近年來,嵌入式Internet遠程測控系統(tǒng)已成為計算機控制領(lǐng)域一個重要組成部分,它將計算機網(wǎng)絡、通信與自動控制技術(shù)相結(jié)合并成為新興的研究熱點。通過嵌入式Internet控制系統(tǒng),用戶只要在有網(wǎng)絡接入的地方,就可以對與網(wǎng)絡連接的任何現(xiàn)場設(shè)備進行遠程測控。嵌入式系統(tǒng)可以根據(jù)應用進行軟硬件的定制,特別適用于對成本、體積、功耗有嚴格要求的各種遠程測控設(shè)備。該項技術(shù)的研究具有廣闊的應用前景。 嵌入式Web遠程監(jiān)控不同于以往的C/S和B/S網(wǎng)絡監(jiān)控技術(shù),它通常采用嵌入式系統(tǒng)作為Web服務器,使得系統(tǒng)的成本大大降低,且設(shè)備體積小巧,便于安裝、易于維護,安全可靠,此技術(shù)自問世以來得到了業(yè)界的廣泛關(guān)注,各式各樣的解決方案和實現(xiàn)方式層出不窮。 本文提出了一種基于ARM的嵌入式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)以嵌入式Boa服務器作為遠程信號的傳輸平臺。首先對網(wǎng)絡的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理作了詳細介紹,然后對嵌入式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的實現(xiàn)作了深入的探討和研究。 整個嵌入式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)主要劃分為三個部分:嵌入式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)硬件設(shè)計;嵌入式網(wǎng)絡控制器的軟件設(shè)計;嵌入式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)Web服務器實現(xiàn)。系統(tǒng)選用主流的ARM微處理器LPC2210作為系統(tǒng)主控制器,并根據(jù)需要給出了具體的硬件電路設(shè)計,包括:存儲器接口電路、網(wǎng)絡接口電路、串行通信接口電路以及信號調(diào)理電路設(shè)計。鑒于μ Clinux對ARM技術(shù)的有力支持,且μ Clinux具有內(nèi)核可裁減、網(wǎng)絡功能強大、低成本、代碼開放等特點,通過對μ Clinux的裁減、配置和編譯,成功地將μ Clinux移植到LPC2210中。然后完成設(shè)備驅(qū)動開發(fā)、嵌入式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)Boa服務器的構(gòu)建及系統(tǒng)應用開發(fā)。 該嵌入式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)融合監(jiān)控網(wǎng)與信息網(wǎng),實現(xiàn)了遠程分布式測控和通訊。系統(tǒng)穩(wěn)定性高、實時性好、性價比高,具有廣泛的應用價值,適用于工業(yè)、交通、電力、能源等眾多控制領(lǐng)域。
標簽: ARM USB 嵌入式 主機系統(tǒng)
上傳時間: 2013-04-24
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生物特征識別是指通過計算機,利用人體固有的生理特征,如指紋,靜脈來進行個人身份鑒別的技術(shù)。由于生物特征唯一性和不變性,使得生物特征識別與傳統(tǒng)的方法如數(shù)字密碼和身份證相比,具有更高的安全性和易用性。傳統(tǒng)的高性能自動識別系統(tǒng)大多基于PC平臺聯(lián)機應用,然而在實際應用中往往對自動識別系統(tǒng)要求有更高的便攜性和易用性,嵌入式技術(shù)的快速發(fā)展使得實現(xiàn)這樣的系統(tǒng)變?yōu)榱丝赡堋?生物特征識別系統(tǒng)主要由通用模塊的控制系統(tǒng)與非通用模塊的圖像采集設(shè)備與識別算法組成。本文針對通用模塊與非通用模塊接口問題進行研究和設(shè)計,實現(xiàn)了一個工作良好的嵌入式平臺。 本課題在設(shè)計核心板、擴展板、轉(zhuǎn)接板的硬件基礎(chǔ)上,移植實時操作系統(tǒng)Linux,編寫各種接口與模塊的驅(qū)動、多路攝像頭切換程序,并很好的解決了攝像頭采集生物特征時光強控制問題,為很好的采集到清晰圖像提供了一個良好穩(wěn)定的硬件平臺。 本課題所設(shè)計的嵌入式系統(tǒng)通過測試,做了大量的實驗,并將所采集到的手指靜脈圖像進行討論分析,具有實用價值。
上傳時間: 2013-06-03
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交流電動機是一個多變量、高階、強耦合的非線性系統(tǒng),不象直流電機那樣易于控制轉(zhuǎn)矩,采用矢量控制技術(shù)可解決傳統(tǒng)交流調(diào)速的難題,使交流電機可以按直流電機的控制規(guī)律來進行控制,而無傳感器矢量控制技術(shù)由于可以省去速度傳感器,使相應的交流調(diào)速系統(tǒng)變得簡便、廉價和可靠,所以成為當前研究的熱點,本論文工作就是這方面的一個嘗試。 論文首先介紹了矢量控制技術(shù)的基本理論。對感應電動機在三相靜止坐標系下強耦合和互感變參數(shù)的數(shù)學模型,通過坐標變換,導出感應電機在兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標系下的數(shù)學模型,然后將同步坐標系按轉(zhuǎn)子磁場定向,實現(xiàn)了對轉(zhuǎn)子磁鏈和轉(zhuǎn)矩的分別控制,從而可以按直流電機的控制規(guī)律來控制交流電機。 其次,論文基于同步軸系下的感應電動機電壓磁鏈方程式,提出了一種感應電動機按轉(zhuǎn)子磁場定向的矢量控制方法,利用在同步軸系中T軸電流的誤差信號實現(xiàn)對電機速度的估算,這種速度估算方法結(jié)構(gòu)簡單,有一定的自適應能力。同時在該無傳感器矢量控制系統(tǒng)中,由于采用了經(jīng)典的PI調(diào)節(jié)器,使得控制系統(tǒng)更為簡單易行。 論文利用MATLAB建立了該無傳感器矢量控制系統(tǒng)的仿真模型。為提高系統(tǒng)的適應性和仿真結(jié)果的準確性,仿真模型采用了標么值系統(tǒng),并考慮了控制周期和采樣信號周期對仿真結(jié)果的影響。討論了離散控制引起的相位補償問題,使仿真結(jié)果更接近實際工程系統(tǒng)。 最后,通過仿真進一步驗證了本文提出的無傳感器矢量控制系統(tǒng)的正確性和可行性,也證明了速度估計模型對速度估計準確,且對參數(shù)的變化有較強的魯棒性。
標簽: 無傳感器 矢量控制系統(tǒng) 速度
上傳時間: 2013-06-02
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近年來,嵌入式Internet遠程測控系統(tǒng)已成為計算機控制領(lǐng)域一個重要組成部分,它將計算機網(wǎng)絡、通信與自動控制技術(shù)相結(jié)合并成為新興的研究熱點。通過嵌入式Internet控制系統(tǒng),用戶只要在有網(wǎng)絡接入的地方,就可以對與網(wǎng)絡連接的任何現(xiàn)場設(shè)備進行遠程測控。嵌入式系統(tǒng)可以根據(jù)應用進行軟硬件的定制,特別適用于對成本、體積、功耗有嚴格要求的各種遠程測控設(shè)備。該項技術(shù)的研究具有廣闊的應用前景。 嵌入式Web遠程監(jiān)控不同于以往的C/S和B/S網(wǎng)絡監(jiān)控技術(shù),它通常采用嵌入式系統(tǒng)作為Web服務器,使得系統(tǒng)的成本大大降低,且設(shè)備體積小巧,便于安裝、易于維護,安全可靠,此技術(shù)自問世以來得到了業(yè)界的廣泛關(guān)注,各式各樣的解決方案和實現(xiàn)方式層出不窮。 本文提出了一種基于ARM的嵌入式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)以嵌入式Boa服務器作為遠程信號的傳輸平臺。首先對網(wǎng)絡的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理作了詳細介紹,然后對嵌入式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的實現(xiàn)作了深入的探討和研究。 整個嵌入式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)主要劃分為三個部分:嵌入式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)硬件設(shè)計;嵌入式網(wǎng)絡控制器的軟件設(shè)計;嵌入式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)Web服務器實現(xiàn)。系統(tǒng)選用主流的ARM微處理器LPC2210作為系統(tǒng)主控制器,并根據(jù)需要給出了具體的硬件電路設(shè)計,包括:存儲器接口電路、網(wǎng)絡接口電路、串行通信接口電路以及信號調(diào)理電路設(shè)計。鑒于μ Clinux對ARM技術(shù)的有力支持,且μ Clinux具有內(nèi)核可裁減、網(wǎng)絡功能強大、低成本、代碼開放等特點,通過對μ Clinux的裁減、配置和編譯,成功地將μ Clinux移植到LPC2210中。然后完成設(shè)備驅(qū)動開發(fā)、嵌入式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)Boa服務器的構(gòu)建及系統(tǒng)應用開發(fā)。 該嵌入式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)融合監(jiān)控網(wǎng)與信息網(wǎng),實現(xiàn)了遠程分布式測控和通訊。系統(tǒng)穩(wěn)定性高、實時性好、性價比高,具有廣泛的應用價值,適用于工業(yè)、交通、電力、能源等眾多控制領(lǐng)域。
標簽: ARM 嵌入式網(wǎng)絡 控制 系統(tǒng)研究
上傳時間: 2013-06-13
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數(shù)控沖床送料系統(tǒng)主要用于與沖床實現(xiàn)配套,在沖孔過程中按照程序設(shè)定控制板料移動和沖床沖孔,實現(xiàn)沖孔的高度自動化。自動送料機構(gòu)作為沖壓加工生產(chǎn)實現(xiàn)自動化的最基本的要求,它的自動化程度高低,直接影響著沖壓生產(chǎn)效率以及沖壓生產(chǎn)整體自動化水平,只有其自動化程度與沖壓設(shè)備相匹配甚至高于沖壓設(shè)備,才能夠?qū)崿F(xiàn)沖壓生產(chǎn)的完全自動化。 嵌入式系統(tǒng)是繼IT網(wǎng)絡技術(shù)之后,又一個新的發(fā)展方向,由于嵌入式系統(tǒng)自身的優(yōu)點,現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應用到軍事國防、消費電子、工業(yè)控制等各個領(lǐng)域。隨著電子、計算機、自動控制以及精密機械與測試技術(shù)的不斷提高和發(fā)展,自動送料裝置也在隨著數(shù)控機床的發(fā)展而在迅速發(fā)展和演變。而隨著嵌入式微處理器的發(fā)展,嵌入式系統(tǒng)也開始運用到數(shù)控沖床自動送料系統(tǒng)中來。 本文采用目前廣泛使用的32位ARM微處理器,Samsung公司基于ARM920T的S3C2440A作為系統(tǒng)的主控制器,該處理器主要面向嵌入式設(shè)備,具有性價比高、功耗低的特點,并且在嵌入式Linux操作系統(tǒng)下可移植性好,具有較強的控制能力和豐富的片內(nèi)資源。該系統(tǒng)能實現(xiàn)數(shù)控沖床的自動送料,軟硬件結(jié)構(gòu)簡單,定位精度高,操作簡單方便,具有良好的人機界面。論文首先根據(jù)生產(chǎn)實際要求和控制系統(tǒng)設(shè)計原則,確定了送料系統(tǒng)的軟硬件總體設(shè)計方案。硬件方面,在S3C2440A的基礎(chǔ)上擴展了NANDFlash、NORFlash、SDRAM、LCD觸摸屏模塊,并設(shè)計了X、Y軸電機及其驅(qū)動電路。軟件方面,選用Linux操作系統(tǒng),在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了嵌入式Linux開發(fā)環(huán)境,實現(xiàn)了Bootloader、Linux內(nèi)核、YAFFS根文件系統(tǒng)的移植,選用Qt/Embeded設(shè)計系統(tǒng)的操作界面,給出了系統(tǒng)各個模塊的程序設(shè)計,包括人機界面、速度預處理、插補模塊和電機控制部分,文章對系統(tǒng)的軟硬件的抗干擾技術(shù)也專門做了介紹。隨后,文章還介紹了積分分離的PID控制算法,并通過使用matlab對電機控制進行仿真,驗證了該算法的可行性。 文章在最后對整個設(shè)計進行了總結(jié)和展望,指出了系統(tǒng)存在的問題和一些可以改進的地方。
上傳時間: 2013-06-28
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現(xiàn)場總線技術(shù)以其先進性、實用性、可靠性、開放性等優(yōu)點,已經(jīng)成為自動化技術(shù)發(fā)展的熱點。現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)作為一種開放的、具可互操作性的、徹底分散的分布式控制系統(tǒng),已經(jīng)對傳統(tǒng)的PLC、集散控制系統(tǒng)形成了巨大的沖擊,具有廣闊的發(fā)展前景。 作為現(xiàn)場總線之一的CAN總線以其可靠性高、實時性好、價格低廉、容易實現(xiàn)等優(yōu)點,被廣泛應用于工業(yè)控制領(lǐng)域。與傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)相比,基于CAN總線設(shè)計的工業(yè)控制系統(tǒng)可以減少系統(tǒng)控制的復雜性,降低成本,并能提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和擴展性。 本論文針對某石材加工廠的具體應用需求,在分析了CAN總線協(xié)議的基礎(chǔ)上,給出了工業(yè)控制網(wǎng)絡的總體解決方案,主控節(jié)點硬件設(shè)計、軟件設(shè)計,人機界面設(shè)計,以及網(wǎng)絡通訊結(jié)構(gòu)模型及具體實現(xiàn)流程,完成的主要工作如下: 軟硬件平臺設(shè)計,基于ARM處理器LPC2378開發(fā)了工控網(wǎng)絡主控節(jié)點。設(shè)計了該節(jié)點的硬件電路,包括CAN總線接口電路、串行接口電路、AD、DA轉(zhuǎn)換隔離電路等。在硬件平臺上進行μC/OS-II操作系統(tǒng)移植,基于該操作系統(tǒng)編寫了各硬件模塊驅(qū)動程序,主要包括串行接口和CAN模塊的初始化、數(shù)據(jù)接收以及發(fā)送。 通訊設(shè)計,根據(jù)工業(yè)控制應用的具體需求,設(shè)計了網(wǎng)絡整體解決方案,包括網(wǎng)絡拓撲方案,通訊結(jié)構(gòu)等,基于CAN總線技術(shù)規(guī)范CAN2.0B自定義了CAN總線網(wǎng)絡應用層通信協(xié)議CAN08。 人機界面設(shè)計,基于威綸MT505設(shè)計了工控網(wǎng)絡的人機界面,編程實現(xiàn)人機界面與主控節(jié)點的Modbus通訊。
標簽: ARM 現(xiàn)場總線 控制系統(tǒng) 主控
上傳時間: 2013-07-09
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隨著數(shù)字化和網(wǎng)絡化的發(fā)展,傳統(tǒng)的門禁系統(tǒng)由于鑒別方式、速度和性能等方面的限制,很難滿足安全可靠和網(wǎng)絡化的控制需求。由于識別技術(shù)的不斷成熟,基于人體生理特征的身份識別系統(tǒng)逐漸被人們開始采用,目前,從實用的角度看,指紋識別技術(shù)要比其它生物識別技術(shù)更安全和方便,這是因為人的指紋具有唯一性、不變性以及貼身性的特點。傳統(tǒng)的門禁控制器常采用單片機開發(fā),利用串行通信接口向遠程上位機傳送數(shù)據(jù),多個門禁控制器一般組成RS485網(wǎng)絡,通信線路專用且不易于實現(xiàn)網(wǎng)絡控制和遠程控制,而基于TCP/IP網(wǎng)絡通信的門禁系統(tǒng)通過局域網(wǎng)傳遞數(shù)據(jù),很容易實現(xiàn)遠程控制和分布式管理。 文中設(shè)計了基于指紋識別和以太網(wǎng)的智能網(wǎng)絡型門禁控制器。在ARM9和Linux操作系統(tǒng)上采用FPS200指紋傳感器采集指紋圖像和USB攝像頭采集視頻圖像,以及采用以太網(wǎng)控制器芯片AX88796,實現(xiàn)了基于TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡門禁系統(tǒng)。 論文首先分析了門禁系統(tǒng)的研究背景、意義及國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀,然后介紹了指紋識別網(wǎng)絡門禁系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu),闡述了系統(tǒng)各個重要功能模塊的硬件資源。根據(jù)系統(tǒng)的硬件資源搭建了嵌入式Linux的軟件平臺,移植了相關(guān)模塊的驅(qū)動程序。論文研究了指紋識別算法,包括指紋圖像預處理和指紋圖像的特征提取和匹配,重點分析了指紋圖像分割法,利用灰度梯度和灰度方差的結(jié)合設(shè)置一個合適的局部閾值對指紋進行分割。然后,闡述了門禁控制系統(tǒng)軟件的總體設(shè)計,并重點介紹Video4Linux采集圖像、指紋圖像采集、GoAhead Web Server的應用以及系統(tǒng)運用TCP/IP實現(xiàn)系統(tǒng)門禁控制器和上位機PC之間的網(wǎng)絡通信。 系統(tǒng)測試部分介紹了測試環(huán)境、測試方法以及測試內(nèi)容。測試結(jié)果表明,本課題設(shè)計的指紋識別網(wǎng)絡型門禁系統(tǒng)在穩(wěn)定性、可靠性以及實時性方面達到了較好的效果。文章最后提出了一些在工作中遇到的問題,并對近幾年來的一些新的研究趨勢做了簡單的總結(jié)與展望,指出了指紋識別網(wǎng)絡型門禁系統(tǒng)未來的研究方向。
標簽: ARM 指紋識別 門禁系統(tǒng)
上傳時間: 2013-07-23
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自動開袋機是一種比較復雜的機電一體化縫紉機械,用于加工服裝口袋,與常規(guī)手動開裁縫制口袋相比,具有高效率、高品質(zhì)、高精度的優(yōu)勢,越來越受到服裝廠青睞。自動開袋機控制系統(tǒng)的研究可滿足市場對此的需求。 論文根據(jù)對自動開袋機的機械結(jié)構(gòu)、電氣系統(tǒng)、縫制過程及工藝實現(xiàn)進行分析,提出一種基于ARM9處理器S3C2410和嵌入式WinCE操作系統(tǒng)的控制方案,隨后進行了硬件設(shè)計、氣動控制系統(tǒng)設(shè)計以及軟件設(shè)計。系統(tǒng)的硬件電路部分,論文根據(jù)開袋機動作要求及處理器情況,進行了最小系統(tǒng)、電源模塊、串口接口、I/O擴展接口、液晶屏顯示接口等電路設(shè)計。氣動控制系統(tǒng)部分,論文進行了滿足動作要求的氣動元件選型以及系統(tǒng)氣動回路設(shè)計。系統(tǒng)的軟件設(shè)計部分,分析了系統(tǒng)啟動代碼的實現(xiàn)方法,對WinCE操作系統(tǒng)進行定制,并基于EVC開發(fā)出應用程序(含用戶圖形界面)部分。論文最后,進行了系統(tǒng)調(diào)試工作,并對課題進行總結(jié)和展望。 論文設(shè)計的自動開袋機控制系統(tǒng)基于WinCE操作系統(tǒng),人機界面簡潔美觀,操作方便,機器功能比較完善,性能好。在研究過程中,對傳統(tǒng)的開袋機定位方式進行改進,軟件方面考慮到優(yōu)化性設(shè)計。
標簽: ARM 自動 控制系統(tǒng)設(shè)計
上傳時間: 2013-04-24
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半導體技術(shù)的迅猛發(fā)展使得微控制器集成度越來越高,計算速度越來越快,價格和功耗越來越低。近年來異軍突起的一些32位ARM微控制器工作主頻高達幾百兆,很好的解決了困擾工程師們的實時性問題。 隨著計算機、通訊和控制技術(shù)的發(fā)展,工業(yè)控制系統(tǒng)正在朝著網(wǎng)絡化、分布化的方向發(fā)展。現(xiàn)場總線既是一個開放通信網(wǎng)絡,又是一種全分布控制系統(tǒng)。現(xiàn)已廣泛應用于多個工業(yè)領(lǐng)域。CAN總線即是現(xiàn)場總線的一種,它主要應用于各種設(shè)備檢測及控制,被公認為最有前途的現(xiàn)場總線之一。 本文基于ARM微控制器AT91RM9200,開發(fā)了一套帶有CAN總線接口的海洋氣象要素觀測系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以掛接多個CAN總線傳感器節(jié)點,同時還具有以太網(wǎng)、USB、RS232、RS422、RS485等多種通信端口,并且可靠性高、抗干擾能力強。CAN總線傳感器節(jié)點,由傳感器、微處理器芯片(內(nèi)嵌CAN控制器)和CAN收發(fā)模塊組成,可以獨立完成某一項或多項氣象要素的數(shù)據(jù)采集,同時還能實現(xiàn)與CAN總線的數(shù)據(jù)交換。 論文首先介紹了海洋氣象要素觀測系統(tǒng)的總體設(shè)計,接著介紹了傳感器節(jié)點的CAN總線實現(xiàn)方案,然后詳細闡述了以AT91RM9200為核心的開發(fā)平臺的硬件組成及實現(xiàn),并以此硬件平臺為基礎(chǔ),詳細的論述了嵌入式Linux開發(fā)流程以及移植到具體硬件平臺需要完成的工作,如U-BOOT的移植、Linux內(nèi)核的編譯與裁剪、文件系統(tǒng)的制作、驅(qū)動程序的編寫、以及應用程序的開發(fā)。
上傳時間: 2013-05-20
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本文設(shè)計了一種基于ARM7的電力電纜溝道監(jiān)測系統(tǒng),該監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)﹄娎|溝道起到防盜、防火、防潮等安全監(jiān)測作用。本課題采用的嵌入式硬件是基于ARM7架構(gòu)的LPC2292芯片;同時針對市場上種類繁多的實時操作系統(tǒng),本課題選用的是內(nèi)核小,易剪裁,移植性好源代碼公開的實時操作系統(tǒng)μC/OS-II并且使用CAN總線進行數(shù)據(jù)傳輸。CAN總線是現(xiàn)場總線的一種,它能有效地支持分布式控制或?qū)崟r控制,具有高性能和高可靠性的特點,現(xiàn)已形成國際標準。 本課題簡要介紹了電力電纜溝道監(jiān)測系統(tǒng)的特點與研究背景,講述了設(shè)計電纜溝道監(jiān)測系統(tǒng)時所采取的總體設(shè)計思想與框架結(jié)構(gòu)。之后介紹了ARM7處理器和CAN總線的特點和功能,然后詳細論述了整個系統(tǒng)硬件電路設(shè)計。在對實時操作系統(tǒng)μC/OS-II作了介紹之后,詳細說明了將μC/OS-II移植到LPC2292硬件平臺的具體實現(xiàn)過程。最后提出了基于CAN總線和ARM7微控制器實現(xiàn)的電纜溝道數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計。 實際測試表明,該系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行,并且能夠?qū)崿F(xiàn)對電纜溝道的實時監(jiān)測,數(shù)據(jù)采集以及安全警報等功能,滿足電力電纜在線監(jiān)測系統(tǒng)的要求。
上傳時間: 2013-07-20
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