溫度的測量在工業領域最為常見,隨著電子技術、計算機技術的飛速發展,對現場溫度的測量也由過去的模擬刻度溫度計、指針溫度計向數字顯示的智能溫度計發展,而且,對測量的精度要求也越來越高。目前,盡管市場上也有高精度的溫度測量儀,但一般價格都很昂貴。傳統的8位單片機已經越來越不能適應日漸復雜的應用需求。友好的交互界面、網絡互聯功能、智能化的軟件、高效的數據處理幾乎成了智能化系統的共同需求。隨著嵌入式系統的迅猛發展,這種應用系統正逐步取代傳統的以PC為中心的應用,成為未來智能化儀表中的主力軍。本文立足于設計一種通用性強的測溫系統,可以在軟硬件兩方面適應多種測溫元件,為系統日后升級帶來方便。 本論文以對通用Linux操作系統在32位ARM微處理器上進行移植并對其實時性進行了改造。研制了鉑熱電阻高精度溫度監測系統,闡述了其具體技術指標及相關實現方法。系統以S3C2410為硬件核心,開發了主板及數據采集調理電路。構建了以微處理器S3C2410、閃存FLASH、存儲器SRAM、A/D、鍵盤、顯示器為一體的溫度監測的硬件平臺。在此硬件平臺上嵌入RT—Linux嵌入式實時操作系統,構建系統的多任務管理,最終完成了本課題的設計開發。
上傳時間: 2013-06-07
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在現代工業測控領域,人們對數據采集的要求越來越高;不僅要求高速、高精度還要求采集設備便攜化、網絡化和智能化,此外還需要友好的人機界面。傳統的8/16位單片機因資源極度受限,難以滿足上述要求;而PCI或ISA數據采集卡,則存在著安裝麻煩、價格昂貴且電磁兼容性差等缺點。32位嵌入式微處理器的出現很好地解決了上述矛盾,本文的研究正是基于ARM的嵌入式數據采集系統的設計。 本文以齒輪箱或機械轉軸的振動信號為采集對象設計了基于ARM處理器和嵌入式Linux的數據采集系統。該系統硬件平臺以S3C2410主控板和自行研制的振動信號調理板為核心,在此基礎上擴展了UART、RS485、USB、TCP/IP以及單總線通信接口,適應多種條件下的數據傳輸。同時系統提供了LCD顯示和觸摸屏輸入模塊,具備良好的人機交互功能。軟件方面,搭建Linux交叉開發環境,實現了基于Linux操作系統的Bootloader的移植。最后,根據課題需要,完成了A/D采樣和單總線驅動程序的設計。 本嵌入式數據采集系統存儲容量大,硬件接口豐富,軟件資源配置靈活,設計方案具有很好的通用性和可擴展性。
上傳時間: 2013-05-28
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聚乙烯(PE)管道系統在各個行業的應用越來越廣泛,特別是PE管道在燃氣輸送和給水排水方面的快速發展,使得PE管道正在逐步的替代金屬管道系統。PE管道的連接技術是PE管道系統應用中的關鍵技術之一,連接的質量對PE管道系統整體壽命有重大影響。熱熔對接焊是一種經濟、快速有效的連接方法,具有密封、均勻、牢固的優點,同時又有焊接過程復雜,工藝參數多的特點,對焊接機的自動化程度要求較高。然而,目前國內工程上還沒有全自動化的熱熔焊接機,焊接過程需要人工干預,管道焊接質量難以保證。因此,研究設計焊接過程全自動化的熱熔對接焊機對提高焊接質量,保證PE管道系統的使用壽命有重要意義。 本文通過分析和研究熱熔對接焊的焊接流程和工藝參數,提出了一種結合嵌入式技術,使焊接過程全自動化的熱熔焊接機控制系統的實現方案。本文所設計的控制系統實現了熱熔對接焊的焊接時序自動控制,操作糾錯及錯誤信息管理,焊接數據的管理及追溯。課題研究的主要內容有: (1)通過分析全自動熱熔對接焊機的整體需求,構建基于ARM7處理器和μC/OS-Ⅱ的嵌入式系統平臺,包括設計硬件系統和移植操作系統; (2)實現熱熔對接焊過程的全自動化,包括自動控制銑削管道端面;測量拖動壓力以及自動補償拖動力;自動控制熱板插入后的所有焊接階段即:加壓、成邊、降低壓力、吸熱、抽板、加壓、保壓、冷卻的自動控制。焊接過程中各個階段以曲線方式動態的顯示給用戶,焊接完成后焊接數據自動存儲; (3)實現系統必須的功能模塊,主要包括LCD圖形用戶界面、數據管理模塊、USB移動存儲器讀寫模塊。硬件主要實現電源、復位和時鐘電路;USB、SPI總線和UART接口電路;A/D和D/A轉換接口電路;LCD接口和JTAG接口電路等。軟件方面主要包括LCD控制芯片驅動程序、基本圖形處理程序、圖形用戶界面、數據管理系統、USB控制芯片驅動程序、USB大規模存儲器協議實現、FAT16/FAT32文件系統操作程序以及自動控制程序等。
上傳時間: 2013-04-24
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臭氧(O3)作為一種無污染的強氧化劑,已在醫學、衛生、食品、飼養業、養殖業、化工生產、大氣凈化、污水處理和飲用水殺菌消毒等行業廣泛應用,取得了顯著效果,其應用規模也越來越大。在使用中,如果臭氧濃度過高會加大設備造價同時對人體有危害,臭氧濃度太小又難以收到滿意效果。因此在很多場合必須嚴格控制臭氧的濃度,以便達到既能殺菌消毒,又不危害人體健康的目的。目前,臭氧檢測的方法分為兩類,一類是采樣后實驗室分析,首先進行環境空氣的樣品采集,然后拿到實驗室利用化學方法進行分析;一類是自動監測儀器法,利用臭氧自動監測儀進行環境空氣中臭氧濃度的測定。然而在對臭氧消毒后空氣中臭氧濃度檢測的過程中,以上兩種方法具有檢測周期長、操作步驟復雜、設備體積大、不便于攜帶等缺點。因此設計一種檢測方法簡單、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儀具有一定的現實意義。 在硬件設計上,首先,為了完成臭氧濃度信號的提取,對臭氧傳感器進行了精心的選擇;其次,為了保證傳感器穩定可靠的工作,重點設計了恒電位儀電路,同時為了滿足后續A/D檢測精度的要求,對檢測到的電壓信號進行了調理;最后,為了實現系統的基本功能,以ARM微處理器LPC2210為核心搭建了系統的硬件平臺。 在軟件設計上,為了提高系統的智能化程度,引入了μC/OS-Ⅱ操作系統。同時為了減少系統功耗盡量縮短CPU的運行時間。當儀器無人操作一段時間后,系統會自動關閉一部分外圍器件并且使微處理器處于掉電狀態以減少功耗。 在操作的可靠性方面,設計了一鍵開機功能;同時為了延長電池的使用壽命,設計了電源智能管理模塊。
上傳時間: 2013-05-21
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本文討論工業廢水中和處理中pH值的控制方法。由于中和反應中pH值的變化是一個嚴重非線性的過程,pH值控制被公認為世界上的控制難題之一,在此運用了ARM技術和模糊控制來解決這一難題。 論文首先介紹了工業廢水處理中酸堿度控制的現狀、存在的問題,并提出了基于ARM的工業廢水控制系統的設計方案。其次詳細研究了當前嵌入式系統的發展,深入探討了ARM嵌入式處理器的特點、應用及體系結構,并著重介紹了本文所使用的LPC2131微處理器。然后針對pH的非線性特點做了分析并設計了以INA116為核心元件的pH測量電路。在廣泛閱讀和全面深入總結國內外相關文獻資料的基礎上,了解了模糊控制的一些關鍵技術和發展現狀,設計出了基于ARM的工業廢水模糊控制器。 硬件設計與軟件設計為本論文的重點內容。硬件設計包括:電源電路、復位電路、晶振電路、Flash存儲器、SDRAM存儲器、JTAG電路、串行通信電路、LCD模塊設計、A/D變換模塊、PWM電磁閥驅動電路;軟件設計除了為硬件提供相應的驅動程序外,最重要的是用C語言實現了基于ARM的工業廢水模糊控制器。基于ARM的工業廢水控制系統中上位機和下位機的數據通訊采用RS-232方式,下位機采用C語言編程、ADS1.2開發,上位機采用Delph17.0進行設計。 論文的最后對全文的主要研究內容進行了總結,指出了設計過程中遇到的問題及存在的不足之處,給出了主要研究結論和今后的研究方向。實驗結果表明系統基本上達到了系統設計中所給出的性能指標,證明了整個系統設計的正確性和合理性,很好地解決了pH值控制中的非線性問題。與傳統控制方法相比較,本系統結構簡單,控制效果良好。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著計算機、通信、電子技術的進步,嵌入式系統和以太網技術的融合將成為嵌入式技術未來的重要發展方向。基于ARM的嵌入式系統由于具有低功耗、高性能、低成本、可以進行多任務操作等優點,在控制領域得到了越來越廣泛的應用。 本選題來自中山大學與北京航天五院合作研制的流體網絡系統地面原理樣機控制器設計項目。論文研究的主要目的是利用基于ARM920T內核的嵌入式微處理器AT91RM9200融合多傳感器設計一種可以在地面實驗室環境中可靠運行的數據采集與溫度控制系統。 本文從嵌入式測控系統的硬件實現和軟件設計兩方面進行分析。在硬件設計上,主控制板以Atmel公司生產的AT91RM9200 CPU為核心,主要包括串口模塊、存儲模塊、以太網接口模塊、基于SPI串行接口設計的數據采集模塊(A/D)、基于I2C接口設計的PID控制信號輸出模塊(D/A)和采用PIO接口設計的開關控制輸出模塊等電路,其中后三個模塊承擔了流體網絡回路的傳感器數據采集,關鍵點的溫度控制和多路電磁閥的開關控制等任務,后文將重點介紹。在軟件設計方面,主要分兩個方面進行討論,分別為主控制器上基于嵌入式Linux系統的軟件和上位機采用Visual C++編寫的監控軟件。主控制器軟件采用多線程進行設計,包括主線程、服務器子線程和數據采集子線程,三個線程同時運行,提高了系統的運行效率。上位機和主控制器通過接入以太網中,然后由服務器線程和上位機客戶端利用socket套接字實現通信。同時上位機軟件也提供形象美觀的圖形用戶界面,配合主控制器實現特定的溫度、流量和壓力監控。 本論文設計的嵌入式測控系統充分利用了AT91RM9200內嵌的的強大功能模塊,包括SPI接口模塊和I2C接口模塊等,可廣泛應用于控制領域。對該系統的一些研究成果和設計方法具有一定的先進性和良好的實用性,具有良好的應用前景。
上傳時間: 2013-06-30
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電動助力轉向系統(EPS)是集節能、環保、安全為一體的前沿技術,是未來車輛轉向系統的發展方向。本文研究了電動助力轉向系統的構成和工作原理,自主研發設計了一套電動助力轉向控制系統,并進行實車試驗。 控制系統中采用了基于ARM7TDMI—S內核的高性能芯片LPC2131芯片(EasyARM2131開發板)進行控制器設計,分析和選擇了系統的控制策略,完成了控制器的硬件和軟件設計。系統的控制策略中采用了折線改進型助力曲線助力方式和模糊與數字PID相結合的控制方法,并進行相關補償控制的分析;硬件設計過程中采用了抗干擾技術進行優化設計,完成了信號采集和處理電路、電機驅動電路、電源電路以及故障診斷等電路設計;軟件設計采用了結構化的沒計思想,完成了包括控制系統主程序、A/D采集子程序、車速和發動機信號的采集子程序、電機PWM控制驅動子程序以及故障診斷和信息顯示子程序的設計,并在扭矩信號處理程序中應用容錯技術進行了軟件冗余優化設計。 本文對自主開發設計的EPS控制系統進行了實車試驗和結果分析,試驗結果表明,本文所設計的基于ARM的汽車電動助力轉向控制系統在轉向輕便性、穩定性和可靠性等方面性能良好,完全滿足設計要求。
上傳時間: 2013-07-21
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隨著計算機技術的飛速發展,嵌入式系統在人們的生產生活中發揮著越來越重要的作用。近年來,基于ARM處理器和μC/OS-II操作系統的嵌入式技術已經成為當前嵌入式領域的研究熱點之一。 論文主要研究基于ARM7處理器和μC/OS-II操作系統的嵌入式測控平臺架構,為測控系統開發提供一個方便功能擴展的軟硬件環境。在此基礎上,以加速度計為對象,利用嵌入式系統的豐富資源,完成對其內部溫度及加速度信號的采集實例。硬件設計分為核心系統設計和數據采集控制子系統設計兩部分。核心系統主要包括控制核心S3C44BOX模塊、存儲器模塊、調試接口模塊、液晶顯示模塊以及數控鍵盤模塊等。完成了母板的設計與驗證,并預留多種接口,增強了可擴展性。采集控制子系統作為數據采集及控制機構,主要由A/D轉換芯片完成和串行通信模塊,用來接收傳感器傳輸的數據,經ARM處理器分析處理后,通過串行通訊方式與下位機通信。由于有多個下位系統,平臺設計擴展了8路帶高速緩沖的異步串行通信模塊。最后,對各硬件模塊進行總體調試,并對調試結果進行了分析。 調試結果表明,該硬件平臺不僅響應速度快、成本低、可靠性好,而且具有良好的可移植性和可裁剪性,便于根據實際需求進行功能擴展和裁剪,達到了預期的設計目標。
上傳時間: 2013-07-26
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A/D轉換,中斷定時,當檢測電流值小到一定時,認為投影儀已經關閉,延時切斷電源
上傳時間: 2013-07-24
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隨著現代計算機技術和互聯網技術的飛速發展,嵌入式系統成為當前最熱門的焦點之一;ARM以其高性能低功耗等特性成為目前應用最廣泛的32位嵌入式處理器。近年來得到快速發展的機電一體化設備的人民幣紙幣清分機系統,是嵌入式系統的典型應用;它的主要工作流程是:人民幣圖像通過圖像傳感器采集得到的模擬信號,經過放大、A/D轉換和FPGA協調之后得到數字圖像,經緩存后進入到主CPU--S3C2410,通過圖像識別,實現面向、面值、新舊分級、破損程度等特征的識別,最后送出結果到控制CPU對識別結果進行相應的顯示和機械動作。論文主要涉及以下這些內容: 1):基于ARM的嵌入式系統和清分機系統介紹。 2):人民幣清分機的硬件系統基本構架,清分機的各關鍵硬件的選型及主要原理;著重介紹清分機的處理核心--S3C2410。 3):圖像處理基礎。介紹了清分機系統中各類圖像的特點,圖像分析中的常用工具--灰度直方圖,從而為識別算法做好準備。 4):介紹了人民幣的特征識別算法原理及實現基本流程,通過MATLAB對算法進行仿真研究。 5):嵌入式linux設備驅動的開發。針對清分機設備種類繁多而又是多任務的特點,本文提出使用可裁剪而又穩定的linux操作系統來管理整個清分機系統;而實現操作系統對清分機的管理首先就要實現設備與操作系統的連接--設備驅動。
上傳時間: 2013-06-01
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