機械手是自動裝配生產線上必不可少的設備，它可以模擬人手臂的部分動作，按預定的程序、軌跡和要求，實現抓取、搬運和裝配等工作。在減輕人的勞動強度和提高裝配質量和在惡劣環境下作業等方面，起到了積極的作用。嵌入式系統是近年來發展起來的以應用為中心并且軟硬件可裁剪的實時系統，它的特點是高度自動化，響應速度快等，非常適合于要求實時的和多任務的場合。 本文分析了機械手控制系統的功能要求，研究設計了一種基于ARM和DSP的機械手數控系統的方案。嵌入式ARM處理器，具有運行速度快、功耗低、程序設計靈活、外圍硬件資源豐富等優點，但其很難在處理大數據量、復雜算法時保證系統的靈活性和實時性。DSP作為數字信號處理的核心器件，能夠實時快速的完成控制算法運算，由于DSP普通輸入輸出口的高低電平變化周期最快只能到1微秒左右，不適合高速輸入輸出；FPGA芯片高速輸入輸出數據，時間可縮短至幾十納秒。另外利用FPGA可以方便的實現各種接口的邏輯時序，豐富的接口使得該系統能夠方便的進行移植，擴展了該系統的應用領域，從而提升了其性價比，通過ARM處理器和DSP以及FPGA技術的有機結合，發揮各自的優勢，使系統具有程序設計靈活、以太網通信、大容量存儲、高速數據輸出、可移植等特點，既滿足高速機械手自動控制的要求，同時又具有一定的通用性。 通過本課題實踐表明，基于ARM和DSP構建嵌入式數控系統的應用方案全可行、合理，同傳統的人機交互系統設計相比，能大量地減輕研發任務，提高發速度，能夠在短時間內得到控制性能優秀的數控系統。
上傳時間： 2013-06-11
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UM71系列(包括ZPW-2000A)無絕緣軌道電路已成為我國鐵路的主流制式，軌道電路的正常工作對行車安全意義重大。軌道信號失真或者受到噪聲污染有可能導致鐵路信號設備錯誤動作進而發生行車事故。通過對鐵路信號做出監測以及判斷，可以幫助信號設備維護人員對故障設備進行及時修復從而避免事故發生。 本文設計了一種基于ARM/DSP雙核結構的鐵路信號測試儀，用以幫助設備維護人員及時檢修故障設備。其中，DSP芯片選用TI公司的32位浮點處理器TMS320VC33作為信號分析與處理的核心，實現信號的解調、頻譜分析和細化處理等功能。本測試儀作為一種實時的信號檢測設備，充分利用了浮點DSP芯片高效靈活以及系統可裁減的特性，因而更適合于現場環境的應用。本測試儀主要針對目前使用較為廣泛的UM71、ZPW-2000A系統以及站內25Hz相敏軌道電路，實現對移頻信號的數字解調、區間載波頻率檢測、信號幅度檢測、站內軌道信號的相位角及其幅度檢測等功能。 本文著重分析了頻譜細化技術中的ZFFT算法在實時信號分析中的應用，采用ZFFT算法可以在保證運算效率的同時提高頻譜的分辨率。在此基礎上，本文就這種算法提出了若干改進措施并且通過MATLAB對該算法及其改進措施進行了軟件仿真。同時本文完成了基于這種算法的DSP軟件設計：為了提高系統實時性，DSP算法均采用匯編語言實現。理論分析和實驗表明調制頻率的分辨率可以達到0.03Hz，滿足實際應用要求。此外，本文設計了測試儀的硬件結構，主要是VC33的外圍器件及其與雙口RAMCY7C028的接口電路，以及基于這個接口電路的通信規程。
上傳時間： 2013-06-29
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國內電力市場的開放給電力公司帶來了新的挑戰。各家電力公司都在尋求提高公司效率，增加客戶、改善服務的方案。在此競爭的舞臺上，采用先進技術的自動抄表和負荷管理系統就成為一個強有力的工具。它可以加強企業內部管理，加強對電網負載能力的控制。集軟硬件于一體的一整套電力負荷控制系統就成為滿足當前市場需求、順應國家電力改革的解決方案。 論文是基于ARM和GPRS電力負荷管理系統的研究與設計，主要工作是研制應用于電力負荷管理系統的GPRS終端，包括終端的軟硬件系統的設計和調試。自主開發了PPP協議，成功地將PPP協議應用于GPRS終端，所以此終端具有很強的后續擴展性和移植性。 論文首先介紹了電力負荷管理系統的研究背景、目的及意義，結合國內外發展情況，指出了現有系統的不足，伴隨GPRS、CDMA等新一代無線通信技術的發展對其進行改進。 其次對GPRS無線通信技術進行研究，了解GPRS終端數據傳輸協議——TCP/IP、PPP協議的基本原理。并對電力負荷系統的整體架構和通信方式進行了研究分析。 再次是對GPRS終端硬件的設計，主要包括ARM微處理器硬件系統的設計、串行擴展電路以及GPRS模塊的電路的設計。 最后本文著重對PPP協議做重點研究和設計。按照自身狀態機機制，從PPP的協議結構、運行機制、協商分析過程來展開，對PPP協議的實現進行詳細設計說明。同樣也對GPRS終端撥號上網程序進行了設計與實現。 經測試，GPRS終端能夠順利地進行撥號，并發送數據。證明了GPRS終端運行穩定可靠，達到了預期的效果和設計要求，有利于配電網絡運行的安全性和經濟性管理，對加強用電管理和提高電網供電質量起到了積極的作用。
上傳時間： 2013-04-24
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隨著社會經濟的發展，人們防火、防盜意識的提高，人們對遠程現場狀況的了解提出了更高的需求。如何有效解決由于各監控點分布范圍散、數量多、距離遠，甚至地處偏僻，有效管理多個監控點等難題，僅依靠架設光纜、鋪設電纜難度大、且不切合實際(并且即使架設了通訊線路其速度慢、運營成本也高)。本文在分析研究了當前國內、外視頻監控系統研究現狀，并結合嵌入式系統、嵌入式處理器ARM、GPRS等相關領域的研究進展的基礎上，提出了一套基于ARM和GPRS的遠程監空系統。它是利用GPRS網絡覆蓋范圍廣、傳輸特性好與嵌入式系統低功耗方便實用相結合的系統解決方案。系統通過溫度傳感器的檢測信息，實現溫度異常監測，并將采集的圖像信息數據發送到數據監控中心。 本系統硬件系統主要了采用三星公司的ARM920T S3C2410芯片作為系統處理器、USB攝像頭和DSl8B20溫度傳感器。S3C241O處理器通過外部溫度傳感器采集的溫度數據，并與最近采集的溫度數據比較、判斷，發出圖像采集命令，最后將溫度和圖像數據通過其串口利用GPRSDTU將數據通過無線網絡傳送到有靜態IP地址或域名的遠程監控中心服務器。監控中心接受各個監控終端的數據，并實現對終端的集中管理。 本課題軟件方面分為系統軟件和應用軟件開發兩方面。系統軟件方面主要是ARM的BootLoader和嵌入式Linux的分析及移植；應用軟件方面包含終端ARM平臺嵌入式溫度采集和視頻采集軟件設計，數據發送程序，監控中心程序設計三個部分。
上傳時間： 2013-04-24
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UHF(Ultra High Frequency，超高頻)RFID(Radio Frequency Identification，射頻身份識別)技術是近幾年剛剛開始興起并得到迅速推廣應用的一門新技術。該技術已被廣泛應用于工業自動化、商業自動化、交通運輸控制管理等眾多領域。但是，基于超高頻頻段讀寫器的研制在我國尚處于起步階段，傳統的超高頻讀寫器都是在單片機的基礎上實現的，這類讀寫器很難實現復雜的多任務功能；隨著經濟的飛速發展，能夠與網絡互聯并且帶有操作系統的超高頻讀寫器越來越受人們的青睞與追求。針對這些問題，本文設計并實現了一種基于ARMS3C2410微處理器和Linux操作系統的超高頻讀寫器，主要內容有： (1)分析了射頻識別技術的發展歷程和前景，以嵌入式技術為研究背景，結合軟硬件開發平臺，給出了一種基于ARM和Linux的超高頻讀寫器設計思路，指出了選題研究的目的和意義。 (2)闡述了超高頻讀寫器的原理及其應用，分析了讀寫器和標簽之間進行數據傳輸時所用到的相關技術；在給出超高頻讀寫器主要技術性能指標及功能要求的基礎上給出了基于ARMS3C2410和Linux超高頻讀寫器系統的總體設計，同時對系統構建過程中所用到的軟硬件進行了器件選型。 (3)實現了超高頻讀寫器系統硬件電路的模塊設計，主要包括主控電路模塊、存儲電路模塊、電源模塊、以太網模塊、液晶顯示模塊以及射頻收發模塊；闡述了各模塊的組成原理與實現方法，完成了硬件電路的原理圖繪制及PCB制板。 (4)根據系統的軟件需求，構建了一個進行嵌入式開發所需的軟件平臺。建立了交叉編譯環境以及NFS開發調試環境；移植了系統啟動所需的引導程序bootloader；實現了嵌入式Linux操作系統內核、文件系統的配置與移植；給出了Linux系統下典型設備(觸摸屏、網絡接口、LCD)驅動程序的移植方法。 (5)結合實驗測試環境，對超高頻讀寫器輸出功率，讀寫器發送命令以及標簽應答波形進行了測試與分析；對讀寫器的整機性能進行了聯機測試，給出了讀寫器系統的實際運行效果圖，同時對測試結果進行了總結。 實際應用結果表明，基于ARMS3C2410微處理器和Linux操作系統的超高頻讀寫器能夠實現接入網絡的功能，其讀寫速度、識別率以及識別距離等技術性能指標均達到或優于設計標準要求，該讀寫器在與PC機連接的情況下能進行數據處理，樣機系統運行穩定可靠，達到了預期的設計目標。
上傳時間： 2013-07-25
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本課題所研究的橫機是一種由嵌入式控制器系統控制的自動化程度很高的緯編針織機，主要用于針織服裝的編織制造。我國是紡織大國，橫機需求量大，自主研發全自動電腦橫機有廣泛的市場前景。 通過對橫機機械系統結構和原理的分析，本文提出了一種橫機控制系統硬件解決方案。該方案主要由主控制器、協處理器、驅動電路等三部分組成。以ARM作為主控制器，負責編織工藝和人機接口設計；以FPGA作為協處理器，執行ARM的命令，控制后續電路動作；驅動電路主要面向橫機機械部件，并向前端電路提供硬件接口。 基于該硬件系統解決方案，本文繼而提出了一種新型的軟件系統解決方案。該方案基于嵌入式Linux操作系統實現，主要由羅拉系統控制算法、驅動程序、橫機編織控制程序和圖形用戶界面等四部分組成。羅拉系統采用模糊控制算法，控制卷布速率；驅動程序實現ARM和FPGA的通信；橫機編織控制程序將花型文件中的數據轉換為機械部件的動作，實現整個編織過程；圖形用戶界面提供良好的人機界面，方便操作。 最后詳細介紹了整個橫機控制器系統的調試流程，涉及硬件調試、軟件調試和軟硬件聯合調試等。 與傳統電腦橫機相比，基于此設計方案的橫機技術含量較高，成本低，可移植性強，并可實現聯網控制。
上傳時間： 2013-04-24
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隨著計算機技術的飛速發展，嵌入式系統將在人們的生產生活中發揮越來越重要的作用。一方面，ARM技術已經在當今的嵌入式微處理器領域中占據了領先地位，另一方面，結構清晰、源碼開放的Linux已經發展成為一款非常具有活力的操作系統。近年來，基于ARM和Linux的嵌入式技術已經成為當前嵌入式領域研究的一個亮點。便攜式微型熱敏打印機雖然已經廣泛應用在票據打印領域，但是其優秀的圖形打印能力仍然具有很大的應用潛力可以發掘。在工業生產中，某些參數，比如環境的溫度、濕度等，需要被嚴格掌控。將這些參數映射到坐標系中并使用便攜式熱敏打印機打印出來，能夠讓技術人員更加方便直觀地觀察到參數變化情況。 本次設計的目的是建立一個基于ARM核心處理器和嵌入式Linux操作系統的嵌入式開發平臺，為嵌入式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，此次設計還以VMP01 PLUS便攜式熱敏打印機為對象，利用嵌入式系統的豐富資源，使用串行接口連接該型號打印機，并輔助軟件設計擴展了坐標圖形打印的功能。軟件設計部分包括了Linux下VMP01 PLUS熱敏打印機的驅動程序設計和實現坐標圖形打印功能的應用程序設計。驅動程序和應用程序都能夠移植到開發平臺上正確地運行，打印效果理想。
上傳時間： 2013-04-24
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本文根據大樓電梯視頻監控系統的要求，提出了一種基于嵌入式技術的網絡視頻監控系統實現方案。系統以嵌入式Linux和嵌入式微處理器S3C2410X為核心平臺，通過嵌入式平臺建立的基于TCP/IP協議的視頻服務器，將USB攝像頭采集來的圖像數據壓縮后，經過網絡傳輸，完成對監控現場的網絡視頻監控任務。首先闡述了嵌入式網絡視頻監控系統的發展、現狀以及整體構建，然后介紹了嵌入式Linux操作系統以及ARM處理器的發展情況，分析了主要外圍電路的設計，以及如何在ARM硬件平臺上進行嵌入式Linux內核的編譯與移植，介紹了Bootloader的啟動原理及運行過程，并對在Linux操作系統下的USB驅動程序的開發進行了研究。本文重點討論了圖像采集、編碼和網絡通信程序的設計原理與實現。最后進行了系統整體測試，并提出了進一步開發設想。
上傳時間： 2013-06-15
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隨著國有銀行向商業銀行的轉變,銀行的設備采購標準會越來越高，與此同時，銀行柜臺業務量的增加，使得老一代的銀行專用打印機無論在速度上還是在使用的方便性上都顯得力不從心，為了占領市場，公司有必要開發新型的、使用更加方便的打印機。 老一代打印機在打印存折時，柜臺工作人員要把存折放準位置，要不然打印會偏離預定位置，在打印信函時，有的冷僻字無法打印出來，軟件無法下載升級。為了加快柜臺處理速度，減小柜臺工作人員的工作量，需要開發能自動糾偏定位，字符完善的打印機。 本文在分析需求的基礎上，比較當前流行的處理器，選用Atmel公司的ARM芯片AT91M42800A作為處理核心，使用Xilin公司的20萬門的FPGA XC2S200做硬件邏輯控制，通過光電傳感器和相關的控制電路來實現自動糾偏定位。在嵌入式操作系統上選用Nucleus Plus，約95％的Nucleus Plus代碼用C語言編寫，因此它能很方便移植，同時它還提供全部源代碼，這樣便于開發。另外，它還只要一次性付費，這使得它有很好的成本優勢。 文中詳細說明了本系統的硬件、固件的實現。在硬件上闡述了一些單元電路，包括存儲器電路，接口電路，傳感器電路等的設計思路和實現方法。通過光電傳感電路，步進電機控制和軟件結合，形成閉環控制，從而實現了快速自動糾偏定位；通過大屏幕的LCD顯示實現了操作界面的簡單化；采用大容量的存儲器以及大字庫解決了冷僻字無法打印的問題；固件部分詳細闡述了系統上電啟動過程，包括Bootstrap模塊和loader模塊，Bootstrap模塊主要功能是重定位存儲器，初始化基本硬件以及Loader模塊的自動在線下載升級。Loader模塊的主要功能是下載FPGA的配置代碼，初始化鍵盤和顯示器，然后調用Nucleus Plus初始化代碼，從而建立和調用任務。 本文通過總結測試結果，與老一代打印機相比，新打印機在智能化上實現了自動糾偏定位，使得打印機操作人員不需要準確放置存折，就能正確打印，提高了工作效率；在打印速度上比原系統提高30％，還可方便地實現軟件升級。 當然，新的打印機在存折偏移很大時，要耗費長時間才能把存折推到正確位置。這要在糾偏算法上做進一步的改進。
上傳時間： 2013-04-24
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X射線衍射儀目前被廣泛應用于冶金、石油、化工、科研、航空航天、教學、材料生產等諸多領域。而X射線管是X衍射儀的關鍵部件之一，X射線被激發時會產生兩種譜線：特征譜線和連續譜線。X射線管的工作狀態決定能否產生符合實驗要求的X射線特征譜線和連續譜線，這就要求我們對X射線管的工作狀態進行精確控制。 本文根據X射線管工作狀態和衍射儀相關功能的要求，提出了基于ARM和uCOS-Ⅱ的衍射儀高壓控制系統的設計方案，并在分析和研究的基礎上，實現并驗證了該方案。該系統以ARM為主控制芯片，結合CPLD芯片，完成對X射線管工作狀態的控制和其它相關功能的控制。由于多任務的需要，在ARM的基礎上引入了嵌入式操作系統uCOS-Ⅱ。具體的，本文完成了相應原理圖和印刷電路板的設計。在ARM7芯片LPC2378上，完成了嵌入式操作系統uCOS-II的移植；在uCOS-II操作系統上，通過對ARM芯片編程，實現了對X射線管的工作狀態進行精確控制，以及光閘、水循環等相關功能的控制。 上述系統已通過實際的安裝調試。測試結果表明，該系統能夠滿足設計要求，實現全部的預期功能，可完成對X射線管的工作狀態的精確控制，和衍射儀相關功能的控制。
上傳時間： 2013-04-24
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