隨著煤礦高產高效技術的推廣和應用,井下長距離、大運量、大功率下運帶式輸送機的應用越來越普遍。其中,解決好傾角較大(大于6°)的下運帶式輸送機的運行制動和安全制動問題對保障全礦安全、高效生產具有重要意義。 本文在對國內外現有下運帶式輸送機制動系統的現狀分析基礎上,針對煤礦生產的特殊性,提出了基于ARM的嵌入式計算機控制液壓調速軟制動系統方案,所用元件可靠性和防爆性好,系統簡單,動態制動性能好;結合成熟的工業PID控制經驗和智能控制理論,并依據制動控制方案,設計了一種模糊自適應PID控制器用于控制電液比例調速閥的開口大小,其PID參數Kp、Ki和Kd可根據系統狀態進行在線調整,結構簡單、魯棒性強,在系統結構參數發生改變時也可獲得較好的控制效果;在基于S3C44BOX的最小ARM系統基礎上,設計了系統控制信號的輸入、輸出方式及其電路;分析了實時操作系統μC/OS-ⅡBootLoader的設計及其在S3C44BOX上的移植過程;制動系統應用軟件采用多任務機制,狀態檢測與控制任務并行運行,數據采集采用定時中斷的方式;系統可擴展性、可移植性好,控制算法容易實現多樣性且開發簡單、維護方便。 該液壓調速軟制動系統可用于大型下運帶式輸送機的正常工作制動、緊急停車和斷電防止飛車事故發生的安全制動,對輸送機的輔助啟動也起重要作用。制動力矩依據輸送機載荷大小和輸送機制動減速時速度的變化進行自動調整,制動曲線可調,輸送機減速時不產生較大沖擊、安全平穩,并按照規定的減速度大小減速停車。
上傳時間: 2013-07-09
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現場總線技術以其先進性、實用性、可靠性、開放性等優點,已經成為自動化技術發展的熱點?,F場總線控制系統作為一種開放的、具可互操作性的、徹底分散的分布式控制系統,已經對傳統的PLC、集散控制系統形成了巨大的沖擊,具有廣闊的發展前景。 作為現場總線之一的CAN總線以其可靠性高、實時性好、價格低廉、容易實現等優點,被廣泛應用于工業控制領域。與傳統的控制系統相比,基于CAN總線設計的工業控制系統可以減少系統控制的復雜性,降低成本,并能提高系統的穩定性和擴展性。 本論文針對某石材加工廠的具體應用需求,在分析了CAN總線協議的基礎上,給出了工業控制網絡的總體解決方案,主控節點硬件設計、軟件設計,人機界面設計,以及網絡通訊結構模型及具體實現流程,完成的主要工作如下: 軟硬件平臺設計,基于ARM處理器LPC2378開發了工控網絡主控節點。設計了該節點的硬件電路,包括CAN總線接口電路、串行接口電路、AD、DA轉換隔離電路等。在硬件平臺上進行μC/OS-II操作系統移植,基于該操作系統編寫了各硬件模塊驅動程序,主要包括串行接口和CAN模塊的初始化、數據接收以及發送。 通訊設計,根據工業控制應用的具體需求,設計了網絡整體解決方案,包括網絡拓撲方案,通訊結構等,基于CAN總線技術規范CAN2.0B自定義了CAN總線網絡應用層通信協議CAN08。 人機界面設計,基于威綸MT505設計了工控網絡的人機界面,編程實現人機界面與主控節點的Modbus通訊。
上傳時間: 2013-07-09
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消防部門為什么要引入GIS/GPS技術?消防部門擔負著保護生命和財產安全的重任,但其可利用的資源卻非常有限。能夠有效利用寶貴信息對消防工作是至關重要的。這出于多種理由,如:火情的需要,營救力量,戰術布置,火災記錄,反應時間等。傳統方法需要大量的圖紙,報告和歷史記錄。這些數據來自于不同的地方,而且數據格式不一致。因此要花費大量的時間進行數據搜集、準備和統一成可用的數據格式。如何更高效的搜集利用數據,如何進一步提高消防部隊的快速反應能力,加強消防車輛的動態管理、動態調度、動態指揮等。這些都是現行消防指揮調度系統中迫切需要解決的問題。而在消防指揮調度系統中引入GIS/GPS技術恰恰解決了這些問題。 各地的消防車輛動態管理子系統普遍上是利用GPS衛星定位技術,通過GPRS無線通訊網絡,將滅火出動途中、滅火戰斗中的消防車輛的行駛路線、車輛位置信息實時傳送到消防調度指揮中心,在指揮中心的電子地圖上顯示出行車路線和消防車輛位置信息。指揮中心的調度員根據情況,通過無線通訊設備,及時對參戰車輛進行調度指揮和行車路線矯正。 本消防車輛調度系統采用M/S(Mobile/Server)模式,本文論述了終端部分的設計和實現。終端采用ARM硬件平臺,并在此基礎上,集合全球衛星定位技術(GPS)、嵌入式地理信息系統技術(eGIS)、通用分組無線服務技術(GPRS)、計算機網絡技術等于一體,實現消防車輛的動態管理、調度、指揮的子系統。實現GPS的車輛導航、車輛跟蹤、車輛定位、車輛調度等功能。從而更加形象和直觀的對現行消防車輛動態管理系統進行了改進。 當前,隨著社會經濟的快速發展,高層建筑、地下工程、石油化工、公眾聚集場所的大量涌現,火災日趨多樣化、復雜化,快速地處置災害事故,有效地保護市民生命和財產安全,已成為消防隊伍面臨的一項緊迫任務。如果能充分地發揮和挖掘GPS技術在消防領域上的應用,拓展和利用它的功能,進行消防通信的改革,這將更好地協助消防隊伍為社會的經濟和人民生命安全保駕護航。
上傳時間: 2013-04-24
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旋轉彎曲疲勞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。隨著試驗機技術和微電子技術的快速發展,舊有的試驗機測控系統已逐漸不能適應廣大用戶的測試需求,迫切要求新一代試驗機測控系統向數字化、智能化、集成化方面邁進。 本課題研究的主要任務是在分析和總結國內外同類試驗機測控系統技術現狀的基礎上,吸收先進的微電子技術和試驗機控制技術,開發一套新型的基于ARM微處理器的旋轉彎曲疲勞試驗機測控系統。論文圍繞這個任務,主要進行了如下幾個方面的研究工作: 1.分析旋轉彎曲疲勞試驗機的系統工作原理與測量參數,制定試驗機測控系統的總體設計方案,并對測控系統中ARM主控制器要實現的功能進行具體分析。 2.依照總體方案,設計出以32位ARM微處理器LPC2210為核心的主控制器,對系統測量模塊、驅動模塊及外圍電路進行了電路設計;分析系統交流驅動單元的工作原理,并對ARM實現系統交流電機的調速控制作出具體闡述。 3.針對系統交流電機的調速控制,在建立交流系統數學模型的基礎上,采用一種基于現代控制理論的矢量控制算法并附以PID控制策略來實現無級精度調速。 4.移植實時嵌入式操作系統μC/OS-Ⅱ至LPC2210,編寫啟動代碼和主任務程序,對各任務模塊設計用戶應用程序,并對上位機的軟件系統設計進行結構規劃。 5.對基于ARM的旋轉彎曲疲勞試驗機測控系統進行軟硬件調試,并完成部分試驗。
上傳時間: 2013-06-06
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在采礦、冶金、制造、化工、制藥、供水等行業中,壓力是生產過程中的重要參數,它的應用極其廣泛。實時監測壓力的變化是實施現代化生產管理的重要環節,因而壓力測試技術和儀表的發展歷來受到人們的重視。在采礦行業中,壓力檢測是保證采煤安全的重要一環,因此開發一種智能壓力檢測裝置來用于采煤工作面液壓系統的壓力檢測是十分必要的。 本文所設計的壓力檢測系統是ARM處理器與儀器的有機結合,它以菲利普公司的LPC2294為核心,利用電阻應變片將壓力轉換成電壓信號,通過放大電路將電壓信號放大并傳輸至LPC2294進行A/D轉換,然后將各液壓支架的壓力數據傳輸至存儲芯片保存,并顯示。本系統的特點是:壓力量程為1~60Mpa,每5分鐘采集一次壓力數據。各分機的壓力數據通過CAN總線傳輸至主機,總線的傳輸速率為250Kbps。主機再通過串口將數據傳輸至計算機。計算機通過串口讀取主機的壓力數據,并將數據保存在數據庫中,上位機采用NI公司的Labview軟件進行設計。其中串口的接收部分用Labview中自帶的VISA控件來編寫,數據庫部分采用微軟的Access軟件建立數據庫,利用第三方編寫的Labsql將數據寫入數據庫。 論文的第一章綜述了壓力檢測的起源,發展以及國內外壓力檢測的現狀;第二章主要論述了系統的整體設計思路及方法;論文第三章、第四章系統的硬件電路、軟件開發環境及相關的軟件流程;第五章簡單介紹了PC機軟件開發語言以及對上位機部分的軟件設計做了簡單的介紹。第六章對全文的工作做了總結,并對壓力檢測以后的發展方向闡述了自己的觀點。
上傳時間: 2013-08-01
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視頻監控系統是安全防范系統的組成部分,它是一種防范能力較強的綜合系統。視頻監控以其直觀、方便、信息內容豐富而廣泛應用于許多場合。嵌入式視頻監控系統是以應用為中心、軟硬件可裁減的、適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積等綜合性嚴格要求的專用計算機系統,亦即為監控系統量體裁衣的專用計算機系統。嵌入式視頻監控系統主要由嵌入式處理器、相關支撐硬件、嵌入式操作系統及應用軟件系統等組成,它是集軟硬件于一體的可獨立工作的“器件”。在視頻監控上的嵌入式應用將是視頻監控領域的一個重要發展方向。 論文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,并提出進一步開發設想。 本文的研究結果具有較大的工程實際意義,對于基于IP技術的各種視頻通信應用具有一定的參考價值。
上傳時間: 2013-06-28
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比例-積分-微分(PID)是過程控制中最常用的一種控制算法。算法簡單而且容易理解,應用十分廣泛。但由于應用領域的不同,功能上差別很大,系統的控制要求及關心的控制對象也不相同。數字PID控制比連續PID控制更為優越,因為計算機程序的靈活性,很容易克服連續PID控制中存在的問題,經修正而得到更完善的數字PID算法。本文以三相全控整流橋阻性負載為實際電路,控制主電路電壓,旨在提出一種智能數字PID控制系統的設計思路,并給出了詳細的硬件設計及初步軟件設計思路。 PID控制系統采用高性能、低功耗的ARM微處理器S3C44BO作為核心處理單元,內部的10位ADC作為信號采集模塊,采用了矩陣鍵盤和640*480的液晶作為人機接口;串口作為通信模塊實現了上位機的監控。采用芯片內部自帶的PWM模塊,輸出16M Hz PWM信號并經過一階低通濾波器得到0~5V的控制信號用于觸發主電路控制器,實現PID整定。 軟件方面,分析和研究了uC/OSⅡ的內核源碼,實現了其在32位微處理器上的移植,作為管理各個子程序執行的系統軟件。選用了圖形處理軟件uC/GUI用于完成LCD顯示及控制。PID算法采用了增量式數字PID算法,采用規一化算法進行參數選取。上位機部分采用了C#語言進行編寫。另外,采用了RTC(Real Time Clock)作為系統時鐘,可以實現系統的定時運行、定時模式切換等。在上位機上也可以方便的控制程序的執行,實現遠程監控。 在論文的最后詳細的介紹了智能PID控制系統在三相全控橋主電路中的具體應用??偨Y了調試中遇到的問題,對今后工作中需要進一步改善和探索的地方進行了展望。
上傳時間: 2013-08-01
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智能公交系統是城市交通系統的一個重要組成部分,在城市交通公交優先的背景下,欲緩解城市交通擁堵的現象,就必須大力發展公交事業。智能公交系統的建設可以改善公交公司的企業管理方法,提高公交系統的運營效率與服務水平,是城市公交事業發展的重要一步。 本文在研讀大量文獻、參考相關設計的基礎上,結合先進的GPS、GPRS技術,提出了基于ARM的智能公交車載管理終端的設計與實現方法。 GPS是由美國建立的新一代衛星導航與定位系統,具有全球性、全天候、陸海空全能等特點,特別適用于交通運輸行業,配合中國移動穩定可靠、覆蓋面廣、數據傳輸速度極快的GPRS網絡作為信息傳輸的媒介,以GPS、GPRS為主要技術的智能公交系統較以往利用射頻、數傳電臺技術方式建造的公交系統具有更加穩定、實時性更高等特點,是當前智能公交系統設計的理想方案。 基于ARM的智能公交車載終端是智能公交系統的重要組成部分,是整個系統的信息終端,負責信息的接收和發布,在系統中起著至關重要的作用。本文詳細介紹了一款以ARM處理器為主控的智能車載終端的設計方法,包括終端總體方案設計、硬件電路設計、軟件代碼編寫、整機調試等內容。文章在總體設計中提出了終端的功能要求,并針對功能要求提出了相應的設計方案;在硬件設計中給出了具體的硬件設計原理圖,并就硬件選型、原理圖設計中的關鍵問題進行了探討;在軟件設計中給出了終端主要軟件設計的程序流程圖,并對程序設計思路進行了細致的講解;最后對終端硬件、軟件的聯合調試過程進行了介紹,并對最終通過調試的終端進行了展示。 經過多次的測試和修改,該智能公交系統已經實現了正點考核、實時監控、短信報警、自動報站等多項功能,并在長沙市公交線路上投入試運行,社會反應良好。
上傳時間: 2013-07-02
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近年來,隨著電子技術的發展,消費電子產品(Consumer Electronics)已與計算機(Computer)、通信(Communication)兩項產品的技術結合在一起,成為目前所統稱的3C產品,并使家用電子電器產品步向智能家居的方向。但是目前大多數智能家居系統其控制器一般由8位或16位的單片機控制,其控制功能比較簡單,很難實現網絡化和無線傳輸,對于未來的智能家居系統的擴展性也比較有限。本文針對目前國內智能家居系統的局限性,提出一種基于嵌入式處理器ARM平臺以及以太網和GPRS網絡通信技術的智能家居系統,它不僅能對小區內住宅的安全狀況進行實時監控,還能實現家用電器的遠程控制、“三表”(即水表、電表、燃氣表)的遠程抄送。同時該系統還提供了規范的串行通信接口,對于未來的系統的擴展提供了廣闊的空間。 本文首先詳細的介紹了ARM處理器及嵌入式操作系統uClinux的發展概況,接著討論了GPRS網絡通信技術的工作原理,最后給出了智能家居控制系統的硬件設計和軟件設計。該智能家居系統的硬件主要包括ARM主控模塊的選型、報警I/O電路設計、以太網接口電路設計、圖像處理模塊電路和“三表”的串行口電路組成。軟件上主要包括uClinux在S3C4510上的移植、圖像采集與壓縮程序、以太網驅動及通訊程序、RS-485串行接口程序、GPRS網絡通信程序和報警I/O接口程序。 該系統主要部分包括小區內住宅的安防監控,GPRS無線智能家電的遠程控制和無線報警以及抄表的遠程傳送。利用當前較為成熟的GPRS技術和以太網實現對小區內用戶進行集中安防監控與管理,同時給出了系統的功能和結構以及硬件原理框圖和軟件設計思路及主要程序。
上傳時間: 2013-07-12
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自動售貨機作為自助服務領域中的一員,為國內外該領域廠商所研究,并且得到了廣泛的應用。為了適應客戶的需求,需要開發一套功能更加完善、擴展性能更強的自動售貨機控制器。 本文以國內自動售貨機制造商--湖南金碼智能設備制造有限公司在自動售貨機控制器的研究現狀為背景,分析了公司現有控制器的不足,并制定出基于ARM7與嵌入式實時操作系統μC/OS-Ⅱ的自動售貨機控制器的設計方案。 系統硬件完成了控制器外圍各模塊的接口電路圖設計,分析了自動售貨機控制器的組成;實現了電源模塊、MDB外設驅動模塊、電機驅動模塊、鍵盤與顯示模塊以及數據存儲模塊的開發,并對各模塊的原理與電氣特性進行了詳細的說明。 軟件上,將μC/OS-Ⅱ成功移植了至ARM7體系結構;針對售貨機本身是一個自反應、事件驅動的系統,使用有限狀態機來管理系統狀態以及狀態轉換,并高效地實現了更適用于復雜系統的層次型有限狀態機;在μC/OS-Ⅱ與層次有限狀態機的新軟件框架支持下,編寫了鍵盤與顯示模塊、MDB設備、數據存儲設備等的驅動程序和系統應用程序。 最后,調試與試驗表明基于ARM的控制器滿足售貨機基本要求,并且本課題的設計方案對較復雜的嵌入式系統的研究有一定的借鑒意義和應用價值。
上傳時間: 2013-05-31
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