材料試驗機是測定材料機械性能的基本設(shè)備之一，應(yīng)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(yīng)用需求的增加，舊有的測試系統(tǒng)已逐漸不能適應(yīng)人們的測試需求，為了擴大傳統(tǒng)材料試驗機的應(yīng)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(shù)正在被引入到材料試驗機測試系統(tǒng)領(lǐng)域。 本課題屬于企業(yè)委托的技術(shù)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(shù)及其發(fā)展趨勢的研究分析，最終確定采用USB總線技術(shù)，設(shè)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(nèi)容，本文在分析研究USB和ARM技術(shù)的基礎(chǔ)上，圍繞著設(shè)計目標，從整體方案的選擇、測試系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計等方面闡述了主要開展的設(shè)計研究工作。重點對系統(tǒng)硬件電路設(shè)計、固件程序設(shè)計、設(shè)備驅(qū)動程序設(shè)計和應(yīng)用程序設(shè)計的實現(xiàn)進行了深入論述。 為驗證所設(shè)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(jié)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(yù)定的設(shè)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(qū)動電機，它利用壓電陶瓷逆壓電效應(yīng)激發(fā)的超聲振動作為驅(qū)動力，通過定轉(zhuǎn)子間的摩擦力來驅(qū)動轉(zhuǎn)子運動。與傳統(tǒng)的電磁電機相比，它具有低速大轉(zhuǎn)矩、無電磁干擾、動作相應(yīng)快、運行無噪聲、無輸入自鎖等卓越特性，在非連續(xù)運動領(lǐng)域、精密控制領(lǐng)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(shè)備、智能機器人等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)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(lǐng)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(qū)動控制系統(tǒng)設(shè)計。系統(tǒng)是基于ARM嵌入式微控芯片設(shè)計的。全文共分為6部分。第一章主要介紹了國內(nèi)外超聲波電機驅(qū)動控制技術(shù)在國內(nèi)外的發(fā)展狀況，ARM芯片的結(jié)構(gòu)原理以及本課題的選題意義。第二章在前人的研究基礎(chǔ)上做了系統(tǒng)仿真，為系統(tǒng)的硬件設(shè)計提供設(shè)計指導(dǎo)。第三章提出了基于ARM的超聲波電機嵌入式驅(qū)動控制系統(tǒng)設(shè)計方案，并介紹了系統(tǒng)各個模塊的設(shè)計與調(diào)試的過程和結(jié)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(shè)計流程。第五章介紹了系統(tǒng)各子程序的設(shè)計，速度控制與定位控制的算法設(shè)計，以及系統(tǒng)調(diào)試的結(jié)果。第六章總結(jié)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(yīng)用，技術(shù)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(gòu)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(guān)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(diào)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(shè)計。這種思想大大簡化了系統(tǒng)硬件電路設(shè)計的復(fù)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(gòu)造包絡(luò)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(shè)計。第四章是系統(tǒng)的軟件設(shè)計。第五章是系統(tǒng)的誤差分析。第六章是全文的總結(jié)以及就下一步的工作提出一些設(shè)想。
標簽： ARM 超聲波 系統(tǒng)設(shè)計 風速測量
上傳時間： 2013-06-04
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液位是工業(yè)生產(chǎn)中常見的測量參數(shù)，化工、石油、污水處理等各類工廠企業(yè)都要進行液位測量。目前，液位檢測技術(shù)飛速發(fā)展，新的液位測量儀表量程大、精度高、功能全，我國新型液位儀表大多依靠進口。由于超聲波測量液位具有非接觸測量、可測低溫介質(zhì)、能夠定點和連續(xù)測量等優(yōu)點，近年來，超聲液位測量技術(shù)取得了長足的進步，己成功應(yīng)用于江河水位、化學和制藥工業(yè)、食品加工、罐裝液位等多種領(lǐng)域。 本文研制的是基于ARM的超聲波液位計。傳統(tǒng)的超聲波液位計一般使用8位的單片機作處理器，采用電子元件捕捉到超聲波回波信號后產(chǎn)生中斷，判斷超聲波的傳播時間。本文提出了使用32位ARM芯片做處理器，采用數(shù)字信號處理的方法來判斷超聲波傳播時間的設(shè)計方案。 本文使用高性能的ARM7TDMI-S內(nèi)核的芯片LPC2119作為系統(tǒng)的運算控制器，加強了系統(tǒng)對超聲波回波信號的處理能力；使用A/D轉(zhuǎn)換器將回波信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，采用數(shù)字濾波處理信號，利用數(shù)值處理來判斷超聲波回波信號的起始點，提高了液位的測量精度；采用單換能器收發(fā)一體式電路設(shè)計，簡化了液位的計算；利用LPC2119芯片內(nèi)部的CAN總線控制器設(shè)計了CAN總線通信接口；選用一線式數(shù)字溫度傳感器DSl8820進行溫度補償，避免了由于環(huán)境溫度的變化而產(chǎn)生的測量誤差。ARM芯片豐富的內(nèi)部資源和I/0口線有利于今后擴展功能，升級系統(tǒng)。本超聲波液位計使用方便，精度高，能滿足工業(yè)生產(chǎn)中的要求。
上傳時間： 2013-04-24
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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(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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