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(guān)。隨著微處理器技術(shù)與新型傳感器技術(shù)的發(fā)展，利用加速度計、磁阻傳感器和ARM微處理器構(gòu)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(yīng)用。 本文研究設(shè)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(gòu)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(yīng)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(dǎo)了方向角、俯仰角和橫滾角求解的數(shù)學(xué)模型。完成了姿態(tài)測量系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計與調(diào)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(shè)計，最后對系統(tǒng)測量結(jié)果給出了誤差分析，添加了數(shù)字濾波、橢圓效應(yīng)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(shè)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(shù)、ARM處理器技術(shù)、GPS技術(shù)、GPRS無線通訊技術(shù)相結(jié)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(shù)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(shù)的不斷實踐，提出一套基于GPRS無線通信技術(shù)的車載定位終端的設(shè)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(shè)計采用ARM920T核的S3C2410A微處理器作為硬件平臺，然后設(shè)計相應(yīng)的外圍電路，加上GPS模塊電路和GPRS模塊電路，構(gòu)成一個完整的硬件系統(tǒng)。軟件設(shè)計采用宿主機/目標機的開發(fā)模型，在構(gòu)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(yīng)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(shè)備中輸入輸出設(shè)備是信號邏輯和現(xiàn)場設(shè)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(shù)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(shè)計和生產(chǎn)，因此設(shè)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(yīng)用角度出發(fā)，使信號系統(tǒng)的產(chǎn)品更加的開放透明，設(shè)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(shè)計可以方便地和現(xiàn)場信號設(shè)備接口。 在硬件上采用冗余設(shè)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(shè)計，驅(qū)動部分采用安全驅(qū)動設(shè)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(shè)計和實現(xiàn)，包括設(shè)計思想，具體實施，硬件和軟件的設(shè)計等。
上傳時間： 2013-06-12
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本文分析了國內(nèi)外電動機保護的發(fā)展，針對當前電動機保護的現(xiàn)狀，介紹了一種嵌入式綜合電動機保護裝置。該保護裝置設(shè)計基于ARM嵌入式微處理器，相比于傳統(tǒng)的保護裝置具有體積小、功耗低、性能高、實時性好等優(yōu)點，具有較強的實用價值。保護裝置可以實時采集電動機的三相輸入電壓、電流信號，對采樣數(shù)據(jù)進行保護算法計算，監(jiān)視電動機的工作狀態(tài)，一旦有故障發(fā)生，則進行相應(yīng)保護動作，及時切斷電動機電源。課題完成了基本的硬件系統(tǒng)設(shè)計和軟件開發(fā)。 硬件設(shè)計采用S3C2410作為處理器組成電動機綜合保護裝置，使用S3C2410自帶的A/D轉(zhuǎn)換器采集電動機的三相輸入電流、電壓信號，并通過鍵盤和LCD顯示器完成人機交互。 軟件的開發(fā)分為開發(fā)環(huán)境的建立和應(yīng)用軟件設(shè)計兩個部分。開發(fā)環(huán)境的建立包含ARM平臺的BootLoader和嵌入式Linux的移植，交叉編譯環(huán)境的建立；應(yīng)用軟件方面包含驅(qū)動程序，Qt界面程序，智能保護程序等幾個部分。 論文的最后對系統(tǒng)設(shè)計所完成的內(nèi)容進行了總結(jié)，并提出了改進方法。
上傳時間： 2013-06-16
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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(shù)可以減輕作業(yè)強度、降低費用、提高巡檢質(zhì)量。 本文采用PHILIPS公司的32位ARM處理器LPC2210為核心設(shè)計了巡線機器人運動控制器；采用NS公司的專用電機驅(qū)動芯片LMD18245設(shè)計了電機驅(qū)動部分；應(yīng)用ProtelDXP設(shè)計了控制器及電機驅(qū)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(shè)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(jié)構(gòu)采用了模塊化設(shè)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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近年來，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，社會對能源的需求量越來越大，對能源的依賴性也越來越強，而同時全球的能源儲備越來越少。尤其是中國，幾乎所有能源人均都不及世界的一半。2007年“兩會”，政府工作報告中明確提出把節(jié)能減耗作為工作切入點，并成立國務(wù)院節(jié)能減排工作領(lǐng)導(dǎo)小組。鋼廠作為工業(yè)耗能大戶，其節(jié)能減耗顯得尤為重要，舊的分散式能耗測量方法已不能滿足需要，提出新的能耗檢測方法迫在眉睫。 本文的工作就是以此為大背景，針對鋼廠的能源消耗提出一種新型實時測量方法。系統(tǒng)以嵌入式為開發(fā)思路、WINCE操作系統(tǒng)丌發(fā)監(jiān)測終端，包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸以及數(shù)據(jù)集中處理顯示三部分。數(shù)據(jù)采集主要依賴傳感器和單片機，將采集到的模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量并按照協(xié)議要求進行格式打包，包括電參數(shù)采集、水參數(shù)采集和天然氣參數(shù)采集三部分；數(shù)據(jù)傳輸則采用傳統(tǒng)的RS485工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)；終端部分則以ARM為載體，WINCE為平臺，開發(fā)應(yīng)用程序?qū)崟r處理數(shù)據(jù)。 文中詳細闡述了整個監(jiān)測系統(tǒng)的硬件設(shè)計思路和軟件設(shè)計流程。介紹了數(shù)據(jù)檢測原理及過程，給出了底層和終端的系統(tǒng)通信協(xié)議及通信流程，同時通過對監(jiān)測終端的描述詳細介紹了WINCE嵌入式操作系統(tǒng)的定制和在ARM9目標板上的移植，并詳細闡述了基于WINCE的EVC應(yīng)用程序開發(fā)，給出了部分代碼。 本次設(shè)計提出了一種新的鋼廠能耗數(shù)據(jù)集中實時采集技術(shù)，并完成了系統(tǒng)整體設(shè)計。經(jīng)過測試運行，各項技術(shù)性能指標已經(jīng)達到了設(shè)計的要求。
標簽： ARM 能耗 監(jiān)測 系統(tǒng)設(shè)計
上傳時間： 2013-04-24
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隨著信息化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)和加密技術(shù)成為當今熱門的技術(shù)。本文將兩方面的技術(shù)結(jié)合起來，在對ARM嵌入式系統(tǒng)和高級數(shù)據(jù)加密標準算法Rijndael作全面分析的基礎(chǔ)上，對其應(yīng)用做了研究。 文中首先分析了嵌入式系統(tǒng)和數(shù)據(jù)加密算法的發(fā)展狀況，介紹了 ARM微處理器體系結(jié)構(gòu)和 Rijndael 算法原理的相關(guān)知識。然后，結(jié)合課題研究，詳細介紹了開發(fā)板 SHX-ARM7 的硬件配置和嵌入式軟件開發(fā)環(huán)境的建立，包括 ADS1.2和超級終端的設(shè)置。 文中深入研究了嵌入式操作系統(tǒng)的移植和 Rijndael 算法在開發(fā)板上的編程實現(xiàn)，給出了仿真實驗結(jié)果。選擇移植的μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)具有良好的實時性、可擴展性和可移植性，為進一步的嵌入式應(yīng)用打下基礎(chǔ)。Rijndael 算法的實現(xiàn)分為三大模塊：密鑰擴展、加密和解密模塊，其結(jié)果可作為API函數(shù)，在嵌入式加密應(yīng)用軟件編程中直接調(diào)用。 本文對基于 ARM 的 Rijndael 算法的應(yīng)用進行了探討，給出了基于ARM微處理器與Rijndael算法的IC卡數(shù)據(jù)加密系統(tǒng)的設(shè)計方案，并提出了三種密鑰安全管理方案，經(jīng)比較重點描述了“一卡一密、一次一密”的密碼管理思想。該方法能夠保證每張 IC 卡每次用來存儲重要數(shù)據(jù)時的初始密鑰都是隨機的，在一定程度上增加了破譯難度，提高了安全性。 在結(jié)論中闡述了尚需進一步解決的問題以及下一步的工作內(nèi)容。
標簽： ARM 數(shù)據(jù)加密 應(yīng)用研究 算法
上傳時間： 2013-07-06
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高級數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程，是由ISO開發(fā)，面向比特的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，具有差錯檢測功能強大、高效和同步傳輸?shù)牡忍攸c，是通信領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛的協(xié)議之一。隨著大規(guī)模電路的集成度和工藝水平不斷提高，ARM處理器上的高級數(shù)據(jù)鏈路控制器外設(shè)，幾乎涵蓋了HDLC規(guī)程常用的大部分子集。利用ARM芯片對HDLC通信過程進行控制，將具有成本低廉、靈活性好、便于擴展為操作系統(tǒng)下的應(yīng)用程序等優(yōu)點。本文在這一背景下，提出了在ARM下實現(xiàn)鏈路層傳輸?shù)姆桨福诜桨钢袑崿F(xiàn)了基于HDLC協(xié)議子集的簡單協(xié)議。 本文以嵌入式的高速發(fā)展為背景，對基于ARM核微處理器的鏈路層通信規(guī)程進行研究，闡述了HDLC幀的結(jié)構(gòu)、特點和工作原理，提出了在ARM芯片上實現(xiàn)HDLC規(guī)程的兩種方法，同時給出其設(shè)計方案、關(guān)鍵代碼和調(diào)試方法。其中，重點對無操作系統(tǒng)時中斷模式下，以及基于操作系統(tǒng)時ARM芯片上實現(xiàn)HDLC規(guī)程的方法進行了探討設(shè)計。
標簽： ARM 高級數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程
上傳時間： 2013-08-04
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嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁減，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)，對功能，可靠性，成本，體積，功耗嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)[1]。廣泛應(yīng)用于軍事，信息家電，無線通信設(shè)備，消費類電子產(chǎn)品，移動計算平臺等諸多領(lǐng)域，是當今熱門的計算機開發(fā)技術(shù)。 隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，人們生活水平提高，數(shù)字高清電視逐漸普及，在各大賣場，對銷售過程中展示設(shè)備也隨之提出了更高的要求。但據(jù)調(diào)查，在中國現(xiàn)有的高清播放系統(tǒng)普遍存在價格昂貴，損耗高，壽命短及外部接口少等缺陷，導(dǎo)致無法普及。 針對這一現(xiàn)狀，本課題設(shè)計了一種以嵌入式處理器ARM系列32位嵌入式EM8623芯片為硬件平臺，嵌入式實時操作系統(tǒng)uclinux為系統(tǒng)軟件平臺的高清播放系統(tǒng)。 ARM(Advanced RISC Machines)既是一種處理器架構(gòu)，又是公司的名稱，該公司主要設(shè)計處理器架構(gòu)，并將其技術(shù)授權(quán)給其他芯片廠商。該處理器架構(gòu)具有外型小，性能高等特點，多用于便攜式通訊工具，多媒體數(shù)字式消費類儀器和嵌入式系統(tǒng)解決方案等領(lǐng)域。本課題在充分考慮系統(tǒng)實用性和開發(fā)成本的基礎(chǔ)上，采用EM8623芯片為CPU，片外擴展FLASH和SDRAM存儲器。 uclinux系統(tǒng)從Linux2.0/2.4內(nèi)核派生而來，雖然是為了支持沒有MMU(虛擬內(nèi)存管理單元)的處理器而設(shè)計，但保留了操作系統(tǒng)的所有特性，為硬件平臺更好地運行提供了保證，也降低了軟件設(shè)計復(fù)雜度，提高了系統(tǒng)的實時性和靈活性，縮短了開發(fā)周期。 該高清播放系統(tǒng)具有工作時間長，性能穩(wěn)定等特點，采用面向?qū)ο蠛兔嫦蜻^程綜合編程方法，ASM，C，C++多種語言混合編程方式實現(xiàn)，使系統(tǒng)具有很高的健壯性和可擴展性。 基于ARM的高清播放系統(tǒng)在現(xiàn)場運行穩(wěn)定可靠，達到了預(yù)期的效果和實際要求。而且由于該高清播放系統(tǒng)外接接口豐富(包括常見的HDMI，S-Video，VGA，YPbPr，YCbCr)，連接使用方便，所以具有很好的市場價值，可廣泛應(yīng)用于電視銷售柜臺，化妝品展示柜臺，聯(lián)網(wǎng)廣告機等領(lǐng)域。
標簽： ARM 播放 系統(tǒng)設(shè)計
上傳時間： 2013-04-24
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隨著我國加入WTO，我國逐漸成為世界縫制設(shè)備生產(chǎn)和銷售中心。在縫制設(shè)備行業(yè)占據(jù)極其重要地位的繡花機行業(yè)也因此而得到迅速發(fā)展，我國繡花機產(chǎn)量已占據(jù)全球繡花機產(chǎn)量的70％。但是，我國的繡花機行業(yè)在發(fā)展的過程中仍存在和面臨著很多問題。一方面是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品質(zhì)量，我國的繡花機主要以中低檔為主，在噪聲、刺繡質(zhì)量、效率、產(chǎn)品壽命以及維護性等方面與國外先進機型存在較大差距；另一方面是技術(shù)實力和創(chuàng)新能力，作為繡花機全部技術(shù)核心的控制器，國內(nèi)能開發(fā)的公司屈指可數(shù)，缺乏有效的競爭，且技術(shù)實力和創(chuàng)新能力無法與國際企業(yè)相抗衡。 針對上述情況，本文分析了繡花機的工作原理和當前主流繡花機的控制方式及特點，在研究室已完成的中低速平繡型工業(yè)繡花機課題的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一種基于硬實時嵌入式操作系統(tǒng)WinCE5.0，以32位RISC架構(gòu)ARM9處理器S3C2440A為主控芯片，以MAXII系列CPLDEPM1270為接口芯片的高速繡花機控制器。整個繡花機以高速，高質(zhì)量為目標，以伺服電機作為主軸驅(qū)動，步進電機作為X/Y軸驅(qū)動，帶USB接口和Ethernet接口，預(yù)留特種繡接口，帶高分辨率彩色觸摸屏，功能豐富，操作方便。 本文分7章，第一章闡述了課題背景，繡花機發(fā)展現(xiàn)狀和關(guān)鍵技術(shù)；第二章從原理出發(fā)完成了需求分析，硬件和操作系統(tǒng)選型和項目規(guī)劃；第三章完成了總體硬件系統(tǒng)設(shè)計并重點介紹了驅(qū)動系統(tǒng)，CPLD單元，主控制板的設(shè)計和各種資源的分配；第四章在分析WinCE及其項目開發(fā)流程和環(huán)境構(gòu)建的基礎(chǔ)上，完成了軟件的總體框架設(shè)計并介紹了相關(guān)設(shè)計要點。第五章主要是驅(qū)動程序和運動控制模塊并以步進電機驅(qū)動的開發(fā)為例介紹了流驅(qū)動的開發(fā)過程和相關(guān)的技術(shù)要點。第六章設(shè)計了一種自主的內(nèi)部花樣格式并完成了相應(yīng)的測試。最后一章是對本課題的總結(jié)和展望。 本文不僅從項目研究與開發(fā)和軟件工程的高度詳細探討了基丁ARM和WinCE5.0的繡花機控制器的整個開發(fā)過程，也具體的從硬件設(shè)計，資源配置，軟件編寫，驅(qū)動開發(fā)，運動控制和花樣處理等多個方面進行了深入的分析和研究。本課題的工作對于高速高檔繡花機的開發(fā)具有很好的參考價值和實踐意義，對于提升國內(nèi)繡花機行業(yè)在高端市場與國外企業(yè)的競爭力，提升民族品牌價值，改變國內(nèi)繡花機控制器被少數(shù)公司所壟斷，增加良性有效競爭有積極影響。
上傳時間： 2013-06-29
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