生物發(fā)酵作為現(xiàn)代生物技術(shù)工業(yè)的重要組成部分，已被廣泛用于食品、制藥等各個(gè)領(lǐng)域，并顯示出良好的發(fā)展前景和巨大的市場(chǎng)潛力。但由于生物發(fā)酵過(guò)程是一種復(fù)雜的生化反應(yīng)過(guò)程，控制變量眾多且相互關(guān)聯(lián)度較大，采用傳統(tǒng)控制方法難以實(shí)現(xiàn)有效控制。 因此，本文根據(jù)生物發(fā)酵的流程特點(diǎn)和當(dāng)今國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的切實(shí)需要，在總結(jié)國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，針對(duì)非線性、時(shí)變、大滯后的發(fā)酵過(guò)程，將智能控制技術(shù)融入到了生物發(fā)酵控制系統(tǒng)中，主要對(duì)發(fā)酵過(guò)程中的溫度、PH值的控制算法進(jìn)行研究，分別設(shè)計(jì)了仿人智能模糊PID控制和仿人智能模糊控制，模擬仿真和實(shí)驗(yàn)分析表明，控制效果優(yōu)于傳統(tǒng)算法。 基于32位ARM架構(gòu)的嵌入式微處理器以其高性能、低功耗、低成本的優(yōu)勢(shì)，得到了很好的推廣，同時(shí)國(guó)內(nèi)微電子與嵌入式技術(shù)得到了迅速發(fā)展。鑒于此背景，本系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)控制的下位機(jī)的硬件平臺(tái)采用基于S3C2410的處理器，軟件設(shè)計(jì)中采用了嵌入式Linux系統(tǒng)。同時(shí)采用了集散控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)一臺(tái)上位機(jī)可以同時(shí)與多臺(tái)下位機(jī)的數(shù)據(jù)通訊和遠(yuǎn)程監(jiān)控，且下位機(jī)可以脫離上位計(jì)算機(jī)單獨(dú)對(duì)各種參數(shù)進(jìn)行控制。 本文的工作重點(diǎn)主要包括：主要參數(shù)測(cè)量與控制、發(fā)酵過(guò)程系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)、嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。本發(fā)酵控制系統(tǒng)對(duì)發(fā)酵過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、優(yōu)化操作，不僅能避免人工操作的不確定因素，提高自動(dòng)化水平，而且能夠?qū)Πl(fā)酵過(guò)程中主要參數(shù)進(jìn)行有效控制，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
標(biāo)簽： ARMLinux 生物發(fā)酵 智能控制系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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近年來(lái)，隨著UPS電源的廣泛使用，對(duì)UPS電源的監(jiān)控要求也越來(lái)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(shì)，它可以借助Internet網(wǎng)絡(luò)完成對(duì)UPS電源現(xiàn)場(chǎng)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(duì)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(duì)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(guò)對(duì)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(duì)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(duì)MCP2510驅(qū)動(dòng)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(kù)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(guò)瀏覽器對(duì)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(duì)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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臭氧（O3）作為一種無(wú)污染的強(qiáng)氧化劑，已在醫(yī)學(xué)、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(yīng)用，取得了顯著效果，其應(yīng)用規(guī)模也越來(lái)越大。在使用中，如果臭氧濃度過(guò)高會(huì)加大設(shè)備造價(jià)同時(shí)對(duì)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(chǎng)合必須嚴(yán)格控制臭氧的濃度，以便達(dá)到既能殺菌消毒，又不危害人體健康的目的。目前，臭氧檢測(cè)的方法分為兩類，一類是采樣后實(shí)驗(yàn)室分析，首先進(jìn)行環(huán)境空氣的樣品采集，然后拿到實(shí)驗(yàn)室利用化學(xué)方法進(jìn)行分析；一類是自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器法，利用臭氧自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行環(huán)境空氣中臭氧濃度的測(cè)定。然而在對(duì)臭氧消毒后空氣中臭氧濃度檢測(cè)的過(guò)程中，以上兩種方法具有檢測(cè)周期長(zhǎng)、操作步驟復(fù)雜、設(shè)備體積大、不便于攜帶等缺點(diǎn)。因此設(shè)計(jì)一種檢測(cè)方法簡(jiǎn)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(cè)儀具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。 在硬件設(shè)計(jì)上，首先，為了完成臭氧濃度信號(hào)的提取，對(duì)臭氧傳感器進(jìn)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(diǎn)設(shè)計(jì)了恒電位儀電路，同時(shí)為了滿足后續(xù)A/D檢測(cè)精度的要求，對(duì)檢測(cè)到的電壓信號(hào)進(jìn)行了調(diào)理；最后，為了實(shí)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(tái)。 在軟件設(shè)計(jì)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(shí)為了減少系統(tǒng)功耗盡量縮短CPU的運(yùn)行時(shí)間。當(dāng)儀器無(wú)人操作一段時(shí)間后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)關(guān)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(shè)計(jì)了一鍵開機(jī)功能；同時(shí)為了延長(zhǎng)電池的使用壽命，設(shè)計(jì)了電源智能管理模塊。
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隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)對(duì)于電力的需求和依賴性也越來(lái)越大。同時(shí)，對(duì)變電站及電網(wǎng)的安全和穩(wěn)定也提出了更高的要求。2008年的南方冰雪災(zāi)害造成了電力設(shè)施及輸電線路的重大損失，嚴(yán)重危害了電網(wǎng)的正常工作，影響了人民的正常生活和工廠的正常運(yùn)行。電力部門需要一種能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控變電站設(shè)備的監(jiān)控系統(tǒng)，第一時(shí)間監(jiān)測(cè)到電力設(shè)備的損壞和人為因素的破壞，迅速做出處理，將損失減小到最低值。隨著電力部門網(wǎng)路化的全面普及，各個(gè)變電站有了相應(yīng)的通訊網(wǎng)絡(luò)，使得監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)傳輸成為可能。 課題探索了低功耗、高性能、低成本并具有豐富芯片資源的嵌入式處理器和內(nèi)核精簡(jiǎn)、性能強(qiáng)悍、源碼開放及開發(fā)成本低的操作系統(tǒng)，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了基于ARM9和嵌入式Linux操作系統(tǒng)的變電站監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)變電站設(shè)備的實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控、紅外線監(jiān)測(cè)和煙霧火災(zāi)探測(cè)等功能。系統(tǒng)硬件采用模塊化設(shè)計(jì)，主控制器模塊采用三星公司的S3C2410A高性能芯片作為嵌入式微處理器，設(shè)計(jì)了外圍接口電路和其它外圍設(shè)備電路；視頻監(jiān)控模塊采用OV511系列USB攝像頭進(jìn)行圖像采集；紅外線防盜監(jiān)測(cè)模塊采用熱釋電紅外線傳感器配合菲涅爾透鏡設(shè)計(jì)了報(bào)警電路；煙霧火災(zāi)探測(cè)模塊采用Motorola公司生產(chǎn)的離子型煙霧檢測(cè)芯片MC14468，設(shè)計(jì)了監(jiān)測(cè)電路。系統(tǒng)軟件開發(fā)分兩層，下層軟件開發(fā)構(gòu)建了交叉編譯環(huán)境，移植了嵌入式Linux操作系統(tǒng)并利用Video4Linux API庫(kù)函數(shù)接口完成了視頻圖像采集程序的設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)攝像頭驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行了提取和編譯；上層軟件開發(fā)實(shí)現(xiàn)了對(duì)采集的視頻數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸，使用Visual C++設(shè)計(jì)了客戶端監(jiān)控應(yīng)用界面，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，并對(duì)所采集視頻圖像進(jìn)行了最優(yōu)化處理。 課題針對(duì)現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)存在的不足進(jìn)行改進(jìn)，集視頻監(jiān)控、紅外線防盜監(jiān)測(cè)和火災(zāi)報(bào)警等功能于一體，充分發(fā)揮嵌入式系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)出了功能豐富，性能優(yōu)良的變電站監(jiān)控系統(tǒng)。提高了變電站運(yùn)行和維護(hù)的安全性及可靠性，并逐步實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)的可視化監(jiān)控和調(diào)度，使電網(wǎng)調(diào)控運(yùn)行更為安全、可靠。
標(biāo)簽： ARM 電站監(jiān)控 系統(tǒng)研究
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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針對(duì)現(xiàn)代中低壓電網(wǎng)電能質(zhì)量的監(jiān)測(cè)及諧波治理的需要，論文綜合運(yùn)用嵌入式技術(shù)、現(xiàn)代信號(hào)處理技術(shù)、虛擬儀器技術(shù)設(shè)計(jì)了一種新型低功耗、集成化的電網(wǎng)參數(shù)監(jiān)測(cè)儀。此系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)三相電網(wǎng)相/線電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、視在功率、電網(wǎng)頻率、功率因數(shù)以及三相電壓、電流的31次以內(nèi)諧波的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。 論文分析了基于微處理器的電力系統(tǒng)基本參數(shù)的測(cè)量原理；對(duì)被測(cè)信號(hào)的交流參量通過(guò)抽樣方法獲得，由多點(diǎn)的抽樣數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)得到的結(jié)果可以減小隨機(jī)誤差的影響；基于DFT和FFT的諧波測(cè)量原理，將FFT應(yīng)用于諧波分析獲得信號(hào)的頻域參數(shù)；針對(duì)諧波測(cè)量中的混疊誤差設(shè)計(jì)了二階抗混疊濾波器；分析了非同步采樣和對(duì)非時(shí)限信號(hào)的截?cái)嘣斐傻念l譜泄露和柵欄效應(yīng)及其對(duì)諧波測(cè)量精度的影響。討論了常用的幾種窗函數(shù)對(duì)頻譜泄漏的抑制作用，在此基礎(chǔ)上選擇加海明窗對(duì)采樣信號(hào)進(jìn)行處理；針對(duì)DDS具有高精度頻率合成的特點(diǎn)，將其應(yīng)用到電網(wǎng)信號(hào)的采樣上，提高了采樣的同步性，使得測(cè)量精度滿足了系統(tǒng)的要求。上述方法需要大量快速的迭代運(yùn)算，系統(tǒng)微處理器選用了32位ARM芯片LPC2132，提高了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力和實(shí)時(shí)性。系統(tǒng)供電電源采用了開關(guān)電源、減小了體積，提高了效率；完成了下位機(jī)數(shù)據(jù)采集部分、二階抗混疊濾波器、測(cè)頻電路及通信模塊電路的設(shè)計(jì)；最后介紹了軟件設(shè)計(jì)部分，主要包含了數(shù)據(jù)采集的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，F(xiàn)FT程序的設(shè)計(jì)，給出了各部分程序的流程圖；系統(tǒng)上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)了電網(wǎng)數(shù)據(jù)處理程序，該軟件以LabWindows/CVI6.0為開發(fā)平臺(tái)，利用CVI豐富的庫(kù)函數(shù)，完成對(duì)數(shù)據(jù)的處理、顯示和記錄等工作，并采用雙線程運(yùn)行模式，在數(shù)據(jù)采集和處理的同時(shí)完成了顯示、命令的發(fā)送和運(yùn)行曲線等功能。 按上述方案設(shè)計(jì)的樣機(jī)經(jīng)過(guò)三次電路制作與軟件調(diào)試，主要技術(shù)參數(shù)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，通過(guò)了實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，目前正在電力系統(tǒng)諧波治理系統(tǒng)中進(jìn)行工業(yè)實(shí)驗(yàn)。
標(biāo)簽： ARM 電網(wǎng)參數(shù) 儀的研制 監(jiān)測(cè)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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智能電表、水表、煤/燃?xì)獗怼崃勘淼却罅康爻霈F(xiàn)在人們的生活中，同時(shí)這些儀表的抄錄工作變得越來(lái)越煩瑣，工作量大，工作效率低，不僅給用戶帶來(lái)不便，而且會(huì)存在漏抄、誤抄、估抄的現(xiàn)象。隨著電子技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，人工抄表已經(jīng)逐步被自動(dòng)抄表所代替。 集中器是一個(gè)數(shù)據(jù)集中處理器，是多對(duì)象自動(dòng)抄表系統(tǒng)的通信橋梁，負(fù)責(zé)對(duì)各智能表的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)和管理，及時(shí)有效地向上位機(jī)傳輸數(shù)據(jù)并執(zhí)行上位機(jī)發(fā)送的指令。提高多對(duì)象集中器數(shù)據(jù)處理能力，有效完成上下行通信是多對(duì)象自動(dòng)抄表系統(tǒng)AMRS（Automation Meter Reading System）目前需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。 本文針對(duì)多對(duì)象集中器這樣一個(gè)較復(fù)雜的通信與控制系統(tǒng)，提出采用32位的高性能嵌入式微處理器。32位ARM9微處理器處理速度快、硬件性能高、低功耗、低成本，集成了相當(dāng)多的硬件資源，硬件的擴(kuò)展和設(shè)計(jì)大大簡(jiǎn)化，ARM9（S3C2410）為工業(yè)級(jí)芯片，抗干擾能力強(qiáng)，能夠適應(yīng)運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)的較惡劣環(huán)境，8/16位微控制器運(yùn)算能力有限，對(duì)于較復(fù)雜的通信與控制算法難以順利完成；硬件平臺(tái)依賴性強(qiáng)，不利于軟件的開發(fā)、升級(jí)與移植；在缺乏多任務(wù)調(diào)度機(jī)制的情況下，應(yīng)用軟件不僅實(shí)現(xiàn)難度大，且可靠性難以保證。 本文首先對(duì)多對(duì)象遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，主要研究了多對(duì)象遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)中集中器的軟件和硬件實(shí)現(xiàn)，對(duì)硬件資源進(jìn)行了外圍擴(kuò)展，對(duì)S3C2410微處理器芯片的外圍硬件進(jìn)行了擴(kuò)展設(shè)計(jì)，使之具備了滿足使用需求的最小系統(tǒng)硬件資源，包括時(shí)鐘、復(fù)位、電源、外圍存儲(chǔ)、LCD、RS-485通信模塊、CAN通信模塊等電路設(shè)計(jì)。實(shí)時(shí)時(shí)鐘為多對(duì)象集中器定時(shí)抄表提供時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)；電源電路為多對(duì)象集中器系統(tǒng)提供穩(wěn)定電源；看門狗電路的設(shè)計(jì)保證多對(duì)象集中器系統(tǒng)可靠運(yùn)行，防止系統(tǒng)死機(jī)；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器主要用于存儲(chǔ)參數(shù)、變量、集中器自身的參數(shù)，負(fù)責(zé)智能表的參數(shù)以及智能表用量等。上行通道即多對(duì)象集中器與上位機(jī)之間的通信線路，采用CAN現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行通信；下行通道即多對(duì)象集中器與智能表之間的通信，采用RS-485總線進(jìn)行通信。軟件設(shè)計(jì)上，主要針對(duì)多對(duì)象集中器的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能和串行通訊功能進(jìn)行程序編寫。基于ARM的多對(duì)象遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)集中器可以實(shí)現(xiàn)多對(duì)象遠(yuǎn)程抄表，提高了數(shù)據(jù)處理能力，有效完成了上下行通信，可靠性強(qiáng)，穩(wěn)定性高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
標(biāo)簽： ARM 對(duì)象 遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng) 集中器
上傳時(shí)間： 2013-06-07
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海洋臺(tái)站自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)是一套應(yīng)用于海濱觀測(cè)的儀器設(shè)備，負(fù)責(zé)對(duì)氣象、水文參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)。諸多的參數(shù)通過(guò)相應(yīng)的傳感器進(jìn)行測(cè)量，海洋臺(tái)站自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)對(duì)測(cè)量的信息進(jìn)行匯總，再將其通過(guò)有線或無(wú)線的通訊方式傳輸?shù)礁骷?jí)海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)中心，供天氣預(yù)報(bào)和海洋預(yù)報(bào)使用。 本文以我國(guó)“海洋臺(tái)站自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)政府采購(gòu)計(jì)劃”為背景，重點(diǎn)設(shè)計(jì)了低成本、低功耗、高性能、高可靠性的新型海洋臺(tái)站自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)。本課題主要研究基于arm7+uClinux海洋臺(tái)站自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)。根據(jù)實(shí)際的需要，分析海洋臺(tái)站自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)的整體要求，對(duì)傳感器進(jìn)行選型，進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，完成整個(gè)系統(tǒng)的搭建。為了降低系統(tǒng)功耗，CPU所采用的是Samsung公司推出的無(wú)內(nèi)存管理單元的處理器S3C44BO，設(shè)計(jì)了8MFLASH、64MSDRAM、液晶、USB以及鍵盤等相關(guān)電路。同時(shí)，為了減少驅(qū)動(dòng)開發(fā)所帶來(lái)的不便，使用TL16C554A對(duì)串口電路進(jìn)行了擴(kuò)展，便于數(shù)據(jù)處理，也使得系統(tǒng)具有更好的可擴(kuò)展性。軟件方面設(shè)計(jì)主要涉及了BootLoader引導(dǎo)裝載程序的建立，選用uClinux操作系統(tǒng)，并對(duì)其內(nèi)核進(jìn)行配置和裁剪，添加源代碼中沒(méi)有的驅(qū)動(dòng)程序。為了縮短研發(fā)周期和降低開發(fā)難度，選用MiniGUI作為圖形用戶界面系統(tǒng)，深入分析了MiniGUI的結(jié)構(gòu)、原理，并將其移植到uClinux系統(tǒng)中。本系統(tǒng)采用的是MiniGUI－Threads多線程模式，主線程協(xié)調(diào)各個(gè)線程進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理。為了使系統(tǒng)操作變得直觀、簡(jiǎn)單，對(duì)用戶界面進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)，使用復(fù)用I/O的方法解決多串口通訊容易造成的數(shù)據(jù)阻塞問(wèn)題。此外，為了更好的將臺(tái)站所測(cè)得的信息量發(fā)送給海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)中心，需要完善通訊協(xié)議以便于數(shù)據(jù)交換。 最后，根據(jù)本系統(tǒng)實(shí)際研究開發(fā)結(jié)果，總結(jié)分析了系統(tǒng)的特點(diǎn)，并對(duì)下一步設(shè)計(jì)工作進(jìn)行了展望。
標(biāo)簽： ARM 海洋 測(cè)系統(tǒng) 自動(dòng)
上傳時(shí)間： 2013-07-12
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隨著計(jì)算機(jī)、通信、電子技術(shù)的進(jìn)步，嵌入式系統(tǒng)和以太網(wǎng)技術(shù)的融合將成為嵌入式技術(shù)未來(lái)的重要發(fā)展方向。基于ARM的嵌入式系統(tǒng)由于具有低功耗、高性能、低成本、可以進(jìn)行多任務(wù)操作等優(yōu)點(diǎn)，在控制領(lǐng)域得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。 本選題來(lái)自中山大學(xué)與北京航天五院合作研制的流體網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)地面原理樣機(jī)控制器設(shè)計(jì)項(xiàng)目。論文研究的主要目的是利用基于ARM920T內(nèi)核的嵌入式微處理器AT91RM9200融合多傳感器設(shè)計(jì)一種可以在地面實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中可靠運(yùn)行的數(shù)據(jù)采集與溫度控制系統(tǒng)。 本文從嵌入式測(cè)控系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)和軟件設(shè)計(jì)兩方面進(jìn)行分析。在硬件設(shè)計(jì)上，主控制板以Atmel公司生產(chǎn)的AT91RM9200 CPU為核心，主要包括串口模塊、存儲(chǔ)模塊、以太網(wǎng)接口模塊、基于SPI串行接口設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)采集模塊（A/D）、基于I2C接口設(shè)計(jì)的PID控制信號(hào)輸出模塊（D/A）和采用PIO接口設(shè)計(jì)的開關(guān)控制輸出模塊等電路，其中后三個(gè)模塊承擔(dān)了流體網(wǎng)絡(luò)回路的傳感器數(shù)據(jù)采集，關(guān)鍵點(diǎn)的溫度控制和多路電磁閥的開關(guān)控制等任務(wù)，后文將重點(diǎn)介紹。在軟件設(shè)計(jì)方面，主要分兩個(gè)方面進(jìn)行討論，分別為主控制器上基于嵌入式Linux系統(tǒng)的軟件和上位機(jī)采用Visual C++編寫的監(jiān)控軟件。主控制器軟件采用多線程進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括主線程、服務(wù)器子線程和數(shù)據(jù)采集子線程，三個(gè)線程同時(shí)運(yùn)行，提高了系統(tǒng)的運(yùn)行效率。上位機(jī)和主控制器通過(guò)接入以太網(wǎng)中，然后由服務(wù)器線程和上位機(jī)客戶端利用socket套接字實(shí)現(xiàn)通信。同時(shí)上位機(jī)軟件也提供形象美觀的圖形用戶界面，配合主控制器實(shí)現(xiàn)特定的溫度、流量和壓力監(jiān)控。 本論文設(shè)計(jì)的嵌入式測(cè)控系統(tǒng)充分利用了AT91RM9200內(nèi)嵌的的強(qiáng)大功能模塊，包括SPI接口模塊和I2C接口模塊等，可廣泛應(yīng)用于控制領(lǐng)域。對(duì)該系統(tǒng)的一些研究成果和設(shè)計(jì)方法具有一定的先進(jìn)性和良好的實(shí)用性，具有良好的應(yīng)用前景。
標(biāo)簽： ARM 流體 網(wǎng)絡(luò)測(cè)控
上傳時(shí)間： 2013-06-30
上傳用戶：hmy2st
目前，國(guó)內(nèi)礦井的排水系統(tǒng)多采用傳統(tǒng)的人工監(jiān)測(cè)、繼電器控制的方法。傳統(tǒng)方法設(shè)備運(yùn)行的自動(dòng)化程度低、可靠性較差、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、應(yīng)急能力不足，存在一定的安全隱患，不適應(yīng)數(shù)字化礦井發(fā)展的需要。本課題設(shè)計(jì)的自動(dòng)排水系統(tǒng)采用嵌入式微控制器作為就地控制系統(tǒng)與上位機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控相結(jié)合的方式，提高了工作的可靠性和穩(wěn)定性，具有運(yùn)行成本低、調(diào)試方便等特點(diǎn)。 本文首先根據(jù)某礦井下排水的實(shí)際情況，對(duì)各種排水形式和相關(guān)設(shè)備進(jìn)行了分析和比較，選擇其中一種典型的排水系統(tǒng)形式作為模型。根據(jù)井下排水系統(tǒng)的運(yùn)行原理展開研究和論證，制定了井下水位監(jiān)控和水泵啟動(dòng)方案。在綜合自動(dòng)控制的相關(guān)理論和傳感器應(yīng)用技術(shù)的基礎(chǔ)上分析了排水系統(tǒng)中需要監(jiān)控的、能夠反映排水系統(tǒng)工作特征的關(guān)鍵參數(shù)，并提出了這些參數(shù)的監(jiān)測(cè)方法和這些方法的可行性。 全面分析了目前常用的微處理器和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，詳細(xì)研究了ARM和μC/OS-Ⅱ的性能和特點(diǎn)，充分利用ARM微處理器高性能、低功耗、低成本的優(yōu)勢(shì)，以及μC/OS-Ⅱ可移植性好、開發(fā)成本低的優(yōu)點(diǎn)。選用以ARM7TDMI-S為CPU的LPC2220芯片作為就地控制系統(tǒng)，選用μc/OS-Ⅱ?yàn)閷?shí)時(shí)操作系統(tǒng)。并根據(jù)排水系統(tǒng)工作方案和要求設(shè)計(jì)了系統(tǒng)和接口硬件電路，完成了系統(tǒng)運(yùn)行程序代碼的編寫。 應(yīng)煤礦信息化發(fā)展趨勢(shì)的要求，選用LabVIEW作為上位機(jī)監(jiān)控軟件，以串行通訊協(xié)議與井下就地控制系統(tǒng)組成遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。從而實(shí)現(xiàn)工作人員能夠在地面監(jiān)控室輕松了解到井下水倉(cāng)水位、各排水設(shè)備工作狀態(tài)等信息，實(shí)現(xiàn)了排水系統(tǒng)運(yùn)行的“避峰就谷”和水泵房的無(wú)人化值守。此項(xiàng)研究對(duì)礦井的安全生產(chǎn)、節(jié)能降耗和數(shù)字化建設(shè)等工作具有一定參考價(jià)值。
標(biāo)簽： ARM 自動(dòng) 排水 監(jiān)控系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-06-04
上傳用戶：Kecpolo
STM推出一款全新數(shù)字信號(hào)輸出三軸加速傳感器。新產(chǎn)品的最大可測(cè)量值達(dá)到24g，相當(dāng)于一級(jí)方程式賽車（F1）在強(qiáng)勁剎車時(shí)產(chǎn)生的加速度的5倍左右。LIS331HH擁有市場(chǎng)上獨(dú)一無(wú)二的性能組合，包括10g以上量程，緊湊的尺寸，高分辨率，低功耗，以及嵌入式智能功能，可在廣泛的消費(fèi)電子和工業(yè)應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)高精確度的運(yùn)動(dòng)測(cè)量。 在±6/±12/±24g的全量程范圍內(nèi)，意法半導(dǎo)體最新的MEMS加速傳感器LIS331HH的輸出數(shù)據(jù)極其精確。LIS331HH的中g(shù)傳感能夠測(cè)量高強(qiáng)度震動(dòng)，檢測(cè)劇烈碰撞事件，不會(huì)丟失任何信息。在與游戲相關(guān)的應(yīng)用中，中g(shù)檢測(cè)器可提升用戶界面體驗(yàn)，增加以前感受不到的真實(shí)程度
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上傳時(shí)間： 2013-04-24
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