研究如何將當前流行的嵌入式技術應用于工業領域中的數據采集與記錄方面，是當今工業過程測量控制領域發展的一個必然方向。 本論文所設計完成的嵌入式工業過程數據采集與記錄系統，是以32位ARM7微處理器S3C44B0X為核心，取代了傳統的單片機，并且引入了μClinux多任務實時操作系統。采集到的工業現場的實時數據，經A/D轉換等步驟處理后，顯示在高分辨率的彩色LCD上。在MiniGUI的支持下，通過豐富的圖形界面功能，以曲線或表格的形式顯示工業現場實時數據的變化趨勢，具有良好的人機界面。輸入功能通過點擊觸摸屏來實現，可以像使用Windows操作系統一樣，點擊菜單、滾動條、列表框、按鈕等控件以完成相應的操作。數據的記錄完全脫離PC機，顯示在LCD上的數據，可以實時的以文件的形式存儲在Nand Flash中，必要的時候通過USB接口用U盤導出。μClinux操作系統中移植了BOA網絡服務器和CGI腳本程序，因此具有動態Web監控功能，用戶可以在PC機上的瀏覽器中通過網絡隨時監測工業現場的實時數據。 經過測試，該系統可以穩定可靠的運行，完全實現了工業現場數據的實時采集、人性化顯示、規范化操作、脫機化記錄和網絡化監測等一系列功能，取代了傳統的底層智能儀表搭配PC機的構架，將其功能合二為一，對工業企業的技術進步和生產過程的現代化有著重要的作用。
上傳時間： 2013-07-18
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數控機床是現代制造系統的基礎和核心，而先進的數控技術是解決機床制造業持續發展的關鍵。隨著嵌入式系統、微計算機技術和集成電路的迅速發展，高性能的32位CUP開始普及。它執行速度快、功能強大，在中、低檔數控系統中已經完全可以替代PC機及8位單片機，獲得更大的價格和技術優勢。本文旨在打破傳統基于PC機及8位單片機的數控系統，研究并設計一種基于ARM的32位嵌入式機床數控系統。 本文設計了基于ARM內核的嵌入式機床數控系統，并給出了硬件設計方案、軟件程序設計思想及相應設計。硬件部分選用是日本NOVA電子有限公司研制的DSP運動控制專用芯片MCX314AL，作為數控裝置電機的驅動芯片，其性能優良、接口簡單、編程方便、工作可靠，給運動控制帶來極大方便。采用ARM微處理器STR710負責控制MCX314AL、外圍邏輯電路的管理及后臺任務的實現。系統軟件平臺采用源代碼公開的嵌入式實時操作系統uC/OS-Ⅱ，對數控系統軟件模塊的任務進行劃分，并根據其實時性要求賦予不同優先級，采用基于優先級的搶占式調度算法，設計了任務間的通信方式及中斷事件的響應，使該數控系統具有良好的實時性和穩定性，可以滿足高精度加工的要求，同時也具有良好的人機界面和網絡支持。
上傳時間： 2013-05-25
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隨著國內工業化、數字化的迅速發展，嵌入式開發在IT行業中的重要性越來越顯著。嵌入式開發領域對產品的功能性、穩定性、實時性等方面的要求也越來越高。 采用嵌入式實時操作系統作為開發平臺，以高性能的嵌入式處理器為工業控制等領域的主控制器可以有效地提高系統的可靠性、實時性、和軟件編程的靈活性。在嵌入式處理器方面，ARM構架已經在高性能、低功耗、低成本的嵌入式領域里占領先地位。而在嵌入式操作系統方面，適合國內發展方向的解決方案以及系統基礎結構方面并不理想。首先，國外成熟的嵌入式實時操作系統大都成本高、結構復雜，不適合強實時應用；其次，因大部分實時操作系統不公開源碼，使開發的產品存在安全隱患。而類似μC/OS-II的小型強實時嵌入式操作系統內核雖然具有低成本、易控制、小規模、高性能等特性，但這類系統的基礎較為薄弱，面臨產品化和商業化還有一定的距離。 本文針對這種情況，結合現有的操作系統內核理論及嵌入式強實時系統的特殊需求，特別是對μC/OS-Ⅱ的研究分析基礎上，面向強實時應用，設計、構造了一種適合在32位ARM處理器環境下使用的內核。這樣做的目的是為了提供一個基礎牢固、值得信賴的基本平臺。 本文研究工作主要集中在以下幾個方面： 針對嵌入式環境中高效、簡潔、易擴展、易剪裁的要求，對內核體系結構框架進行了設計。內核整體上采用分層結構，在各層中采用功能相對獨立的模塊：在最底層借鑒微核的原理，只提供最基本的功能模塊。 針對系統快速和穩定的實時響應能力需求，為IRQ中斷建立了統一的中斷入口，采用合理的半嵌套工作方式；保留FIQ為不可屏蔽中斷，在快速反應場合使用；引入中斷分段處理機制解決中斷和任務的ITC機制共享，需要硬保護機制相互協調所引起的硬保護機制被隱性地泛濫使用問題。 針對應用提出的系統行為的可預測性需求，在調度算法方面采用基于優先級位圖的搶占閾值調度算法，提高了處理器的利用率和任務集合的可調度性，減少了內核存儲開銷；在共享資源訪問控制方面，以優先級天花板協議為依據，使用互斥事件解決優先級反轉和死鎖問題的發生。 為了保障系統的強實時性能，本文還對內核的時鐘管理、內存管理等方面進行了設計。最后，通過實時性能測試，結果表明該實時內核有很好的強實時特性。
上傳時間： 2013-04-24
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隨著現代電子信息技術和我國汽車制造業的強勁增長，汽車已不再是簡單的交通工具，而是成為現代科技的載體。汽車的快速增長雖然使我們的出門更加便利，但同時也帶來了諸多社會問題。如：交通事故率上升、交通事故判別和車輛的規范化管理難度加大等。論文針對以上問題提出了使用視頻記錄的解決方法。 論文設計了一種基于ARM的嵌入式數字視頻記錄系統。該系統能夠將安裝在汽車中的攝像頭拍攝到的汽車前視景和儀表顯示畫面進行壓縮并以文件的形式存儲，事后通過回放系統將記錄的文件進行播放，可以以此來規范車輛管理、判斷交通事故原因和保障乘客安全。系統采用嵌入式技術并選用32位的ARM微控制器，使用先進的視頻解碼、編碼芯片，成功實現對實時視頻的采集、壓縮及儲存記錄。介紹目前數字視頻技術的發展及應用狀況、闡述視頻記錄系統所涉及的視頻壓縮和嵌入式系統設計基本理論，提出視頻記錄系統的設計方案。重點對基于ARM的嵌入式數字視頻記錄系統的系統硬件、軟件設計做了詳細的論述。硬件部分以ARM芯片LPC2210為核心控制器，以SAA7113H和Z1510為視頻壓縮核心硬件，完成ARM最小系統、視頻圖像信號的解碼和編碼壓縮電路、IDE儲存接口等電路設計；軟件部分采用穩定可靠的μC/OS-Ⅱ嵌入式實時操作系統，實現μC/OS-Ⅱ在LPC2210上的移植，完成系統的硬件初始化和IDE驅動的編寫調試，使整個系統的各個部分能夠協調的工作。 試驗表明，基于ARM的嵌入式數字視頻記錄系統能夠實現對數字視頻信號的長時間實時采集、壓縮記錄。壓縮后的數據符合MPEG-1標準。
上傳時間： 2013-07-07
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近年來，隨著計算機技術、通信技術、集成電路技術和控制技術的發展，在線切割系統中實現加工的現代化、安全化，提高加工精度等要求，促使了線切割系統嵌入式化成為未來機床發展的趨勢。 將嵌入式技術引入機床控制，是當前嵌入式線切割系統研究開發的熱點。本文提出以32位嵌入式計算機為主控設備，討論了嵌入式計算機系統和步進電機模塊相結合在嵌入式線切割系統中的研究和應用情況。 在硬件方面選用S3C2410芯片用于主控制設備，連接用于存儲的64MBNandFlash、64MB SDRAM，以及一塊用于控制顯示240×320大小的TFT LCD顯示觸摸屏和步進電機模塊。 在軟件方面完成了Windows CE在嵌入式S3C2410處理器上BSP的定制與開發，著重分析了系統啟動的過程，并成功實現了Windows CE在S3C2410上的移植。通過分析，在Windows CE上實現了嵌入式線切割系統的管理模塊，在控制模塊方面，完成了采用RS485串口通信模塊與步進電機控制模塊相結合，實現了對設備的控制。
上傳時間： 2013-07-31
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飛機飛行的高度、馬赫數和升降速度等參數是飛機的自動控制、導航、火控、空中管制、和告警等系統必不可少的信息。隨著飛機性能的不斷增強，飛機上各系統對飛行參數測試的要求也越來越高，舊有的測試系統已逐漸不能適應現代高速飛機飛行參數的測試需求，本文針對項目委托方提出的技術要求，經過對飛行參數測試技術及其發展趨勢的研究分析，最終確定采用嵌入式技術，設計一款基于32位微處理器ARM的集數據采集、處理、顯示為一體的測試飛機飛行高度、馬赫數和升降速度的系統。 基于課題的研究內容，本文在分析研究飛機飛行參數測試原理的基礎上，圍繞著設計目標，從整體方案的選擇、系統各部分元件的選取及測試系統的軟硬件設計等方面闡述了主要開展的設計研究工作。重點對系統硬件電路設計、軟件設計和氣壓傳感器的溫度補償方法進行了深入論述。 應當指出，本文介紹的大氣數據參數測試專用機，選用小型化高采樣速率的硅壓阻式氣壓傳感器、高性能的32位ARM微處理器、高精度A/D轉換器、專用接口芯片等優化組合，集成度高，體積小，重量輕。實驗結果表明了所設計的系統方案合理有效，具有較好的實時性和可靠性，基本上滿足了系統的設計需要。
上傳時間： 2013-06-23
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隨著嵌入式系統技術的迅猛發展,無線數據傳輸的嵌入式系統的發展成為新的趨勢,嵌入式系統以其小型、專用、易攜帶、可靠性高的特點,已經在這個領域到了廣泛的應用。 現在隨著嵌入式系統的功能增強,程序代碼變得越來越復雜,傳統的軟件設計方式很難保證系統的可靠性和穩定性,使用嵌入式操作系統作為軟件開發平臺是解決這個問題的有效途徑。在本系統中,系統硬件平臺采用AMR微處理器,軟件平臺采用μClinux操作系統,μClinux是一種專門為微控制器設計的多進程處理任務操作系統,具有對多種文件系統的支持能力,可以將應用程序分解成多個任務,簡化應用系統軟件的設計。 本論文以設計基于32位AMR微處理器LPC2210和移植嵌入式操作系統μClinux的通用通信平臺為主要內容,研究了所涉及的關鍵技術并提出了實現方案。系統設計分為三個部分：選用高性價比的PHLIPIS公司生產的16/32位ARM7TDMI微處理器LPC2210作為核心處理器,并在處理器上移植μClinux操作系統；系統的無線傳輸模塊選用CC1020無線串口模塊,以實現數據的可靠透明傳輸。整個設計完成了相關硬件電路的設計連接和軟件的代碼編寫調試,最后實現了整個系統的測試。
上傳時間： 2013-06-04
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本文在分析研究部隊執勤信息化建設對無線數據傳輸技術需求的基礎上，以無線數據傳輸技術和嵌入式系統研究為背景，按照嵌入式系統開發的流程和方法，以設計通用化、模塊化軟硬件平臺為重點，解決無線數據傳輸系統設計關鍵技術為核心，設計了由32位嵌入式系統主控模塊和射頻收發模塊組成的無線數據傳輸系統原型；并通過移植嵌入式實時操作系統--uC/OS-II，構造了系統軟件開發平臺；在此基礎上，完成了系統相關驅動程序和通信協議等底層軟件設計，為進一步擴展系統功能，實現工程應用打下了基礎。 首先，論文比較了系統微處理器的選擇，無線通信方式的選擇，系統接口方式的選擇等相關方案，分析了應用32位ARM處理器和嵌入式操作系統構建系統主控模塊的優勢，提出了系統的軟硬件整體結構框架。 其次，從構建通用軟、硬件平臺的角度，重點介紹了LPC2138(ARM)微處理器和nRF401無線射頻芯片主要特性及相關外圍電路的設計，并對系統的硬件抗干擾措施進行了分析。在完成硬件電路設計的基礎上，針對主控模塊設計了啟動代碼，分析了uC/OS-II操作系統體系結構，進行了系統移植，形成了完整的軟硬件開發平臺。 最后，在學習研究uC/OS-II操作系統程序設計技術的基礎上，討論了系統相關驅動程序和通信協議等底層軟件的開發方法，完成了基本的層次化，模塊化軟件設計，對系統無線傳輸功能進行了驗證，并對系統將來的功能擴展和工程應用提出了構想。
上傳時間： 2013-07-06
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心血管疾病是威脅人類健康的主要疾病之一，而心電圖檢測是診斷心臟病變的有效手段。心電數據的高效采集和實時傳輸成為心電檢測的基礎，因此，設計一種性能可靠、價格低廉、體積較小的心電采集與遠程傳輸系統將對心血管疾病的檢測和預防具有重要意義。 本文在對心電信號采集技術和以太網傳輸技術進行深入研究的基礎上，設計實現了一款基于ARM的心電信號采集與以太網傳輸系統。該系統前端是利用AD620、LM324、ADOP07等器件設計的信號調理電路，該電路實現了心電信號的高質量提取；系統的關鍵電路是以32位ARM7TDMI-S微控制器LPC2210為核心，并結合以太網控制芯片RTL8019AS、Flash SST39VF160和SRAM IS61LV25616AL設計的A/D轉換模塊和以太網接口模塊，它構建了數據采集和傳輸的硬件基礎；此外，論文還完成了μC/OS-II操作系統在LPC2210上的移植，并實現了系統TCP/IP協議棧；最后，采用了多任務化方式設計了系統應用程序。 通過遠端上位機應用軟件測試表明，本系統實現了心電信號的采集與傳輸，達到了遠程監控心電信號的目的，且運行穩定可靠。
上傳時間： 2013-06-15
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WIM動態稱重系統的研究對于保護公路的正常使用有著非常重要的經濟利益和社會價值。針對我國公路WIM系統的研究現狀和存在的問題，提出了新的思路、解決辦法和改進措施，用以提高整個WIM系統的各項性能指標。 基于ARM的壓電薄膜軸的車輛動態稱重系統的嵌入式研究與設計，致力于提高WIM系統精度等各項性能指標，其采用了高新的軟硬件技術，是一個比較有研究意義的課題。 本文首先從分析稱重原理入手，提出了一個改進的系統整體設計方案，在該方案的前提下，通過不斷地試驗修改，搭建了一個基于Labview的現場模擬實驗系統，為下一步研究和整個系統的實現打下了堅實的基礎。本文所做的具體工作，概括起來有如下幾點： 第一，簡要地介紹了基于壓電薄膜軸的WIM系統原理、影響因素以及課題研究的意義等； 第二，給出了系統整體設計方案，并設計了多個信號調理電路，諸如電荷放大電路，隔離電路以及濾波電路等； 第三，采用了32位的微處理器，并采用了一種比較完善的數據處理方法，提高了系統的軟硬件技術，在此基礎上研究設計了基于ARM-μgC/OS-Ⅱ的WIM嵌入式系統平臺，完成了系統的軟硬件設計、實現及操作系統移植； 最后，設計并實地進行了一個新的試驗，即基于LabVIEW8.2的數據采集卡的現場模擬試驗，給出了試驗結果和分析。該試驗方便于測量與數據采集，可得到較為精準的現場數據，為后續的數據處理打下了基礎；
上傳時間： 2013-07-29
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