T-Kernel作為一種嵌入式操作系統(tǒng)，由于實時性和開源性，在嵌入式操作系統(tǒng)領域中的應用越來越廣泛。ARM是一款比較好的微處理器，T-Kernel在ARM上的應用研究基本上是空白，所以結合兩者進行研究促進T-Kernel在國內嵌入式領域的發(fā)展。同時，T-Kernel內部調度機制存在著優(yōu)先級反轉缺陷，優(yōu)先級反向使得高優(yōu)先級任務的執(zhí)行時間無法預測，增加了實時系統(tǒng)的不確定性。早期的解決協(xié)議較好地解決了優(yōu)先級反轉問題，但同時也存在著自身不足之處。 針對T-Kernel存在的缺陷，在深入研究相關協(xié)議的基礎上，本論文提出了一種新的改進的優(yōu)先級繼承協(xié)議。該協(xié)議設置超時保護機制，避免任務在獲取信號量時長時間的阻塞，結合Havender提出的“有序資源使用法”防止死鎖發(fā)生，給出該協(xié)議的分析過程，并把該協(xié)議結合到T-Kernel中。在這個基礎之上，建立研究開發(fā)平臺；針對硬件設備，研究引導程序的執(zhí)行原理，實現(xiàn)系統(tǒng)的引導程序；構建T-Kennel內核；移植內核到開發(fā)板；最后對T-Kernel的啟動過程進行了詳細的分析。 T-Kernel在ARM上的移植研究，為嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的提供了一種開發(fā)流程，同時對于T-Kernel的啟動過程的分析，為以后的應用程序開發(fā)提供了一個接口；對于T-Kernel存在的優(yōu)先級反轉問題的解決，可以改進T-Kernel的實時性和靈活性，同時為實時系統(tǒng)的性能改進提供了參考。
上傳時間： 2013-04-24
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電力變壓器是電力系統(tǒng)的重要設備之一，其安全運行對于保障電力系統(tǒng)的安全可靠運行意義重大。對變壓器繞組進行狀態(tài)檢測和故障診斷，及時發(fā)現(xiàn)變壓器的事故隱患，避免事故的發(fā)生，對提高變壓器運行的安全可靠性，具有十分重要的意義。 本文分變壓器繞組變形檢測基礎、嵌入式系統(tǒng)設計基礎、硬件設計和軟件設計四個部分。前兩個部分主要介紹基礎的背景知識:首先簡要介紹了變壓器繞組變形的幾種測試方法與比較，重點介紹了頻響法的診斷原理與模型；然后介紹了嵌入式系統(tǒng)的概念與組成，特別是Linux在ARM上的相關移植。后面的兩個部分則在前面的理論基礎上分別從硬件和軟件介紹了如何實現(xiàn)基于嵌入式系統(tǒng)的變壓器繞組變形測試儀:在硬件部分中，利用S3C2410A自帶的USB控制器、LCD控制器、SD卡控制器，簡化了系統(tǒng)設計，并針對系統(tǒng)需要設計了掃頻信號發(fā)生器、數(shù)據(jù)高速采集與緩存等模塊；在軟件部分中，介紹了ARM基于Linux操作系統(tǒng)的I/O口、USB、LCD驅動的編寫，以及相關應用程序的編寫包括數(shù)據(jù)采集部分程序、LCD、串口通訊程序等，同時本文充分考慮了通訊環(huán)節(jié)可能引起的延遲問題以及提高系統(tǒng)資源利用效率等因素，提出了將系統(tǒng)設計成多進程的思路，并實現(xiàn)之。
標簽： ARM 變壓器 繞組變形 檢測系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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針對城市交通中的停車難問題，課題組研制了有效的泊車管理系統(tǒng)，泊車手持機是泊車管理系統(tǒng)的重要組成部分之一，完成車輛的信息輸入任務及對車輛實現(xiàn)有效監(jiān)管。泊車手持機主要實現(xiàn)與泊車咪表的無線通信，讀寫會員車主IC卡，車牌圖像的采集和提供友好的交互操作界面，并實時處理車輛的進出信息，完成泊車費用的結算。 提出了泊車手持機的硬件設計方案，詳細描述了系統(tǒng)軟件模塊的設計及實現(xiàn)過程。系統(tǒng)硬件平臺采用了基于ARM體系架構的S3C2440作為核心處理器，外圍擴展了nRF24E1無線收發(fā)芯片、ZLG500AGT讀卡模塊、CMOS7620攝像頭。在此硬件平臺的基礎上，探討并解決了嵌入式linux系統(tǒng)軟件平臺的搭建，包括以下方面：交叉編譯工具鏈的建立、QT的移植、Linux內核移植、文件系統(tǒng)制作、嵌入式數(shù)據(jù)庫SQLite3的移植和GDB遠程調試環(huán)境的建立。完成了處理器與無線芯片的串口程序設計，讀卡設備的驅動編寫，攝像模塊的驅動編寫以及用戶界面軟件的設計，實現(xiàn)了泊車手持機的功能。通過調試表明，系統(tǒng)達到了設計要求，設計方案可行并具有良好的應用前景。
上傳時間： 2013-06-28
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材料試驗機是測定材料機械性能的基本設備之一，應用范圍廣泛。它主要由機械、加載及測試等系統(tǒng)組成，其中測試系統(tǒng)是試驗機不可缺少的組成部分，它對試驗機的性能又起著決定性作用。隨著實驗科學的發(fā)展、科技的進步以及應用需求的增加，舊有的測試系統(tǒng)已逐漸不能適應人們的測試需求，為了擴大傳統(tǒng)材料試驗機的應用范圍，全面提高測量的準確性、實驗效率和智能化水平，越來越多的高新技術正在被引入到材料試驗機測試系統(tǒng)領域。 本課題屬于企業(yè)委托的技術開發(fā)項目，其目的是開發(fā)一套用于材料性能測試的試驗機測試系統(tǒng)。針對項目委托方提出的功能要求，經(jīng)過對試驗機測試技術及其發(fā)展趨勢的研究分析，最終確定采用USB總線技術，設計一款基于32位嵌入式微處理器ARM的集數(shù)據(jù)采集、分析、顯示為一體的試驗機測試系統(tǒng)。 基于課題的研究內容，本文在分析研究USB和ARM技術的基礎上，圍繞著設計目標，從整體方案的選擇、測試系統(tǒng)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(tǒng)硬件電路設計、固件程序設計、設備驅動程序設計和應用程序設計的實現(xiàn)進行了深入論述。 為驗證所設計的測試系統(tǒng)是否達到實際要求，本文采用實測的方式進行測試研究。測試結果表明，本測試系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠，各項功能均達到了預定的設計要求。
標簽： ARM 材料 試驗機 測試系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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超聲波電機是一種全新原理的直接驅動電機，它利用壓電陶瓷逆壓電效應激發(fā)的超聲振動作為驅動力，通過定轉子間的摩擦力來驅動轉子運動。與傳統(tǒng)的電磁電機相比，它具有低速大轉矩、無電磁干擾、動作相應快、運行無噪聲、無輸入自鎖等卓越特性，在非連續(xù)運動領域、精密控制領域要比傳統(tǒng)的電磁電機性能優(yōu)越得多。超聲波電機在工業(yè)控制系統(tǒng)、汽車專用電器、精密儀器儀表、辦公自動化設備、智能機器人等領域有廣闊的應用前景，近年來倍受科技界和工業(yè)界的重視，成為當前機電控制領域的一個研究熱點。 本文主要研究了行波型超聲波電機的嵌入式驅動控制系統(tǒng)設計。系統(tǒng)是基于ARM嵌入式微控芯片設計的。全文共分為6部分。第一章主要介紹了國內外超聲波電機驅動控制技術在國內外的發(fā)展狀況，ARM芯片的結構原理以及本課題的選題意義。第二章在前人的研究基礎上做了系統(tǒng)仿真，為系統(tǒng)的硬件設計提供設計指導。第三章提出了基于ARM的超聲波電機嵌入式驅動控制系統(tǒng)設計方案，并介紹了系統(tǒng)各個模塊的設計與調試的過程和結果。第四章介紹了uC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)在ARM上的移植，以及基于該操作系統(tǒng)的電機控制系統(tǒng)軟件設計流程。第五章介紹了系統(tǒng)各子程序的設計，速度控制與定位控制的算法設計，以及系統(tǒng)調試的結果。第六章總結了本論文的主要貢獻、存在問題以及后續(xù)課題的研究方向。
上傳時間： 2013-04-24
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風速是氣象測量的一個重要要素，利用超聲波進行風速測量現(xiàn)如今得到廣泛的應用，技術已經(jīng)很成熟。當超聲波在空氣中傳播時，受到風速的影響，順風和逆風情況下存在一個時間差，基于這個原理制成的時差法超聲波風速測量儀表，具有精度高、可靠性強、集成度高等優(yōu)勢，并可以與雨量、濕度等測量儀表構成完整的移動氣象站，與傳統(tǒng)的機械式儀表、電磁式儀表相比，具有較強的優(yōu)勢，其關鍵參數(shù)是系統(tǒng)的測量精度。 ARM作為32位的微處理器，具有豐富的片上資源，高達60M的處理能力，而且功耗很小，適合作為智能儀表的核心處理器。本文給出了基于LPC2132的風速測量系統(tǒng)，可以實現(xiàn)風速的測量、顯示、精度調節(jié)以及與上位機之間的通信等功能。系統(tǒng)硬件電路包括ARM7處理器以及外圍的模擬、數(shù)字電路，并采用模塊化進行設計。這種思想大大簡化了系統(tǒng)硬件電路設計的復雜性，增強了系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。軟件部分根據(jù)超聲波信號的特點，選用新型的構造包絡的方法，在準確判斷超聲波到達時間的問題上有所改進。 文章共分六個部分。第一章緒論介紹了超聲波風速測量儀表的發(fā)展現(xiàn)狀、本篇論文選題的目的和意義、所做的工作以及創(chuàng)新點。第二章介紹了超聲波風速測量的基本原理。第三章是介紹基于ARM的超聲波風速測量的系統(tǒng)的硬件設計。第四章是系統(tǒng)的軟件設計。第五章是系統(tǒng)的誤差分析。第六章是全文的總結以及就下一步的工作提出一些設想。
標簽： ARM 超聲波 系統(tǒng)設計 風速測量
上傳時間： 2013-06-04
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車輛姿態(tài)是車輛控制所需的重要參數(shù)，其測量方法、測量精度與測量系統(tǒng)的性能和成本密切相關。隨著微處理器技術與新型傳感器技術的發(fā)展，利用加速度計、磁阻傳感器和ARM微處理器構成基于地球磁場和重力場的捷聯(lián)式姿態(tài)測量系統(tǒng)，已成為許多載體姿態(tài)測量的首選。同時姿態(tài)測量系統(tǒng)住地理勘探、石油甲臺鉆井和機器人控制方血也有著廣泛的應用。 本文研究設計了一款基于ARM處理器的姿態(tài)測量系統(tǒng)，在保證體積、成本和實時性的前提下，完成載體姿態(tài)角的準確測量。采用Honeywell公刊的3軸磁阻傳感器HMC1021/1022和ADI公司的2軸加速度計ADXL202以及S3C44BOX ARM7微處理器構建捷聯(lián)式姿態(tài)測量系統(tǒng)。磁阻傳感器和加速度計分別感應地球磁場和重力場信號，微處理器對檢測到的信號進行處理和誤差補償后，解算出的姿念角，最后由LCD顯示或者通過串行通訊接口輸出到上位機，實現(xiàn)姿態(tài)角的實時準確測量。 本文詳細介紹了基于地球磁場和重力場信號進行姿態(tài)測量的原理，推導了方向角、俯仰角和橫滾角求解的數(shù)學模型。完成了姿態(tài)測量系統(tǒng)硬件電路的設計與調試，實現(xiàn)了包括：uC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)的移植、加速度數(shù)據(jù)采集、地球磁場數(shù)據(jù)采集和姿態(tài)角解算等系統(tǒng)軟件的設計，最后對系統(tǒng)測量結果給出了誤差分析，添加了數(shù)字濾波、橢圓效應校正等算法來補償誤差，從而有效提高了系統(tǒng)測量精度。
標簽： ARM 姿態(tài)測量 系統(tǒng)設計
上傳時間： 2013-07-20
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隨著社會的進步和經(jīng)濟的發(fā)展，我國機動車輛的數(shù)量不斷的增加，造成了交通事故日益增多、交通擁擠等一系列社會急需解決的問題。車載定位終端是嵌入式技術、ARM處理器技術、GPS技術、GPRS無線通訊技術相結合的產(chǎn)物，對智能交通的研究和發(fā)展具有重要意義，為現(xiàn)代交通運輸提供了新穎，可靠，有效的控制和管理途徑。 本文先通過對GPS衛(wèi)星定位理論，衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理的深入研究，對GPRS移動通信技術規(guī)范的細致分析以及ARM嵌入式硬件系統(tǒng)、Linux嵌入式操作系統(tǒng)等計算機技術的不斷實踐，提出一套基于GPRS無線通信技術的車載定位終端的設計方案。車載定位終端將GPS模塊傳輸過來的定位信息提取出來，一方面將定位信息顯示在界面上，一方面通過GPRS模塊將車輛信息發(fā)送給車輛監(jiān)控中心。本設計采用ARM920T核的S3C2410A微處理器作為硬件平臺，然后設計相應的外圍電路，加上GPS模塊電路和GPRS模塊電路，構成一個完整的硬件系統(tǒng)。軟件設計采用宿主機/目標機的開發(fā)模型，在構建好交叉編譯環(huán)境后，向處理器上移植Bootloader和Linux操作系統(tǒng)。然后用Qt應用軟件，采取多線程編程的方法完成GPS數(shù)據(jù)的提取、車輛信息發(fā)送和人機界面的實現(xiàn)。最后將編譯好的程序，下載到硬件平臺。
上傳時間： 2013-04-24
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地鐵信號設備中輸入輸出設備是信號邏輯和現(xiàn)場設備之間的接口，有著四高（高安全，高可靠，高可維護，高可用）要求，目前信號系統(tǒng)廠家的傳統(tǒng)做法是整個信號系統(tǒng)產(chǎn)品由一家公司來完成，可是隨著技算機技術的快速發(fā)展，邏輯部份目前已可以采用通用COTS產(chǎn)品，而輸入輸出部分還是需要各個信號廠家自己設計和生產(chǎn)，因此設計出一款通用型的輸入輸出控制器已成地鐵行業(yè)的發(fā)展方向。 為了滿足以上要求，本文從實際應用角度出發(fā)，使信號系統(tǒng)的產(chǎn)品更加的開放透明，設計出基于ARM的地鐵用安全型的智能I/O，從而使信號系統(tǒng)設計可以方便地和現(xiàn)場信號設備接口。 在硬件上采用冗余設計，以ARM為主處理器，整個系統(tǒng)無單點硬件故障，采集部分采用動態(tài)異或輸入設計，驅動部分采用安全驅動設計。 基于ARM的地鐵用安全智能I/O嚴格遵循歐洲鐵路信號產(chǎn)品的標準，使系統(tǒng)的安全性，可靠性，可用性和可維護性有了充分的保障。 本文主要介紹了地鐵用安全型智能I/O控制器的設計和實現(xiàn)，包括設計思想，具體實施，硬件和軟件的設計等。
上傳時間： 2013-06-12
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輸電線路巡檢機器人是一種用于巡查輸電線路故障的自動裝置，巡線中采用機器人技術可以減輕作業(yè)強度、降低費用、提高巡檢質量。 本文采用PHILIPS公司的32位ARM處理器LPC2210為核心設計了巡線機器人運動控制器；采用NS公司的專用電機驅動芯片LMD18245設計了電機驅動部分；應用ProtelDXP設計了控制器及電機驅動電路的原理圖及PCB布線；針對機器人工作在架空輸電線路上，存在電磁干擾及雨雪天氣的影響，設計了控制器的屏蔽封裝，保證了控制器的穩(wěn)定性；控制器電路結構采用了模塊化設計，從而使硬件系統(tǒng)具有良好的擴展性。
上傳時間： 2013-06-30
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