大量的電力電子裝置及非線性負(fù)荷在電力系統(tǒng)中廣泛的應(yīng)用，使電能質(zhì)量(Power Quality)問(wèn)題日益突出。電能質(zhì)量問(wèn)題不僅危害電力系統(tǒng)本身的安全及電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)系統(tǒng)中用戶也造成嚴(yán)重威脅。因此，對(duì)電能質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)具有十分重要的意義。 論文首先介紹了電能質(zhì)量的概念，分析了國(guó)內(nèi)外電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)的研究現(xiàn)狀及開(kāi)發(fā)新型電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置的意義，同時(shí)對(duì)影響電能質(zhì)量的指標(biāo)參數(shù)的數(shù)字測(cè)量原理與算法進(jìn)行了深入的研究。在此基礎(chǔ)上，提出了以ARM9(s3c2410)芯片為CPU，以嵌入式Linux為軟件核心的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置的總體設(shè)計(jì)思想。 論文建立了基于arm-1inux的嵌入式開(kāi)發(fā)環(huán)境，完成了基本的硬件電路設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。硬件設(shè)計(jì)方面，根據(jù)電力系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集和處理的實(shí)際特點(diǎn)，在前置測(cè)量采集模塊中，采用了ADS7864芯片設(shè)計(jì)了多通道信號(hào)采樣保持和快速轉(zhuǎn)換電路；利用鎖相環(huán)保證了多路信號(hào)的硬件同步采樣；在通訊方式上，除了采用RS-232通訊方式外，還采用了以太網(wǎng)和USB通訊方式，從而提高了裝置應(yīng)用的靈活性。軟件設(shè)計(jì)方面，依據(jù)裝置所要實(shí)現(xiàn)的功能，剪裁并成功移植了嵌入式linux內(nèi)核到ARM處理器中；完成了各應(yīng)用程序的編制，給出了詳細(xì)的程序流程圖；設(shè)計(jì)了基于Qt/Embedde的人機(jī)交互界面(GUI)。 基于arm-linux嵌入式電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)儀不僅數(shù)據(jù)處理功能強(qiáng)、人機(jī)交互性好、系統(tǒng)升級(jí)簡(jiǎn)單、還能進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。在此基礎(chǔ)上可進(jìn)一步開(kāi)發(fā)，向微型化、高度智能化等方向發(fā)展，以滿足不同場(chǎng)合的需求，具有較大的使用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。
標(biāo)簽： ARMLinux 嵌入式 電能質(zhì)量 監(jiān)測(cè)儀
上傳時(shí)間： 2013-05-16
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近年來(lái)，監(jiān)控系統(tǒng)從鮮為人知的幕后走進(jìn)了前臺(tái)、走進(jìn)了人們的生活，監(jiān)控技術(shù)己從第一代全模擬系統(tǒng)發(fā)展到第三代完全數(shù)字化的階段。目前，隨著微處理器技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步，基于嵌入式Web的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)逐漸得到了人們的廣泛關(guān)注，以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展成為視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展的主流。 本文在分析視頻監(jiān)控的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)之后，針對(duì)當(dāng)前視頻監(jiān)控系統(tǒng)的不足，結(jié)合市場(chǎng)應(yīng)用前景設(shè)計(jì)了一種較好的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控的應(yīng)用方案。該方案是在當(dāng)前非常流行的ARM微處理器上，利用強(qiáng)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)VxWorks與高性能開(kāi)源的嵌入式Web服務(wù)器和嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)相結(jié)合，建立高效的、可及時(shí)響應(yīng)的嵌入式視頻監(jiān)控服務(wù)器，該系統(tǒng)支持USB攝像設(shè)備、文件存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理，具有較高的性價(jià)比。 論文詳細(xì)闡述了視頻監(jiān)控系統(tǒng)軟硬件的總體設(shè)計(jì)，主要致力于嵌入式操作系統(tǒng)在S3C2410開(kāi)發(fā)板上的移植，深入研究了閃存文件系統(tǒng)TFFS、以太網(wǎng)卡的工作機(jī)制、VxWorks USB協(xié)議棧，并實(shí)現(xiàn)了硬件上對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序。在嵌入式操作系統(tǒng)成功實(shí)現(xiàn)后，完成了嵌入式Web服務(wù)器GoAhead和嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)Berkeley DB的移植。同時(shí)，在軟件層次上設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了基于Web視頻監(jiān)控的前端服務(wù)CGI程序的功能模塊。 本系統(tǒng)是ARM技術(shù)、VxWorks操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在嵌入式領(lǐng)域的綜合應(yīng)用，本系統(tǒng)可應(yīng)用于交通控制、實(shí)時(shí)探測(cè)、安全檢查等領(lǐng)域，并對(duì)視頻監(jiān)控在其他領(lǐng)域的應(yīng)用有一定的參考價(jià)值。
標(biāo)簽： ARMVxWorks Web 視頻監(jiān)控系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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核地球物理勘探是集核探測(cè)技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)為一體，能夠快速、準(zhǔn)確地分析出核素的相關(guān)信息及參數(shù)的一門(mén)綜合性很強(qiáng)的學(xué)科。目前己廣泛應(yīng)用于鈾礦勘探、地質(zhì)填圖、油氣勘測(cè)以及尋找各種金屬和非金屬礦產(chǎn)等諸多領(lǐng)域。其中核地球物理數(shù)據(jù)的采集和處理是核地球物理勘探研究的重要課題之一，它將直接對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響。 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)是架構(gòu)在基于ARM7TDMI核的16/32位處理器S3C44BOX的硬件基礎(chǔ)上，移植了嵌入式μCLinux操作系統(tǒng)、JFFS2文件系統(tǒng)、以及MiniGUI圖形開(kāi)發(fā)庫(kù)。通過(guò)利用S3C44BOX處理器快速的運(yùn)算速度、豐富的外圍設(shè)備和嵌入式μCLinux操作系統(tǒng)及其豐富的軟件資源，編寫(xiě)了系統(tǒng)引導(dǎo)代碼、集成了LCD、MCA硬件設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序、開(kāi)發(fā)了GPS、GPRS應(yīng)用程序。本論文研究成果主要有： 1.研制了基于高端的16/32位ARM7TDMI處理器S3C44BOX為控制核心、外圍電路帶有LCD顯示以及時(shí)鐘和存儲(chǔ)電路的核數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行在60MHz頻率，無(wú)需上位機(jī)，用戶就可與之進(jìn)行交互工作，能夠獨(dú)立完成能譜數(shù)據(jù)的采集、分析、存儲(chǔ)等功能。系統(tǒng)具有低功耗、小型化、高性價(jià)比等特點(diǎn)。 2.實(shí)現(xiàn)了嵌入式μCLinux操作系統(tǒng)在采集系統(tǒng)上的移植。隨著嵌入式系統(tǒng)的迅速發(fā)展，嵌入式操作系統(tǒng)在核儀器研制中的應(yīng)用不僅能夠提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，而且通過(guò)充分利用Linux豐富的軟件資源，能夠快速的完成系統(tǒng)的定制和開(kāi)發(fā)，構(gòu)建復(fù)雜的軟件系統(tǒng)。 3.實(shí)現(xiàn)了基于μCLinux的JFFS2嵌入式文件系統(tǒng)的移植，安全可靠的管理了系統(tǒng)引導(dǎo)代碼、＃CLinux操作系統(tǒng)內(nèi)核映象文件、譜處理程序和數(shù)據(jù)等。 4.初步實(shí)現(xiàn)了GPS定位、GPRS數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸?shù)墓δ堋?/p>
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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圖像監(jiān)控系統(tǒng)是一門(mén)集計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和數(shù)字圖像處理技術(shù)于一體的綜合系統(tǒng)。它以其直觀、方便、信息內(nèi)容豐富等特性而被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、交通、電信、電力、銀行、智能辦公大樓等場(chǎng)所。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、嵌入式技術(shù)和圖像處理技術(shù)的發(fā)展使得數(shù)字化圖像數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸和控制成為可能。嵌入式圖像監(jiān)控系統(tǒng)就是一種以嵌入式技術(shù)、圖像壓縮編碼技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)傳輸控制技術(shù)為核心的新型監(jiān)控系統(tǒng)，它在穩(wěn)定性、實(shí)時(shí)性、處理速度、功能、價(jià)格、擴(kuò)展性等方面和傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)相比有著突出的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也代表著目前圖像監(jiān)控系統(tǒng)研究和發(fā)展的方向。 本文設(shè)計(jì)了一種基于嵌入式的遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)以ARM7作為核心處理器，并采用μClinux操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)前端采集的圖像信息經(jīng)GPRS無(wú)線信道進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸。 本文完成的工作包括嵌入式遠(yuǎn)程圖像傳輸系統(tǒng)硬件平臺(tái)搭建與軟件開(kāi)發(fā)。硬件方面，完成了以ARM7微處理器(Samsung公司的S3C44BOX)為核心的系統(tǒng)硬件平臺(tái)搭建。該系統(tǒng)硬件資源包括S3C44BOX，F(xiàn)lash，SDRAM，UART，以太網(wǎng)控制器以及LCD接口等；軟件方面，針對(duì)硬件平臺(tái)完成Bootloader移植和μClinux移植，并完成嵌入式監(jiān)控終端和上位機(jī)應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)。在本系統(tǒng)中把上位機(jī)做為服務(wù)器，嵌入式監(jiān)控終端做為客戶端，通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)客戶端應(yīng)用程序和服務(wù)器應(yīng)用程序在Internet上建立聯(lián)接，從而可以相互訪問(wèn)。 本文首先綜述了課題研究的目的意義以及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀。其次設(shè)計(jì)了以ARM7為核心處理器并采用嵌入式μClinux操作系統(tǒng)的遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)整體方案。從Bootloader概念出發(fā)，對(duì)U-Boot在系統(tǒng)硬件平臺(tái)上的移植做了詳細(xì)的分析，并研究了其在移植過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題，提出了解決方法。分析了μClinux系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及驅(qū)動(dòng)程序原理，并在系統(tǒng)硬件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)μClinux移植。最后研究設(shè)計(jì)了系統(tǒng)整體軟件設(shè)計(jì)，包括上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)和嵌入式終端的軟件設(shè)計(jì)，并給出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
標(biāo)簽： Clinux ARM 遠(yuǎn)程圖像 監(jiān)控系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-06-23
上傳用戶：heart520beat
指紋識(shí)別是在指紋圖像上找到指紋的特征，通過(guò)計(jì)算機(jī)模糊比較的方法，把兩個(gè)指紋的特征模板進(jìn)行比較，計(jì)算出它們的相似程度，最終得到兩個(gè)指紋的匹配結(jié)果。本文對(duì)現(xiàn)已存在的多種指紋識(shí)別算法進(jìn)行編程比較，并對(duì)細(xì)化算法提出改進(jìn)。同時(shí)采用基于ARM7TDMI內(nèi)核的32位處理器S3C44B0作為主控制器，半導(dǎo)體電容傳感器FPS200作為指紋數(shù)據(jù)采集設(shè)備，構(gòu)建了自動(dòng)指紋識(shí)別系統(tǒng)。論文完成主要工作如下： 1、指紋采集模塊的設(shè)計(jì)：根據(jù)FPS200的相關(guān)寄存器資源和管腳特性，完成指紋傳感器FPS200的電路設(shè)計(jì)；研究FPS200主要寄存器的功能和圖像采集方式，給出FPS200在三種工作方式下的工作流程，并且對(duì)三種工作模式進(jìn)行分析。 2、指紋識(shí)別算法研究：通過(guò)對(duì)現(xiàn)已存在的多種圖像預(yù)處理算法進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)和對(duì)比研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)化后的圖像多存在短線、斷線、毛刺等干擾以及細(xì)化不徹底的現(xiàn)象，為此提出了新的修復(fù)算法：分析目標(biāo)點(diǎn)周?chē)y線的走向趨勢(shì)，選擇去除或者保留周?chē)南噙B點(diǎn)，較好地解決了細(xì)化不徹底的問(wèn)題；再對(duì)細(xì)化后的圖像采用方形模板進(jìn)行紋線跟蹤，去除偽特征點(diǎn)，克服了逐步遞進(jìn)的紋線跟蹤算法過(guò)于復(fù)雜、不易實(shí)現(xiàn)等問(wèn)題。 3、采用Sansung公司基于ARM7TDMI內(nèi)核的32位RISC處理器S3C44B0，構(gòu)建了自動(dòng)指紋識(shí)別系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括電源管理部分、指紋圖像采集模塊、存儲(chǔ)器模塊、JTAG調(diào)試接口以及與外設(shè)連接的串行接口。硬件部分主要完成指紋采集模塊接口的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)，軟件部分主要完成指紋圖像采集程序、指紋識(shí)別算法程序和串口通信程序的開(kāi)發(fā)，此外還通過(guò)串口實(shí)現(xiàn)指紋數(shù)據(jù)上傳到上位機(jī)，在VB環(huán)境下實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)易的人機(jī)交互軟件，提供指紋圖像的直觀顯示，用于對(duì)指紋識(shí)別程序進(jìn)行測(cè)試，并對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了分析。
標(biāo)簽： S3C44B0 ARM 處理器 自動(dòng)
上傳時(shí)間： 2013-05-22
上傳用戶：Andy123456
深入研究了我國(guó)10kV配電網(wǎng)特點(diǎn)和饋線自動(dòng)化技術(shù)，設(shè)計(jì)了以基于FTU和電力線載波通信的集中式保護(hù)為主、基于FTU的重合閘保護(hù)為輔的饋線自動(dòng)化方案，不論通信是否正常，都能實(shí)現(xiàn)線路故障區(qū)段的自動(dòng)隔離和非故障區(qū)段的供電恢復(fù)，設(shè)計(jì)并制作了基于ARM的饋線自動(dòng)化終端硬件，實(shí)現(xiàn)了FTU主要的軟件功能，并對(duì)FTU所處惡劣環(huán)境中幾種典型的干擾的產(chǎn)生機(jī)理和頻譜特性進(jìn)行了分析，在硬件和軟件方面采取了必要的抗干擾措施來(lái)提高FTU的可靠性，最后在實(shí)驗(yàn)室和10kV現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)和測(cè)試，結(jié)果表明所研制的FTU達(dá)到了預(yù)期的要求。
上傳時(shí)間： 2013-05-25
上傳用戶：上善若水
射頻識(shí)別(RFID，Radio Frequency Identification)是一種利用電磁波雙向傳輸實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別的技術(shù)。近年來(lái)，射頻識(shí)別技術(shù)在物流、交通、身份識(shí)別等生產(chǎn)生活領(lǐng)域的應(yīng)用日益擴(kuò)大。相比于13.56MHz射頻識(shí)別系統(tǒng)，915MHz射頻識(shí)別系統(tǒng)在識(shí)別距離，閱讀速度方面有更大的優(yōu)勢(shì)，是目前射頻識(shí)別產(chǎn)品研究的熱點(diǎn)。 本文在理解ISO/IEC18000-6C協(xié)議的基礎(chǔ)上，首先研究用于本系統(tǒng)的基本理論，包括射頻識(shí)別技術(shù)和嵌入式技術(shù)，提出一款基于ISO/IEC18000-6C協(xié)議的915MHz射頻識(shí)別讀卡器的解決方案。在硬件部分，以Intel公司開(kāi)發(fā)的R1000作為射頻收發(fā)模塊的核心；選用ATMEL公司的ARM處理器AT91SAM7S256作為控制單元的主控制器，在ARM處理器上運(yùn)行μC/OS-II嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，采用多任務(wù)實(shí)現(xiàn)和其他功能模塊的通信。軟件部分為系統(tǒng)移植了μC/OS-II操作系統(tǒng)，使用C與匯編語(yǔ)言的混合編程編寫(xiě)B(tài)ootloader，編寫(xiě)了各種硬件設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序，使用C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了串行通信程序，實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)通信并實(shí)現(xiàn)對(duì)程序的更新。本文所設(shè)計(jì)的射頻識(shí)別系統(tǒng)具有模塊化設(shè)計(jì)、高可靠性等特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)表明，這種設(shè)計(jì)方案能夠達(dá)到ISO/IEC18000-6C協(xié)議要求。
標(biāo)簽： ARM 915 MHz 射頻識(shí)別
上傳時(shí)間： 2013-07-18
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為了解決當(dāng)前PVC軟標(biāo)生產(chǎn)技術(shù)落后、效率低、質(zhì)量不穩(wěn)定、能耗高、工作環(huán)境差等問(wèn)題，本文提出研制集注標(biāo)、烘烤、冷卻的數(shù)控PVC軟標(biāo)機(jī)方案。 數(shù)控PVC軟標(biāo)機(jī)控制系統(tǒng)采用“ARM9+RT-Linux”開(kāi)發(fā)模式，將數(shù)控技術(shù)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用有機(jī)結(jié)合起來(lái)，一方面發(fā)揮ARM9微處理器高性能、低功耗的特點(diǎn)，使PVC軟標(biāo)機(jī)數(shù)控系統(tǒng)有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理和運(yùn)動(dòng)控制能力；另一方面利用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)RT-Linux的開(kāi)放性、強(qiáng)大的功能，簡(jiǎn)化了數(shù)控系統(tǒng)軟件的開(kāi)發(fā)，縮短了應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)周期。 本文研究的主要內(nèi)容是基于嵌入式的PVC軟標(biāo)機(jī)數(shù)控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)和軟件開(kāi)發(fā)。首先詳細(xì)介紹了系統(tǒng)各功能模塊的硬件電路設(shè)計(jì)，包括嵌入式最小系統(tǒng)搭建、伺服驅(qū)動(dòng)器接口電路設(shè)計(jì)、電磁閥接口電路設(shè)計(jì)、人機(jī)交互模塊設(shè)計(jì)、通信模塊設(shè)計(jì)、開(kāi)關(guān)量模塊設(shè)計(jì)等方面內(nèi)容；然后，基于RT-Linux的嵌入式系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)機(jī)理的理論指導(dǎo)下，提出了系統(tǒng)軟件的架構(gòu)，在此基礎(chǔ)上詳細(xì)闡述了軟件實(shí)現(xiàn)過(guò)程：通過(guò)對(duì)PVC軟標(biāo)機(jī)數(shù)控系統(tǒng)功能需求及多任務(wù)間數(shù)據(jù)依賴關(guān)系的分析，同時(shí)結(jié)合RT-Linux平臺(tái)上實(shí)時(shí)應(yīng)用軟件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，本文在邏輯架構(gòu)上對(duì)控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)任務(wù)和非實(shí)時(shí)任務(wù)進(jìn)行了劃分，并設(shè)計(jì)了模塊間數(shù)據(jù)緩沖機(jī)制；在時(shí)序架構(gòu)上提出了系統(tǒng)的多任務(wù)運(yùn)行時(shí)機(jī)分配以及各任務(wù)之間正確合理的時(shí)序關(guān)系，以保證實(shí)時(shí)任務(wù)的實(shí)時(shí)性和非實(shí)時(shí)任務(wù)能夠得到適當(dāng)運(yùn)行；在應(yīng)用軟件架構(gòu)上利用RT-Linux多線程編程技術(shù)實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)軟件的基本功能。最后，針對(duì)本系統(tǒng)插補(bǔ)所需的精度和系統(tǒng)實(shí)時(shí)性要求，利用數(shù)據(jù)采用直線插補(bǔ)算法實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的插補(bǔ)功能。 目前，PVC軟標(biāo)機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的基本功能已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)能夠在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上穩(wěn)定運(yùn)行，基本達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。關(guān)鍵字：PVC軟標(biāo)；數(shù)控系統(tǒng)；插補(bǔ)；RT-Linux；ARM9
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著半導(dǎo)體工藝的飛速發(fā)展和芯片設(shè)計(jì)水平的不斷進(jìn)步，ARM微處理器的性能得到大幅度地提高，同時(shí)其芯片的價(jià)格也在不斷下降，嵌入式系統(tǒng)以其獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)，己經(jīng)廣泛地滲透到科學(xué)研究和日常生活的各個(gè)方面。 本文以ARM7 LPC2132處理器為核心，結(jié)合蓋革一彌勒計(jì)數(shù)管對(duì)Time-To-Count輻射測(cè)量方法進(jìn)行研究。ARM結(jié)構(gòu)是基于精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)(RISC)原理而設(shè)計(jì)的，其指令集和相關(guān)的譯碼機(jī)制比復(fù)雜指令集計(jì)算機(jī)要簡(jiǎn)單得多，使用一個(gè)小的、廉價(jià)的ARM微處理器就可實(shí)現(xiàn)很高的指令吞吐量和實(shí)時(shí)的中斷響應(yīng)。基于ARM7TDMI-S核的LPC2132微處理器，其工作頻率可達(dá)到60MHz，這對(duì)于Time-To-Count技術(shù)是非常有利的，而且利用LPC2132芯片的定時(shí)/計(jì)數(shù)器引腳捕獲功能，可以直接讀取TC中的計(jì)數(shù)值，也就是說(shuō)不再需要調(diào)用中斷函數(shù)讀取TC值，從而大大降低了計(jì)數(shù)前雜質(zhì)時(shí)間。本文是在我?guī)熜謪诬姷摹禩ime-To-Count測(cè)量方法初步研究》基礎(chǔ)上，使用了高速的ARM芯片，對(duì)基于MCS-51的Time-To-Count輻射測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，進(jìn)一步論證了采用高速ARM處理器芯片可以極大的提高G-M計(jì)數(shù)器的測(cè)量范圍與測(cè)量精度。 首先，討論了傳統(tǒng)的蓋革-彌勒計(jì)數(shù)管探測(cè)射線強(qiáng)度的方法，并指出傳統(tǒng)的脈沖測(cè)量方法的不足。然后討論了什么是Time-To-Count測(cè)量方法，對(duì)Time-To-Count測(cè)量方法的理論基礎(chǔ)進(jìn)行分析。指出Time-To-Count方法與傳統(tǒng)的脈沖計(jì)數(shù)方法的區(qū)別，以及采用Time-To-Count方法進(jìn)行輻射測(cè)量的可行性。 接著，詳細(xì)論述基于ARM7 LPC2132處理器的Time-To-Count輻射測(cè)量?jī)x的原理、功能、特點(diǎn)以及輻射測(cè)量?jī)x的各部分接口電路設(shè)計(jì)及相關(guān)程序的編制。 最后得出結(jié)論，通過(guò)高速32位ARM處理器的使用，Time-To-Count輻射測(cè)量?jī)x的精度和量程均得到很大的提高，對(duì)于Y射線總量測(cè)量，使用了ARM處理器的Time-To-Count輻射測(cè)量?jī)x的量程約為20 u R/h到1R/h，數(shù)據(jù)線性程度也比以前的Time-To-CotJnt輻射測(cè)量?jī)x要好。所以在使用Time-To-Count方法進(jìn)行的輻射測(cè)量時(shí)，如何減少雜質(zhì)時(shí)間以及如何提高計(jì)數(shù)前時(shí)間的測(cè)量精度，是決定Time-To-Count輻射測(cè)量?jī)x性能的關(guān)鍵因素。實(shí)驗(yàn)用三只相同型號(hào)的J33G-M計(jì)數(shù)管分別作為探測(cè)元件，在100U R/h到lR/h的輻射場(chǎng)中進(jìn)行試驗(yàn).每個(gè)測(cè)量點(diǎn)測(cè)量5次取平均，得出隨著照射量率的增大，輻射強(qiáng)度R的測(cè)量值偏小且與輻射真實(shí)值之間的誤差也隨之增大。如果將測(cè)量誤差限定在10％的范圍內(nèi)，則此儀器的量程范圍為20 u R/h至1R/h，量程跨度近六個(gè)數(shù)量級(jí)。而用J33型G-M計(jì)數(shù)管作常規(guī)的脈沖測(cè)量，量程范圍約為50 u R/h到5000 u R/h，充分體現(xiàn)了運(yùn)用Time-To-Count方法測(cè)量輻射強(qiáng)度的優(yōu)越性，也從另一個(gè)角度反應(yīng)了隨著計(jì)數(shù)前時(shí)間的逐漸減小，雜質(zhì)時(shí)間在其中的比重越來(lái)越大，對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響也就越來(lái)越嚴(yán)重，盡可能的減小雜質(zhì)時(shí)間在Time-To-Count方法輻射測(cè)量特別是測(cè)量高強(qiáng)度輻射中是關(guān)鍵的。筆者用示波器測(cè)出此輻射儀器的雜質(zhì)時(shí)間約為6.5 u S，所以在計(jì)算定時(shí)器值的時(shí)候減去這個(gè)雜質(zhì)時(shí)間，可以增加計(jì)數(shù)前時(shí)間的精確度。通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出，在標(biāo)定儀器的K值時(shí)，應(yīng)該在照射量率較低的條件下行，而測(cè)得的計(jì)數(shù)前時(shí)間是否精確則需要在照射量率較高的條件下通過(guò)儀器標(biāo)定來(lái)檢驗(yàn)。這是因?yàn)樵谡丈淞柯瘦^低時(shí)，計(jì)數(shù)前時(shí)間較大，雜質(zhì)時(shí)間對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響不明顯，數(shù)據(jù)線斜率較穩(wěn)定，適宜于確定標(biāo)定系數(shù)K值，而在照射量率較高時(shí)，計(jì)數(shù)前時(shí)間很小，雜質(zhì)時(shí)間對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響較大，可以明顯的在數(shù)據(jù)線上反映出來(lái)，從而可以很好的反應(yīng)出儀器的性能與量程。實(shí)驗(yàn)證明了Time-To-Count測(cè)量方法中最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)就是如何對(duì)計(jì)數(shù)前時(shí)間進(jìn)行精確測(cè)量。經(jīng)過(guò)對(duì)大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，得到計(jì)數(shù)前時(shí)間中的雜質(zhì)時(shí)間可分為硬件雜質(zhì)時(shí)間和軟件雜質(zhì)時(shí)間，并以軟件雜質(zhì)時(shí)間為主，通過(guò)對(duì)程序進(jìn)行合理優(yōu)化，軟件雜質(zhì)時(shí)間可以通過(guò)程序的改進(jìn)而減少，甚至可以用數(shù)學(xué)補(bǔ)償?shù)姆椒▉?lái)抵消，從而可以得到比較精確的計(jì)數(shù)前時(shí)間，以此得到較精確的輻射強(qiáng)度值。對(duì)于本輻射儀，用戶可以選擇不同的工作模式來(lái)進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)輻射場(chǎng)較弱時(shí)，通常采用規(guī)定次數(shù)測(cè)量的方式，在輻射場(chǎng)較強(qiáng)時(shí)，應(yīng)該選用定時(shí)測(cè)量的方式。因?yàn)椋?dāng)輻射場(chǎng)較弱時(shí)，如果用規(guī)定次數(shù)測(cè)量的方式，會(huì)浪費(fèi)很多時(shí)間來(lái)采集足夠的脈沖信號(hào)。當(dāng)輻射場(chǎng)較強(qiáng)時(shí)，由于輻射粒子很多，產(chǎn)生脈沖的頻率就很高，規(guī)定次數(shù)的測(cè)量會(huì)加大測(cè)量誤差，當(dāng)選用定時(shí)測(cè)量的方式時(shí)，由于時(shí)間的相對(duì)加長(zhǎng)，所以記錄的粒子數(shù)就相對(duì)的增加，從而提高儀器的測(cè)量精度。通過(guò)調(diào)研國(guó)內(nèi)外先進(jìn)核輻射測(cè)量?jī)x器的發(fā)展現(xiàn)狀，了解到了目前最新的核輻射總量測(cè)量技術(shù)一Time-To-Count理論及其應(yīng)用情況。論證了該新技術(shù)的理論原理，根據(jù)此原理，結(jié)合高速處理器ARM7 LPC2132，對(duì)以G-計(jì)數(shù)管為探測(cè)元件的Time-To-Count輻射測(cè)量?jī)x進(jìn)行設(shè)計(jì)。論文以實(shí)驗(yàn)的方法論證了Time-To-Count原理測(cè)量核輻射方法的科學(xué)性，該輻射儀的量程和精度均優(yōu)于以前以脈沖計(jì)數(shù)為基礎(chǔ)理論的MCS-51核輻射測(cè)量?jī)x。該輻射儀具有量程寬、精度高、易操作、用戶界面友好等優(yōu)點(diǎn)。用戶可以定期的對(duì)儀器的標(biāo)定，來(lái)減小由于電子元件的老化對(duì)低儀器性能參數(shù)造成的影響，通過(guò)Time-To-Count測(cè)量方法的使用，可以極大拓寬G-M計(jì)數(shù)管的量程。就儀器中使用的J33型G-M計(jì)數(shù)管而言，G-M計(jì)數(shù)管廠家參考線性測(cè)量范圍約為50 u R/h到5000 u R/h，而用了Time-To-Count測(cè)量方法后，結(jié)合高速微處理器ARM7 LPC2132，此核輻射測(cè)量?jī)x的量程為20 u R/h至1R/h。在允許的誤差范圍內(nèi)，核輻射儀的量程比以前基于MCS-51的輻射儀提高了近200倍，而且精度也比傳統(tǒng)的脈沖計(jì)數(shù)方法要高，測(cè)量結(jié)果的線性程度也比傳統(tǒng)的方法要好。G-M計(jì)數(shù)管的使用壽命被大大延長(zhǎng)。 綜上所述，本文取得了如下成果：對(duì)國(guó)內(nèi)外Time-To-Count方法的研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析，指出了Time-To-Count測(cè)量方法的基本原理，并對(duì)Time-T0-Count方法理論進(jìn)行了分析，推導(dǎo)出了計(jì)數(shù)前時(shí)間和兩個(gè)相鄰輻射粒子時(shí)間間隔之間的關(guān)系，從數(shù)學(xué)的角度論證了Time-To-Count方法的科學(xué)性。詳細(xì)說(shuō)明了基于ARM 7 LPC2132的Time-To-Count輻射測(cè)量?jī)x的硬件設(shè)計(jì)、軟件編程的過(guò)程，通過(guò)高速微處理芯片LPC2132的使用，成功完成了對(duì)基于MCS-51單片機(jī)的Time-To-Count測(cè)量?jī)x的改進(jìn)。改進(jìn)后的輻射儀器具有量程寬、精度高、易操作、用戶界面友好等特點(diǎn)。本論文根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié)出了Time-To-Count技術(shù)中的幾點(diǎn)關(guān)鍵因素，如：處理器的頻率、計(jì)數(shù)前時(shí)間、雜質(zhì)時(shí)間、采樣次數(shù)和測(cè)量時(shí)間等，重點(diǎn)分析了雜質(zhì)時(shí)間的組成以及引入雜質(zhì)時(shí)間的主要因素等，對(duì)國(guó)內(nèi)核輻射測(cè)量?jī)x的研究具有一定的指導(dǎo)意義。
標(biāo)簽： TimeToCount ARM 輻射測(cè)量?jī)x
上傳時(shí)間： 2013-06-24
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T-Kernel作為一種嵌入式操作系統(tǒng)，由于實(shí)時(shí)性和開(kāi)源性，在嵌入式操作系統(tǒng)領(lǐng)域中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。ARM是一款比較好的微處理器，T-Kernel在ARM上的應(yīng)用研究基本上是空白，所以結(jié)合兩者進(jìn)行研究促進(jìn)T-Kernel在國(guó)內(nèi)嵌入式領(lǐng)域的發(fā)展。同時(shí)，T-Kernel內(nèi)部調(diào)度機(jī)制存在著優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)缺陷，優(yōu)先級(jí)反向使得高優(yōu)先級(jí)任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間無(wú)法預(yù)測(cè)，增加了實(shí)時(shí)系統(tǒng)的不確定性。早期的解決協(xié)議較好地解決了優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)問(wèn)題，但同時(shí)也存在著自身不足之處。 針對(duì)T-Kernel存在的缺陷，在深入研究相關(guān)協(xié)議的基礎(chǔ)上，本論文提出了一種新的改進(jìn)的優(yōu)先級(jí)繼承協(xié)議。該協(xié)議設(shè)置超時(shí)保護(hù)機(jī)制，避免任務(wù)在獲取信號(hào)量時(shí)長(zhǎng)時(shí)間的阻塞，結(jié)合Havender提出的“有序資源使用法”防止死鎖發(fā)生，給出該協(xié)議的分析過(guò)程，并把該協(xié)議結(jié)合到T-Kernel中。在這個(gè)基礎(chǔ)之上，建立研究開(kāi)發(fā)平臺(tái)；針對(duì)硬件設(shè)備，研究引導(dǎo)程序的執(zhí)行原理，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的引導(dǎo)程序；構(gòu)建T-Kennel內(nèi)核；移植內(nèi)核到開(kāi)發(fā)板；最后對(duì)T-Kernel的啟動(dòng)過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)的分析。 T-Kernel在ARM上的移植研究，為嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的提供了一種開(kāi)發(fā)流程，同時(shí)對(duì)于T-Kernel的啟動(dòng)過(guò)程的分析，為以后的應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)提供了一個(gè)接口；對(duì)于T-Kernel存在的優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)問(wèn)題的解決，可以改進(jìn)T-Kernel的實(shí)時(shí)性和靈活性，同時(shí)為實(shí)時(shí)系統(tǒng)的性能改進(jìn)提供了參考。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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