表面粗糙度是機械加工中描述工件表面微觀形狀重要的參數(shù)。在機械零件切削的過程中,刀具或砂輪遺留的刀痕,切屑分離時的塑性變形和機床振動等因素,會使零件的表面形成微小的蜂谷。這些微小峰谷的高低程度和間距狀況就叫做表面粗糙度,也稱為微觀不平度。表面粗糙度的測量是幾何測量中的一個重要部分,它對于現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展起了重要的推動作用。世界各國競相進行粗糙度測量儀的研制,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,各種各樣的粗糙度測量系統(tǒng)也競相問世。對于粗糙度的測量,隨著技術(shù)的更新,國家標準也一直在變更。最新執(zhí)行的國家標準(GB/T6062-2002),規(guī)定了粗糙度測量的參數(shù),以及制定了觸針式測量粗糙度的儀器標準[1]。 隨著新國家標準的執(zhí)行,許多陳舊的粗糙度測量儀已經(jīng)無法符合新標準的要求。而且生產(chǎn)工藝的提高使得原有方案的采集精度和采集速度,滿足不了現(xiàn)代測量技術(shù)的需要。目前,各高校公差實驗室及大多數(shù)企業(yè)的計量部門所使用的計量儀器(如光切顯微鏡、表面粗糙度檢查儀等)只能測量單項參數(shù),而能進行多參數(shù)測量的光電儀器價格較貴,一般實驗室和計量室難以購置。因此如何利用現(xiàn)有的技術(shù),結(jié)含現(xiàn)代測控技術(shù)的發(fā)展,職制出性能可靠的粗糙度測量儀,能有效地降低實驗室測量儀器的成本,具有很好的實用價值和研究意義。 基于上述現(xiàn)狀,本文在參考舊的觸針式表面粗糙度測量儀技術(shù)方案的基礎(chǔ)上,提出了一種基于ARM嵌入式系統(tǒng)的粗糙度測量儀的設(shè)計。這種測量儀采用了先進的傳感器技術(shù),保證了測量的范圍和精度;采用了集成的信號調(diào)理電路,降低了信號在調(diào)制、檢波、和放大的過程中的失真;采用了ARM處理器,快速的采集和控制測量儀系統(tǒng);采用了強大的PC機人機交互功能,快速的計算粗糙度的相關(guān)參數(shù)和直觀的顯示粗糙度的特性曲線。 論文主要做了如下工作:首先,論文分析了觸針式粗糙度測量儀的發(fā)展以及現(xiàn)狀;然后,詳細敘述了系統(tǒng)的硬件構(gòu)成和設(shè)計,包括傳感器的原理和結(jié)構(gòu)分析、信號調(diào)理電路的設(shè)計、A/D轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計、微處理器系統(tǒng)電路以及與上位機接口電路的設(shè)計。同時,還對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集進行了研究,開發(fā)了相應(yīng)的固件程序及接口程序,完成數(shù)據(jù)采集軟件的編寫,并且對表面粗糙度參數(shù)的算法進行程序的實現(xiàn)。編寫了控制應(yīng)用程序,完成控制界面的設(shè)計。最終設(shè)計出一套多功能、多參數(shù)、高性能、高可靠、操作方便的表面粗糙度測量系統(tǒng)。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著電力系統(tǒng)的迅速發(fā)展和電力電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用,電能污染日益嚴重,電能質(zhì)量問題已經(jīng)成為電力部門及電力用戶越來越關(guān)注的問題。電能質(zhì)量的各項指標若偏離正常水平過大,會給發(fā)電、輸變電和用電設(shè)備帶來不同程度的危害。電能質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到國民經(jīng)濟的總體效益,因此對電能質(zhì)量進行檢測和分析從而提高和改善電能質(zhì)量具有非常重要的意義。 本文首先介紹了電能質(zhì)量的基本概念,對各種電能質(zhì)量問題的分類、特征及產(chǎn)生原因和危害作了詳細的闡述。通過對電能質(zhì)量各項指標(供電電壓偏差、頻率偏差、公用電網(wǎng)諧波、三相電壓不平衡度、電壓波動與閃變)的分析,以傳統(tǒng)的傅立葉變換理論為基礎(chǔ),針對目前電能質(zhì)量分析的難點即對突變的、暫態(tài)的、非平穩(wěn)的信號的檢測與分類,提出了基于小波變換的暫態(tài)電能質(zhì)量分析方法。利用小波變換模極大值原理檢測信號奇異點作為是否發(fā)生暫態(tài)擾動的判據(jù),克服了傳統(tǒng)方法中無時域局部性的缺點。 在系統(tǒng)的研究了電能質(zhì)量分析的相關(guān)理論和檢測技術(shù)的基礎(chǔ)上,針對電能質(zhì)量分析系統(tǒng)中需要支持復(fù)雜算法和保持實時性的特殊要求,研制了基于DSP與ARM構(gòu)架的嵌入式電能質(zhì)量分析系統(tǒng)的硬件平臺和軟件系統(tǒng)。重點分析了DSP與ARM的選型依據(jù)、結(jié)構(gòu)特點、具體應(yīng)用等。并且詳細的介紹了硬件平臺的各部分組成和電路原理圖。隨后,提出了該裝置軟件部分設(shè)計思想,其中重點介紹了DSP部分的FFT算法設(shè)計、ARM部分的uC/OS-II操作系統(tǒng)移植和MiniGUI圖形界面開發(fā)。最后對論文的主要工作進行了總結(jié),對以后可深入研究的方向進行了展望。
標簽: DSP ARM 電能質(zhì)量監(jiān)測
上傳時間: 2013-07-10
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信息技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字化產(chǎn)品的普及,導(dǎo)致了對嵌入式開發(fā)的巨大需求。以Linux為宿主機系統(tǒng),搭配一個交叉編譯環(huán)境,為嵌入式設(shè)備生成可執(zhí)行程序己成為現(xiàn)在日益流行的編譯嵌入式軟件的解決方案。而開放源代碼的GNUT具鏈是一套開源的開發(fā)環(huán)境,是嵌入式軟件開發(fā)中理想的交叉編譯器。但現(xiàn)有GNUI具鏈支持的平臺并不能滿足層出不窮的嵌入式產(chǎn)品的開發(fā)需要,仍有許多平臺得不到支持,例如我們進行的minix向ARM-MINIX平臺的移植。 本文以在linux環(huán)境下構(gòu)建MINIX嵌入式系統(tǒng)的交叉編譯工具鏈為背景,首先介紹了交叉編譯系統(tǒng)的基本組成和結(jié)構(gòu),以及利用GCC構(gòu)建交叉編譯環(huán)境的優(yōu)越性。然后對目標平臺作了介紹。分析了GCC編譯器,說明了GCC的設(shè)計思想,系統(tǒng)結(jié)構(gòu),介紹了GNU Binutils的功能,使用方法;接著分析了GNU工具鏈中的GAS和GLD的實現(xiàn)機制及源代碼結(jié)構(gòu),由于BFD是GNUBinutils的基礎(chǔ),GAS和GLD都是使用BFD庫來操作目標文件,因此在這一部分本文對BFD庫的工作機制,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也作了重點分析。緊接著說明了GCC交叉編譯系統(tǒng)的移植思路和方法,實現(xiàn)難點,以及一些相關(guān)技術(shù)細節(jié),這涉及到了若干重要的C源文件,Makefile,配置文件的修改,重點給出了BFD庫,GAS和GLD的分析及其重定向(通常GCC生成的目標程序是針對GNU/Linux系統(tǒng)的)的實現(xiàn);然后本文給出了在GNU/Linux宿主機上構(gòu)建針對ARM-MINIX的參數(shù)設(shè)置及過程:最后對本文所做的工作進行了總結(jié)。
標簽: ARM-MINIX GNU 嵌入式系統(tǒng)
上傳時間: 2013-05-31
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隨著Internet和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展,嵌入式系統(tǒng)呈現(xiàn)巨大的市場需求,成為當今IT產(chǎn)業(yè)的焦點之一,其應(yīng)用領(lǐng)域涉及通信、自動化、信息家電、軍事等各個方面。但同時大量的嵌入式應(yīng)用也對嵌入式設(shè)備的性能提出了更高的要求。基于32位RISC處理器的嵌入式技術(shù)更能滿足嵌入式設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)功能需求。 網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展給人們的生活和工作提供了越來越多的便利,家庭網(wǎng)絡(luò)、辦公網(wǎng)絡(luò)、實驗室等小型局域網(wǎng)越來越多,而且隨著信息社會的不斷發(fā)展,各種智能設(shè)備都有接入網(wǎng)絡(luò)的需求。本文就是基于設(shè)計一種具有較高性價比的小型路由器來滿足小型辦公場所或家庭中多臺設(shè)備上網(wǎng)這樣一個思路而提出的。 ARM(Advanced RISC Machines)系列32位RISC微處理器,具有許多優(yōu)異性能,已成為移動通信、手持設(shè)備等嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域市場占有率最高的嵌入式CPU。Linux是一種開放源碼的操作系統(tǒng),可應(yīng)用十多種硬件平臺,具有對網(wǎng)絡(luò)的良好支持、高度模塊化和微內(nèi)核等優(yōu)點非常適合做嵌入式操作系統(tǒng)。 本文具體工作歸納如下:介紹了嵌入式系統(tǒng)的概念和課題背景,包括嵌入式系統(tǒng)組成、特點及其發(fā)展;闡述了嵌入式Linux的開發(fā)優(yōu)勢和ARM922T內(nèi)核開發(fā)板的架構(gòu)及其特點;在構(gòu)建的ARM硬件平臺上成功進行了boot loader和嵌入式Linux操作系統(tǒng)的移植;在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)平臺上,構(gòu)建了路由器,初步實現(xiàn)了IP地址共享、防火墻、web服務(wù)器,代理服務(wù)等基本功能。
上傳時間: 2013-06-24
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隨著21世紀的到來,計算機技術(shù),信息處理技術(shù),半導(dǎo)體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷發(fā)展,人類社會進入了信息化時代。與此同時,無線視頻傳感器網(wǎng)絡(luò)也得到了突飛猛進的發(fā)展,成為當今國際上備受關(guān)注的熱點研究領(lǐng)域。無線視頻傳感器網(wǎng)絡(luò)有著很多的優(yōu)點和十分廣泛的應(yīng)用前景。在軍事,工業(yè),城市管理和監(jiān)控系統(tǒng)等重要領(lǐng)域都有潛在的使用價值。 無線視頻傳感器網(wǎng)絡(luò)有著顯著的特征,例如:網(wǎng)絡(luò)節(jié)點能源有限;網(wǎng)絡(luò)帶寬有限;對處理速度要求較高等。由此可見,傳統(tǒng)的視頻編碼標準無法應(yīng)用于無線視頻傳感器網(wǎng)絡(luò)。MPEG-4,H.263,H.264等視頻編碼標準,全是基于運動估計補償實現(xiàn)的,計算量十分巨大,在能量,存儲空間和處理能力均有限的節(jié)點難以實現(xiàn)這類高復(fù)雜度的編碼算法。 本文針對無線視頻傳感器網(wǎng)絡(luò)對視頻編碼算法的具體需求,提出一種基于運動檢測的低復(fù)雜度視頻編碼算法。該算法只對當前編碼幀中的運動對象進行編碼,并且以面向?qū)ο蟮慕Y(jié)構(gòu)輸出碼流。實驗結(jié)果表明,與H.264全I幀編碼相比,本文提出的算法編碼速度提高了約3倍,編碼性能提高了約2dB。與H.264基本檔次相比,雖然編碼性能略有下降,但是編碼速度平均提高了8倍左右。因此,本文提出的算法可以在編碼效率和編碼速度之間獲得很好的折衷,在一定程度上可以滿足無線視頻傳感器網(wǎng)絡(luò)的需求。 本文選用ALDVK_270作為硬件實驗平臺。在分析算法結(jié)構(gòu)的同時,結(jié)合嵌入式系統(tǒng)的特點,從算法,內(nèi)存,高級語言和匯編語言等幾個方面提出優(yōu)化方案,最終在ARM嵌入式平臺下實現(xiàn)了面向無線視頻傳感器網(wǎng)絡(luò)的低復(fù)雜度視頻編碼算法。測試結(jié)果表明,與優(yōu)化前相比,優(yōu)化后的編碼速度有了很大的提高,對于CIF格式的監(jiān)控視頻序列能夠滿足實時處理的要求。
標簽: ARM 無線視頻 傳感器網(wǎng)絡(luò) 復(fù)雜度
上傳時間: 2013-07-26
上傳用戶:小小小熊
嵌入式系統(tǒng)在眾多工業(yè)領(lǐng)域扮演著越來越重要的角色,但是因嵌入式系統(tǒng)的資源受限緣故,導(dǎo)致在嵌入式系統(tǒng)上很難實現(xiàn)復(fù)雜計算算法。此外,當前嵌入式系統(tǒng)設(shè)計階段和實現(xiàn)階段的分離現(xiàn)狀,致使嵌入式系統(tǒng)開發(fā)耗時且昂貴。為解決這些問題,本書提出了一種低成本、可重復(fù)使用且可重構(gòu)的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)集成開發(fā)環(huán)境。為了減少成本,該集成環(huán)境全部是采用自由和開放源代碼軟件,如Linux操作系統(tǒng)和Scilab計算平臺等。 本文主要包括以下內(nèi)容: 1、構(gòu)建嵌入式Linux開發(fā)環(huán)境及移植相關(guān)軟件包到嵌入式ARM平臺,首先詳細的描述了如何使用Buildroot工具包制作交叉編譯器,并描述Minicom、TFTP和NFS等嵌入式開發(fā)相關(guān)工具,最后詳細的描述了如何移植嵌入式圖形用戶界面TinyX和嵌入式窗口管理器JWM。 2、構(gòu)建Scilab-EMB嵌入式計算平臺,首先介紹了數(shù)值計算軟件Scilab,然后詳細的描述了如何在ARM系統(tǒng)上實現(xiàn)Scilab-EMB嵌入式計算平臺。 3、開發(fā)Scilab數(shù)據(jù)采集工具包,實現(xiàn)Scilab與底層設(shè)備通訊,該工具包PC版和ARM版均支持串口和以太網(wǎng)接口,且均支持Modbus現(xiàn)場總線。PC版額外支持OPC協(xié)議。 4、基于Scilab構(gòu)建虛擬控制實驗室,驗證該平臺的可行性及性能。 本文創(chuàng)新點: 1、國內(nèi)外率先提出了一種新的以Scilab為核心的嵌入式計算平臺方案,并在國內(nèi)外首次實現(xiàn)了Scilab到ARM平臺的移植; 2、開發(fā)了Scilab-DAQ數(shù)據(jù)采集工具包,有效的實現(xiàn)了Scilab與底層設(shè)備的通訊。 通過虛擬實驗室的建立,驗證了該嵌入式控制平臺能夠勝任多種復(fù)雜算法。 該嵌入式計算平臺解決方案和Scilab-DAQ數(shù)據(jù)采集工具包已經(jīng)受到國內(nèi)外同行的關(guān)注,并被多家科研機構(gòu)、學(xué)校和公司所采納和使用。
標簽: Scilab-EMB ARM-Linux 嵌入式 計算
上傳時間: 2013-05-30
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本論文的工作是針對高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院嵌入式系統(tǒng)實驗和專業(yè)建設(shè)的實際需要而進行的。本文對ARM處理器及其寄存器結(jié)構(gòu)做了認真的分析,對于文中涉及的系統(tǒng)硬件平臺核心即基于ARM7TDMI的S3C44BOX芯片進行了研究,分析了ARM7TDMI內(nèi)核結(jié)構(gòu)和使用特點,并從設(shè)計實驗的角度,研究了如何發(fā)揮器件的功能。在嵌入式操作系統(tǒng)的選擇上,考慮了ARM7內(nèi)核的具體情況,選擇了μC/OS-II操作系統(tǒng)。論文對μC/OS-II的內(nèi)核數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、運行機制以及μC/OS-II操作系統(tǒng)在S3C44BOX上的移植過程進行了詳細的討論。根據(jù)要求安排有A/D、D/A實驗、LCD顯示驅(qū)動、觸摸屏及鍵盤:還安排了綜合實驗,內(nèi)容包括:跑馬燈、數(shù)碼管、蜂鳴器、A/D、D/A、LCD等。 第一章介紹了嵌入式系統(tǒng)及嵌入式處理器的基礎(chǔ)知識,包括目前常用的幾種嵌入式處理器、操作系統(tǒng),以及如何進行嵌入式系統(tǒng)的選型。 第二章介紹了嵌入式實驗/開發(fā)系統(tǒng)使用的硬件平臺,包括處理器、存儲器、串行通信接口、以太網(wǎng)接口,提出了系統(tǒng)軟件的調(diào)試方法。平臺的硬件核心為SAMSUNG(三星)公司的S3C44BOX芯片。 第三章介紹了開發(fā)調(diào)試環(huán)境的建立,包括交叉編譯環(huán)境的建立以及相關(guān)程序庫、工具的安裝,編寫了相關(guān)程序。 第四章詳細介紹了μC/OS-II系統(tǒng)的移植。包括Bootloader的移植、啟動部分移植以及內(nèi)存部分的移植,并給出了內(nèi)核編譯的基本方法。 第五章給出了本文研究的主要結(jié)論,并對系統(tǒng)的發(fā)展前景進行展望。
上傳時間: 2013-06-27
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智能控制器是智能斷路器的核心,不僅具有普通脫扣器的各種保護功能,而且還具有實時參數(shù)顯示、故障記憶和查詢、自診斷等多項功能。在回顧和總結(jié)了智能斷路器的發(fā)展歷程后,討論了當前智能斷路器的發(fā)展趨勢,提出了基于ARM的斷路器智能控制器的研究。本論文介紹了斷路器智能控制器的設(shè)計原理,同時重點闡述了斷路器智能控制器的各項參數(shù)測量及保護原理和算法,并進行了具體的硬件和軟件模塊的設(shè)計,旨在實現(xiàn)斷路器的智能保護。 本文涉及的斷路器智能控制器,在硬件上以PHILIPS公司的ARM芯片LPC2294為核心處理器,主要進行數(shù)據(jù)的實時采集處理和斷路器的故障保護。硬件設(shè)計采用了標準化模塊設(shè)計方法,硬件電路盡可能選擇標準化、模塊化結(jié)構(gòu)的典型電路,以便擴展。其中,液晶選用的是SMG240128A,鍵盤芯片選用的是ZLG7290。軟件的編制采用模塊化編程方法,每一個模塊相對獨立,完成特定功能,便于維護添加新功能。編程工具為ARM公司提供的ADS1.2。為了保證智能控制器各種保護功能的可靠實現(xiàn),論文中對智能控制器的干擾源進行了分析,從硬件和軟件兩個方面采取了多項設(shè)計措施,提高了智能控制器的穩(wěn)定性和可靠性。實踐證明,論文中構(gòu)建的斷路器智能控制器結(jié)構(gòu)簡單,易于實現(xiàn),可以滿足系統(tǒng)需要,因此具有較高的實用價值。
上傳時間: 2013-06-10
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目 錄 前 言 ..........................................................................................2 1 嵌入式開發(fā)平臺......................................................................4 1.1 ARM 的開發(fā)平臺:.........................................................4 1.2 器件選型.........................................................................7 2 工具選擇...............................................................................11 3 編譯和連接............................................................................13 3.1 RVCT 的優(yōu)化級別與優(yōu)化方向.......................................16 3.2 Multifile compilation ......................................................21 3.3 調(diào)試...............................................................................22 4 操作系統(tǒng)...............................................................................23 4.1 哪里可以得到 os 軟件包 (Open Source and Linux Kernel) ................................................................................25 4.2 安裝鏡像.......................................................................26 4.3 交叉編譯.......................................................................26 總結(jié)..........................................................................................27
上傳時間: 2013-04-24
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核能譜儀中的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),集核探測技術(shù)、電子技術(shù)、計算機技術(shù)為一體,以多道脈沖幅度分析器為核心部件,能夠快速、準確地提取出核素的相關(guān)信息及參數(shù)。現(xiàn)已于勘探、建材放射性檢測及環(huán)境放射性監(jiān)測等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。隨著嵌入式技術(shù)的發(fā)展,以32位ARM為核心的微控制器已被引入進來,提高了數(shù)據(jù)采集的速度和精度,同時嵌入式操作系統(tǒng)的引入也為功能擴展、系統(tǒng)集成提供了高效的開發(fā)平臺。 本論文介紹的核數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)即以ARM微控制器LPC2148和實時操作系統(tǒng)μC/OS-II為平臺,譜數(shù)據(jù)采集為基本功能,在此基礎(chǔ)上擴展GPS和GPRS模塊,可實現(xiàn)GPS信息和核信號的實時、同步接收,保存和顯示,并可將采集的數(shù)據(jù)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)及時傳到采集中心進行譜數(shù)據(jù)處理和GPS差分定位,為野外多點測量及遠程監(jiān)測提供了有效的手段。 課題以教育部的高等學(xué)校博士學(xué)科點專項科研基金項目“基于3GS技術(shù)的便攜式核地球物理數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)研究(項目編號:20040616014)”為依托,本人在已有研究成果的基礎(chǔ)上,進行了相關(guān)改進和系統(tǒng)集成: (1)選用軌對軌運算放大器,改進了峰值檢測電路,增大了脈沖峰值的測量精度。 (2)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以32位ARM微控制器LPC2148為核心,外圍電路帶有LCD顯示,系統(tǒng)具有低功耗、小型化、高性價比等特點。 (3)實現(xiàn)了核數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對GPS、GPRS的集成。 (4)完成嵌入式μC/OS-II操作系統(tǒng)在LPC2148上的移植、操作系統(tǒng)的搭建,及各功能模塊的設(shè)計與集成。
標簽: ARM COS 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
上傳時間: 2013-04-24
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