為了解決礦井環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)控問題,設(shè)計(jì)了以CC24430為控制核心的礦井安全監(jiān)測系統(tǒng),井下環(huán)境中的溫度、濕度、瓦斯氣體濃度的數(shù)據(jù)和礦工的生命體征數(shù)據(jù)由傳感器負(fù)責(zé)采集,并通過ZigBee協(xié)議構(gòu)建樹簇型無線局域網(wǎng)并實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)之間的通信。文章主要介紹了無線傳感網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)采集與傳輸?shù)能浻布脑O(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)方案解決了礦井安全監(jiān)測傳感網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建并能在意外發(fā)生時(shí)提供井下人員的位置及生命體征信息為救援工作提供參考。
標(biāo)簽: 2430 CC 信息采集 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間: 2013-10-19
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隨著GPS(Global Positioning System)技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟,其全球性、全天候、低成本等特點(diǎn)使得GPS接收機(jī)的用戶數(shù)量大幅度增加,應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣。但由于定位過程中各種誤差源的存在,單機(jī)定位精度受到影響。目前常從兩個(gè)方面考慮減小誤差提高精度:①用高精度相位天線、差分技術(shù)等通過提高硬件成本獲取高精度;②針對(duì)誤差源用濾波算法從軟件方面實(shí)現(xiàn)精度提高。兩種方法中,后者相對(duì)于前者在滿足精度要求的前提下節(jié)約成本,而且便于系統(tǒng)融合,是應(yīng)用于GPS定位的系統(tǒng)中更有前景的方法。但由于在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)定位濾波算法需要時(shí)間,傳統(tǒng)CPU往往不能滿足實(shí)時(shí)性的要求,而FPGA以其快速并行計(jì)算越來越受到青睞。 本文在FPGA平臺(tái)上,根據(jù)“先時(shí)序后電路”的設(shè)計(jì)思想,由同步?jīng)]計(jì)方法以及自頂向下和自下而上的混合設(shè)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)。從GPS-OEM板輸出的定位信息的接收到定位結(jié)果的坐標(biāo)變換,最終到kalman濾波遞推計(jì)算減小定位誤差,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、快速、高精度的GPS定位信息采集處理系統(tǒng),為GPS定位數(shù)據(jù)的處理方法做了新的嘗試,為基于FPGA的GPS嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。具體工作如下: 基于FPGA設(shè)計(jì)了GPS定位數(shù)據(jù)的正確接收和顯示,以及經(jīng)緯度到平面坐標(biāo)的投影變換。根掘GPS輸出信息標(biāo)準(zhǔn)和格式,通過串口接收模塊實(shí)現(xiàn)串口數(shù)掘的接收和經(jīng)緯度信息提取,并通過LCD實(shí)時(shí)顯示。在提取信息的同時(shí)將數(shù)據(jù)格式由ASCⅡ碼轉(zhuǎn)變?yōu)槭M(jìn)制整數(shù)型,實(shí)現(xiàn)利用移位和加法運(yùn)算達(dá)到代替乘法運(yùn)算的效果,從而減少資源的利用率。在坐標(biāo)轉(zhuǎn)換過程中,利用查找表的方法查找轉(zhuǎn)化時(shí)需要的各個(gè)參數(shù)值,并將該參數(shù)先轉(zhuǎn)為雙精度浮點(diǎn)小數(shù),再進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。根據(jù)高斯轉(zhuǎn)化公式的規(guī)律將公式簡化成只涉及加法和乘法運(yùn)算,以此簡化公式運(yùn)算量,達(dá)到節(jié)省資源的目的。 卡爾曼濾波器的實(shí)現(xiàn)。首先分析了影響定位精度的各種誤差因素,將各種誤差因素視為一階馬爾科夫過程的總誤差,建立了系統(tǒng)狀態(tài)方程、觀測方程和濾波方程,并基于分散濾波的思想進(jìn)行卡爾曼濾波設(shè)計(jì),并通過Matlab進(jìn)行仿真。結(jié)果表明,本文設(shè)計(jì)的卡爾曼濾波器收斂性好,定位精度高、估計(jì)誤差小。在仿真基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)基于FPGA的卡爾曼濾波計(jì)算。在滿足實(shí)時(shí)性的基礎(chǔ)上,通過IP核、模塊的分時(shí)復(fù)用和樹狀結(jié)構(gòu)節(jié)省資源,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)卡爾曼濾波,達(dá)到提高數(shù)據(jù)精度的效果。 設(shè)計(jì)中以Xilinx公司的Virtex-5系列的XC5VLX110-FF676為硬件平臺(tái),采用Verilog HDL硬件描述語言實(shí)現(xiàn),利用Xilinx公司的ISE10.1工具布局布線,一共使用44438個(gè)邏輯資源,時(shí)鐘頻率達(dá)到100MHZ以上,滿足實(shí)時(shí)性信號(hào)處理要求,在保證精度的前提下達(dá)到資源最優(yōu)。Modelsim仿真驗(yàn)證了該設(shè)計(jì)的正確性。
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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移動(dòng)機(jī)器人是機(jī)器人研究領(lǐng)域中重要的一個(gè)分支,智能移動(dòng)機(jī)器人集人工智能、智能控制、信息處理、圖象處理、檢測與轉(zhuǎn)換等專業(yè)技術(shù)為一體,跨計(jì)算’機(jī)、自動(dòng)控制、機(jī)械、電子等多學(xué)科,成為當(dāng)前智能機(jī)器人研究的重點(diǎn)之一。路徑規(guī)劃是移動(dòng)機(jī)器人研究的一個(gè)基本而又極其重要的課題。靈活有效的路徑規(guī)劃算法能夠幫助機(jī)器人適應(yīng)各種復(fù)雜的環(huán)境,大大提高機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域,尤其是使移動(dòng)機(jī)器人具備自動(dòng)識(shí)別環(huán)境的能力,能在未知環(huán)境下完成一定的工作。 本文的主要任務(wù)是以LEGO Technic組件為本體,重新設(shè)計(jì)一個(gè)控制器,并據(jù)此研究移動(dòng)機(jī)器人的避障和路徑規(guī)劃策略。為滿足移動(dòng)機(jī)器人避障的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性要求,需要有一個(gè)功能完善的硬件平臺(tái),實(shí)現(xiàn)信息采集、處理以及避障的策略。本文設(shè)計(jì)了一套移動(dòng)機(jī)器人控制器,該控制器以DSP TMS320F2407A為核心,輔之以相應(yīng)的外圍電路、傳感器、人機(jī)交互、串行通信和電源等模塊。車體動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)及避障實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了本文所設(shè)計(jì)的控制器的性能。 在對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的避障策略的研究過程中,采用了基于虛擬力場法的位置閉環(huán)控制方法,這種方法簡化了傳統(tǒng)避障方法的數(shù)學(xué)運(yùn)算過程,提高了機(jī)器人對(duì)障礙物的反應(yīng)速度。最后,設(shè)計(jì)了一套實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),進(jìn)行相應(yīng)的避障方法實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明,所設(shè)計(jì)的控制器能夠完成基本的實(shí)時(shí)避障功能。
標(biāo)簽: DSP 移動(dòng)機(jī)器人 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間: 2013-06-30
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集中抄表系統(tǒng)是一個(gè)集現(xiàn)代化管理、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、現(xiàn)代通訊技術(shù)、自動(dòng)控制、信息等多學(xué)科技術(shù)于一體,實(shí)現(xiàn)電力營銷監(jiān)控、電力營銷管理、營業(yè)抄收、數(shù)據(jù)采集和網(wǎng)絡(luò)連接等多種功能的一個(gè)完整的系統(tǒng)。 本文設(shè)計(jì)了基于GPRS與ARM技術(shù)的集抄系統(tǒng),充分利用GPRS通信實(shí)時(shí)在線、按流量計(jì)費(fèi)、高速傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)。本系統(tǒng)采用的是華為的GTM900-B模塊,適用于小數(shù)據(jù)量傳送的場合,用戶無需實(shí)現(xiàn)PPP協(xié)議也可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸功能。基于GPRS與ARM的集中抄表系統(tǒng)包含三個(gè)主要的組成部分:基于.NET平臺(tái)的系統(tǒng)管理中心(主站),基于GPRS的通信網(wǎng)絡(luò)和基于ARM平臺(tái)的終端系統(tǒng)。系統(tǒng)管理中心負(fù)責(zé)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)和分析等功能;終端系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程用電設(shè)備的信息采集和控制;通信網(wǎng)絡(luò)則在管理中心和終端系統(tǒng)間建立數(shù)據(jù)傳輸鏈路。基于GPRS與ARM的集中抄表系統(tǒng)豐富了以往系統(tǒng)原有的應(yīng)用功能,提升了集中抄表系統(tǒng)的綜合性能。 經(jīng)過測試,本系統(tǒng)能夠順利的進(jìn)行撥號(hào),與主站進(jìn)行正常的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收,能正常的對(duì)電表數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和上位機(jī)管理命令下發(fā),達(dá)到了預(yù)期的效果和設(shè)計(jì)要求。本系統(tǒng)已經(jīng)在湖北石首,黃岡,黃石,十堰和湖南部分縣、市有一定規(guī)模的應(yīng)用。在石首地區(qū)復(fù)雜的供電環(huán)境下,20個(gè)臺(tái)區(qū)所有電表的數(shù)據(jù)都能按時(shí)正確的收集到主站,終端也能正常響應(yīng)主站下發(fā)的命令,實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的功能,證明了本系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠,有利于配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性管理,對(duì)加強(qiáng)用電管理和提高電網(wǎng)供電質(zhì)量起到了積極的作用。
標(biāo)簽: GPRS ARM 抄表系統(tǒng)
上傳時(shí)間: 2013-06-29
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本論文研究了基于ARM+Linux的嵌入式測控系統(tǒng)。論文闡述了嵌入式測控系統(tǒng)的特點(diǎn)。結(jié)合目前比較流行的SOC硬件技術(shù),嵌入式軟件技術(shù),以及目前較前沿的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù),對(duì)構(gòu)建一個(gè)既能進(jìn)行本地多傳感器信息采集又能進(jìn)行數(shù)據(jù)處理以及具有人機(jī)交互界的嵌入式測控系統(tǒng)進(jìn)行了架構(gòu)設(shè)計(jì),即采用ARM+Linux架構(gòu)。 論文詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì),包括核心板設(shè)計(jì)和應(yīng)用底板設(shè)計(jì)。其中核心板又包括微處理器的設(shè)計(jì)和存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì);對(duì)于應(yīng)用板,介紹了基于CS8900A的網(wǎng)絡(luò)模塊的設(shè)計(jì),基于RS232和RS485的串行總線設(shè)計(jì),以及基于ZigBee的無線模塊設(shè)計(jì)。同時(shí),本論文詳細(xì)的介紹了系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。結(jié)合本系統(tǒng)所采用的U-Boot介紹了嵌入式Bootloader設(shè)計(jì),并針對(duì)本系統(tǒng)的板級(jí)硬件對(duì)U-Boot進(jìn)行了移植。結(jié)合本系統(tǒng)采用的Linux操作系統(tǒng)介紹了嵌入式操作系統(tǒng)的概念,并對(duì)Linux進(jìn)行了板級(jí)移植。在分析研究嵌入式文件系統(tǒng)的特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,確定Cramfs作為本系統(tǒng)的根文件系統(tǒng),并結(jié)合現(xiàn)有的開源軟件Busybox搭建了一個(gè)完整的根文件系統(tǒng)命令集。 在本系統(tǒng)硬、軟件平臺(tái)上,研究了終端應(yīng)用層上的開發(fā)。并完成了在終端上的嵌入式圖形用戶界面QT的移植,并且為系統(tǒng)開發(fā)出相應(yīng)的I/O和A/D設(shè)備驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)程序。 論文在最后介紹了本系統(tǒng)的一個(gè)簡單應(yīng)用,即利用QT圖形庫和多線程編程技術(shù),在現(xiàn)有的硬件平臺(tái)上設(shè)計(jì)出了一個(gè)溫度和濕度的無線數(shù)據(jù)采集程序。顯示直觀,界面友好,體現(xiàn)了本平臺(tái)具有一定的應(yīng)用前景。
標(biāo)簽: ARMLinux 嵌入式 測控 平臺(tái)設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間: 2013-07-06
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汽車儀表總成是汽車和駕駛員進(jìn)行信息交互的窗口。傳統(tǒng)的汽車儀表總成采用了大量機(jī)械器件、模擬電路和少量簡單數(shù)字電路的方式設(shè)計(jì)。它體積大,精確和穩(wěn)定性低,顯示信息少,控制按鈕繁復(fù)。本項(xiàng)目以當(dāng)前主流的嵌入式技術(shù)為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)了一種以大尺寸LCD觸摸屏為主要顯示控制界面,以CAN總線和其他接口為信息采集渠道,以高速嵌入式ARM9微控制器為處理單元的車載信息顯控終端。 作者在該項(xiàng)目中負(fù)責(zé)車載信息顯控終端的樣機(jī)設(shè)計(jì),用Prote199完成原理圖和PCB圖的設(shè)計(jì),編寫測試程序?qū)χ饕布M(jìn)行測試。軟件上移植Linux操作系統(tǒng)并編寫LCD驅(qū)動(dòng)程序。 論文設(shè)計(jì)的車載信息顯控終端以SAMSUNG公司S3C2410ARM9微控制器為核心,以Microchip公司的MCP2515芯片為CAN總線控制器,以Sharp公司LQ080V3DG01型號(hào)的8英寸LCD屏為顯控接口。存儲(chǔ)器方面外擴(kuò)了NOR FLASH、NAND FLASH、SDRAM。接口方面設(shè)計(jì)了CAN、USB、RS232、以太網(wǎng)等標(biāo)準(zhǔn)接口,和GPIO、AD等接口。軟件上本車載信息顯控終端采用自行剪裁移植的Linux操作系統(tǒng),并移植了相應(yīng)的LCD驅(qū)動(dòng)程序。 論文主要闡述了車載信息顯控終端的硬件設(shè)計(jì),詳細(xì)分析了Linux在S3C2410微控制器系統(tǒng)上的移植,并將在軟硬件調(diào)試過程中總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)與大家分享。 本車載信息顯控終端是對(duì)汽車儀表總成數(shù)字化和虛擬化顯示控制的一個(gè)有益嘗試,離最后的實(shí)用化和產(chǎn)品化還待進(jìn)一步研究。
上傳時(shí)間: 2013-05-30
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隨著計(jì)算機(jī)、通信及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展,嵌入式系統(tǒng)廣泛地滲透到各行各業(yè)及人們?nèi)粘I畹姆椒矫婷嬷小S捎谇度胧较到y(tǒng)的復(fù)雜性不斷增加,嵌入式操作系統(tǒng)成為了嵌入式系統(tǒng)中最重要的組成部分。在各種嵌入式操作系統(tǒng)中,Linux憑借其性能優(yōu)異、結(jié)構(gòu)清晰、平臺(tái)支持廣泛、網(wǎng)絡(luò)支持強(qiáng)勁及開放源代碼等多方面的優(yōu)勢,被嵌入式系統(tǒng)開發(fā)者廣泛的采用。同時(shí)隨著近幾年來國內(nèi)嵌入式領(lǐng)域發(fā)展非常迅速,其中32位ARM處理器結(jié)構(gòu)體系的嵌入式CPU在商用領(lǐng)域、工控領(lǐng)域和軍用領(lǐng)域都得到了廣泛使用。 近幾年隨著無線通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、信息采集和處理技術(shù)的飛速發(fā)展,出現(xiàn)了低成本、低功耗、多功能的微型無線傳感器節(jié)點(diǎn)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是隨著傳感器節(jié)點(diǎn)的發(fā)展而興起的計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的一個(gè)新的研究領(lǐng)域,它是由一組無線傳感器節(jié)點(diǎn)通過ad-hoc方式構(gòu)成的無線網(wǎng)絡(luò),綜合傳感器技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)和無線通信技術(shù),能夠協(xié)作地實(shí)時(shí)監(jiān)測、感知和采集各種環(huán)境或監(jiān)測對(duì)象的信息,并對(duì)其進(jìn)行處理,并傳送到需要這些信息的用戶處。這種無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)被廣泛地用于國防軍事、國家安全、環(huán)境監(jiān)測、交通管理、醫(yī)療衛(wèi)生、制造業(yè)、反恐救災(zāi)等領(lǐng)域,具有十分巨大的發(fā)展?jié)摿Γ鹆藢W(xué)術(shù)界和工業(yè)界的高度重視。 目前,手持終端的應(yīng)用范圍主要是在商業(yè)領(lǐng)域,開發(fā)一款適合在工業(yè)現(xiàn)場等無線傳感網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控領(lǐng)域的手持終端是本文的初衷。本文從嵌入式系統(tǒng)的角度,采用目前比較流行的ARM9處理器和嵌入式Linux的操作系統(tǒng),闡述手持終端硬件平臺(tái)的設(shè)計(jì)和軟件的移植方案;接著研究了系統(tǒng)引導(dǎo)程序的原理、設(shè)備驅(qū)動(dòng)開發(fā)的關(guān)鍵點(diǎn)、根文件系統(tǒng)的制作方法。在此基礎(chǔ)上,分析和移植引導(dǎo)程序U-Boot 1.1.4的實(shí)現(xiàn)、無線收發(fā)芯片CC2420的驅(qū)動(dòng)開發(fā)和幀緩沖驅(qū)動(dòng)的開發(fā),并針對(duì)目標(biāo)平臺(tái)的特點(diǎn)完成了文件系統(tǒng)的構(gòu)建;然后介紹了基于Qt/Embedded的圖形界面開發(fā)的基礎(chǔ),最后對(duì)本文研究工作進(jìn)行總結(jié)。
標(biāo)簽: ARM 架構(gòu) 無線 數(shù)據(jù)采集與處理
上傳時(shí)間: 2013-06-26
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本文對(duì)比、研究了目前幾種比較常見的交通信息獲取方法,分析了它們各自的優(yōu)缺點(diǎn),最終選擇采用視頻檢測的方法實(shí)現(xiàn)交通信息采集。論文分析了當(dāng)今市場上圖像采集的現(xiàn)狀,比較了其核心芯片的優(yōu)缺點(diǎn),最終選用FPGA作為圖像采集系統(tǒng)的核心器件。論文研究了通用的圖像采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu),提出了適合本課題實(shí)際的系統(tǒng)整體架構(gòu)。圖像采集系統(tǒng)硬件圍繞FPGA輔以少量外圍芯片實(shí)現(xiàn),FPGA芯片內(nèi)部根據(jù)功能要求運(yùn)用現(xiàn)代化的電子設(shè)計(jì)思想設(shè)計(jì)了相應(yīng)的邏輯功能模塊。燈控系統(tǒng)基于單片機(jī)設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的硬件電路和軟件程序。完成了電路原理圖和PCB圖的設(shè)計(jì),并對(duì)制作出的電路實(shí)物進(jìn)行了全面的調(diào)試和驗(yàn)證。另外論文設(shè)計(jì)了適用于智能交通燈控系統(tǒng)的自定義通訊協(xié)議,此協(xié)議也為整個(gè)智能交通檢測系統(tǒng)構(gòu)建了通訊規(guī)范。 本文的創(chuàng)新點(diǎn)是:提出了一套基于FPGA的交通路口視頻圖像采集系統(tǒng)架構(gòu);設(shè)計(jì)了一套模塊化的燈控系統(tǒng),能夠掛接于不同的上位機(jī)系統(tǒng)下,并兼容交直流電壓;設(shè)計(jì)了一套智能化的燈控系統(tǒng)自定義通訊協(xié)議。 本課題社會(huì)實(shí)踐性較強(qiáng),實(shí)際應(yīng)用價(jià)值較高,文中所提出的設(shè)計(jì)思路和所采用的控制措施以及自定義的通信協(xié)議滿足系統(tǒng)的要求,對(duì)類似的系統(tǒng)具有一定的參考意義。
標(biāo)簽: FPGA 智能交通 圖像采集系統(tǒng)
上傳時(shí)間: 2013-06-05
上傳用戶:秦莞爾w
在脈沖中子氧活化測井儀中,伽馬射線時(shí)間譜的采集是儀器至為關(guān)鍵的部分。伽馬射線時(shí)間譜采集電路常用的設(shè)計(jì)采用單片機(jī)與CPLD組合的方案,CPLD實(shí)現(xiàn)伽馬射線計(jì)數(shù),單片機(jī)則負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的處理、傳輸?shù)裙ぷ鳌;趩纹琍SoC芯片的新方案,設(shè)計(jì)了伽馬射線時(shí)間譜采集電路,實(shí)現(xiàn)了同樣的功能。功能考核和高溫考核證明,該方案有效、可靠,解決了高溫CPLD價(jià)格昂貴且難以購買的問題,同時(shí)還能減少采集電路體積和成本。
標(biāo)簽: PSoC 時(shí)間譜 中的應(yīng)用 采集電路
上傳時(shí)間: 2014-12-23
上傳用戶:希醬大魔王
本文是基于C8051F單片機(jī)的便攜式農(nóng)田基礎(chǔ)信息采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案,為了克服現(xiàn)有農(nóng)田綜合數(shù)據(jù)采集設(shè)備的移動(dòng)性差,高成本,使用復(fù)雜的不足,本文提供一種便攜嵌入式農(nóng)田基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集終端,該終端具有體積小、功耗低、攜帶性好、操作簡單、安裝方便、模塊化和可擴(kuò)張性及網(wǎng)絡(luò)化功能,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理人員可以隨意攜帶到田間地頭進(jìn)行使用。
標(biāo)簽: C8051F 單片機(jī) 便攜式 采集終端
上傳時(shí)間: 2013-11-09
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