缺點,最終確定采用三相同步的絕對觸發(fā)方式,這種方式在控制器內(nèi)部資源允許的前提下,在外圍電路很少的情況下就能實現(xiàn)高性能控制,簡化了系統(tǒng)設計.其次,對開發(fā)硬件和軟件以及編程語言進行了介紹.另外,詳細闡述了采用現(xiàn)場可編程門陣列EPFl0K10器件實現(xiàn)具有相序自適應、缺相保護等功能的晶閘管觸發(fā)器的軟硬件設計.最后,使用自主開發(fā)的觸發(fā)器構成一套三相全控橋整流設備,并給出了實驗結果和波形分析.試驗結果表明,該論文設計的基于FPGA/CPLD的晶閘管智能觸發(fā)控制器能夠滿足一般工業(yè)控制要求,達到了預期的目的.
上傳時間： 2013-04-24
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ASIC對產(chǎn)品成本和靈活性有一定的要求.基于MCU方式的ASIC具有較高的靈活性和較低的成本,然而抗干擾性和可靠性相對較低,運算速度也受到限制.常規(guī)ASIC的硬件具有速度優(yōu)勢和較高的可靠性及抗干擾能力,然而不是靈活性較差,就是成本較高.與傳統(tǒng)硬件(CHW)相比,具有一定可配置特性的場可編程門陣列(FPGA)的出現(xiàn),使建立在可再配置硬件基礎上的進化硬件(EHW)成為智能硬件電路設計的一種新方法.作為進化算法和可編程器件技術相結合的產(chǎn)物,可重構FPGA的研究屬于EHW的研究范疇,是研究EHW的一種具體的實現(xiàn)方法.論文認為面向分類的專用類可重構FPGA(ASR-FPGA)的研究,可使可重構電路粒度劃分的針對性更強、設計更易實現(xiàn).論文研究的可重構FPGA的BCH通訊糾錯碼進化電路是一類ASR-FPGA電路的具體方法,具有一定的實用價值.論文所做的工作主要包括:(1)BCH編譯碼電路的設計——求取實驗用BCH碼的生成多項式和校驗多項式及其相應的矩陣并構造實驗用BCH碼;(2)建立基于可重構FPGA的基核——構造具有可重構特性的硬件功能單元,以此作為可重構BCH碼電路的設計基礎;(3)構造實現(xiàn)可重構BCH糾錯碼電路的方法——建立可重構糾錯碼硬件電路算法并進行實驗驗證;(4)在可重構糾錯碼電路基礎上,構造進化硬件控制功能塊的結構,完成各進化RLA控制模塊的驗證和實現(xiàn).課題是將可重構BCH碼的編譯碼電路的實現(xiàn)作為一類ASR-FPGA的研究目標,主要成果是根據(jù)可編程邏輯電路的特點,選擇一種可編程樹的電路模型,并將它作為可重構FPGA電路的基核T;通過對循環(huán)BCH糾錯碼的構造原理和電路結構的研究,將基核模型擴展為能滿足糾錯碼電路需要的糾錯碼基本功能單元T;以T作為再劃分的基本單元,對FPGA進行"格式化",使T規(guī)則排列在FPGA上,通過對T的控制端的不同配置來實現(xiàn)糾錯碼的各個功能單元;在可重構基核的基礎上提出了糾錯碼重構電路的嵌套式GA理論模型,將嵌套式GA的染色體串作為進化硬件描述語言,通過轉(zhuǎn)換為相應的VHDL語言描述以實現(xiàn)硬件電路;采用RLA模型的有限狀態(tài)機FSM方式實現(xiàn)了可重構糾錯碼電路的EHW的各個控制功能塊.在實驗方面,利用Xilinx FPGA開發(fā)系統(tǒng)中的VHDL語言和電路圖相結合的設計方法建立了循環(huán)糾錯碼基核單元的可重構模型,進行循環(huán)糾錯BCH碼的電路和功能仿真,在Xilinx公司的Virtex600E芯片進行了FPGA實現(xiàn).課題在研究模型上選取的是比較基本的BCH糾錯碼電路,立足于解決基于可重構FPGA核的設計的基本問題.課題的研究成果及其總結的一套ASR-FPGA進化硬件電路的設計方法對實際的進化硬件設計具有一定的實際指導意義,提出的基于專用類基核FPGA電路結構的研究方法為新型進化硬件的器件結構的設計也可提供一種借鑒.
上傳時間： 2013-07-01
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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，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。 論文將嵌入式網(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，設計完成了一套集實時保護控制和遠程監(jiān)控功能于-身的智能型饋電開關網(wǎng)絡控制系統(tǒng)。
上傳時間： 2013-05-21
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傳感器是測控系統(tǒng)的重要組成部分，但有些傳感器，如增量式或絕對式旋轉(zhuǎn)編碼器，因無配套的二次儀表，給使用帶來不便。有些傳感器雖然可以買到配套的儀表，但價格昂貴，功能單一且功能無法擴展。為此，本課題以設計一種通用性強，功能擴展方便的測量儀表為目的，將計算機技術與嵌入式微處理器技術用于測量儀表當中，設計一種基于ARM的嵌入式智能儀表。課題主要研究工作包括： 1.在分析比較各種二次儀表功能的基礎上，提出了基于ARM的嵌入式智能儀表設計方案。搭建了儀表的硬件平臺。 2.軟件設計實現(xiàn)了μC/OS-Ⅱ嵌入式系統(tǒng)在ARM7微控制器上的移植。在此基礎上，對嵌入式系統(tǒng)進行了一定的擴展，編寫了LCD驅(qū)動程序，調(diào)用了串口通信，A/D轉(zhuǎn)換等模塊的API函數(shù)，建立了多任務環(huán)境，使儀表兼具PWM脈寬調(diào)制功能、數(shù)據(jù)采集、顯示和傳輸功能。 3.通過增量式、絕對式旋轉(zhuǎn)編碼器實驗、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器實驗、輸出模擬信號的角度傳感器實驗和PWM輸出實驗驗證儀表的功能。 RTOS平臺的構建，降低了軟件設計的復雜度，提高了系統(tǒng)的實時性和靈活性，縮短了開發(fā)周期。經(jīng)過實驗驗證，該儀表能夠準確測定頻率信號、模擬信號及數(shù)字信號。
上傳時間： 2013-04-24
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本文研制了一種基于社區(qū)和家庭，以家庭為核心的“家庭——社區(qū)醫(yī)院——中心醫(yī)院”的三層體系結構的遠程家庭監(jiān)護系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括家庭端的遠程家庭監(jiān)護智能終端和遠端的醫(yī)院監(jiān)護中心兩部分，其中，家庭端的遠程家庭監(jiān)護智能終端的軟硬件實現(xiàn)是本文的重點和關鍵。 給出了遠程家庭監(jiān)護智能終端的硬件結構和軟件體系的總體設計方案。遠程家庭監(jiān)護的硬件平臺，以Philips的ARM內(nèi)核的32位嵌入式微處理器LPC2214為控制核心，外圍擴展藍牙模塊、ISP1160 USB主機模塊、10M以太網(wǎng)通信模塊、CF卡存儲模塊和液晶顯示模塊等模塊實現(xiàn)。對各硬件模塊的設計實現(xiàn)做了詳盡的論述。在硬件平臺的基礎上，移植嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ，按照操作系統(tǒng)、中間件程序和應用程序的分層軟件體系結構，設計實現(xiàn)了遠程家庭監(jiān)護智能終端的軟件，使得軟件更易維護和升級。 對家庭監(jiān)護終端的軟件實現(xiàn)進行了詳細的論述。設計實現(xiàn)了各硬件模塊的驅(qū)動程序、通信協(xié)議和應用程序。整個應用程序按功能劃分為9個任務，由操作系統(tǒng)內(nèi)核進行調(diào)度，提高了系統(tǒng)的可靠性和實時性。應用程序?qū)崿F(xiàn)了友好的人機界面和生理信號的自動分析功能。重點研究了ECG信號自動分析診斷算法，應用自適應模板法，實現(xiàn)了疾病自動分析診斷功能，能夠?qū)崿F(xiàn)10種常見心律異常的自動分析診斷。 遠程家庭監(jiān)護智能終端系統(tǒng)可實現(xiàn)對病人心電、血壓、血糖、體溫、呼吸率和血氧飽和度等參數(shù)的實時遠程監(jiān)護，可根據(jù)病人的情況定制要監(jiān)護的參數(shù)，具有良好的可擴展性和靈活性。遠程家庭監(jiān)護終端，通過藍牙模塊以無線方式采集病人的心電和體溫參數(shù)，通過USB主機下行口連接其他生理參數(shù)模塊采集血壓等參數(shù)。所采集的參數(shù)經(jīng)終端分析處理后，可在液晶上顯示生理參數(shù)值及結果，并可通過局域網(wǎng)傳送到監(jiān)護中心服務器，供社區(qū)醫(yī)院監(jiān)護醫(yī)生分析診斷。在病人出現(xiàn)生理異常時，家庭監(jiān)護智能終端能夠給出初步診斷結果并發(fā)出報警。監(jiān)護服務器收到報警后提醒監(jiān)護醫(yī)生給出診斷結果，并將診斷結果反饋到家庭監(jiān)護終端顯示，使病人能夠得到及時救治。
上傳時間： 2013-06-06
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Internet現(xiàn)已成為社會重要的信息流通渠道。嵌入式系統(tǒng)能夠連接到 Internet上面將信息傳送到幾乎世界上的任何一個地方。嵌入式設備與Internet的結合代表著嵌入式系統(tǒng)和網(wǎng)絡技術的真正未來。隨著IPv6的應用，設備都可能獲得一個全球唯一的IP地址，通過IP地址和互聯(lián)網(wǎng)相連成為一個網(wǎng)絡設備。因此隨著電子技術和Internet技術的發(fā)展使的家用電子電器產(chǎn)品步向智能化網(wǎng)絡化的智能家居方向。智能家居是集成微電子技術與控制技術當前嵌入式系統(tǒng)典型的代表。 本文將嵌入式技術與電力載波通信協(xié)議X-10技術結合起來來實現(xiàn)智能家居控制系統(tǒng)，著重研究智能家居控制系統(tǒng)的核心一基于ARM核的智能家居網(wǎng)關軟硬件設計。智能家居網(wǎng)關是一個嵌入式WEB服務器，用戶通過登陸智能家居網(wǎng)關進而實現(xiàn)對智能家居網(wǎng)關的遠程控制操作，智能家居網(wǎng)關將接收到的用戶命令進行“翻譯”之后向家庭電力線發(fā)送X-10指令，實現(xiàn)對家庭設備的控制。 本文首先分析基于ARM的智能家居控制系統(tǒng)的原理及X-10技術；然后給出具體基于ARM平臺的硬件電路設計，本文在以LPC2210為處理器實現(xiàn)智能家居控制系統(tǒng)的設計中，給出詳細設計步驟與過程。本系統(tǒng)主要電路包括有電源電路、鍵盤電路、LCD顯示電路、存儲電路、網(wǎng)口電路、及X-10電力載波電路等等；其次ARM平臺軟件實現(xiàn)是本文的一個重點。本文主要分三步來實現(xiàn)：第一步實現(xiàn)了在LPC2200系列處理器上的嵌入式操作系統(tǒng)uC/OS-Ⅱ的移植、第二步實現(xiàn)TCP/IP協(xié)議棧LWIP在嵌入式操作系統(tǒng)上的移植、第三步實現(xiàn)WEB服務器的組建以及應用軟件設計。最后系統(tǒng)在搭建完軟硬件平臺之后，進入調(diào)試結果環(huán)節(jié)。系統(tǒng)運行后本人使用本地示波器觀看波形，然后通過對波形的解析與X-10指令的對照來驗證基于ARM的智能家居控制系統(tǒng)的可行性，進而實現(xiàn)了X-10信息家電與Internet的互連控制。
標簽： ARM 智能家居控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-04
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在國內(nèi)新的電力市場形勢的變化下，配電網(wǎng)自動化尤其是配電網(wǎng)自動化中的無功補償和配電數(shù)據(jù)監(jiān)測在電力企業(yè)中的重要性越來越顯著。另一方面，我國電力供需矛盾趨于緩和，電力負荷控制系統(tǒng)的控制功能變得很少使用，造成了資金、資源的很大浪費。為了使這些資源更有效地服務于配電網(wǎng)自動化建設，在充分整合電力負荷控制系統(tǒng)原有硬件資源的基礎上，開發(fā)了基于ARM的智能控制器來實現(xiàn)對電網(wǎng)的無功補償和配電監(jiān)測，對原有的數(shù)據(jù)資源進行了進一步的開發(fā)利用。 本論文主要完成了以下幾個方面的工作： 1、研究電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集方法、高速數(shù)字信號處理算法、智能無功補償算法。 2、研究基于GPRS的分布式網(wǎng)絡結構及國家電網(wǎng)公司通信協(xié)議《電力負荷管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約—2004》的實現(xiàn)。 3、研究基于高性能嵌入式系統(tǒng)的終端軟、硬件平臺的實現(xiàn)
上傳時間： 2013-04-24
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