隨著我國加入WTO,我國逐漸成為世界縫制設備生產和銷售中心。在縫制設備行業占據極其重要地位的繡花機行業也因此而得到迅速發展,我國繡花機產量已占據全球繡花機產量的70%。但是,我國的繡花機行業在發展的過程中仍存在和面臨著很多問題。一方面是產品結構和產品質量,我國的繡花機主要以中低檔為主,在噪聲、刺繡質量、效率、產品壽命以及維護性等方面與國外先進機型存在較大差距;另一方面是技術實力和創新能力,作為繡花機全部技術核心的控制器,國內能開發的公司屈指可數,缺乏有效的競爭,且技術實力和創新能力無法與國際企業相抗衡。 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繡花機課題的基礎上,設計了一種基于硬實時嵌入式操作系統WinCE5.0,以32位RISC架構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,高質量為目標,以伺服電機作為主軸驅動,步進電機作為X/Y軸驅動,帶USB接口和Ethernet接口,預留特種繡接口,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,繡花機發展現狀和關鍵技術;第二章從原理出發完成了需求分析,硬件和操作系統選型和項目規劃;第三章完成了總體硬件系統設計并重點介紹了驅動系統,CPLD單元,主控制板的設計和各種資源的分配;第四章在分析WinCE及其項目開發流程和環境構建的基礎上,完成了軟件的總體框架設計并介紹了相關設計要點。第五章主要是驅動程序和運動控制模塊并以步進電機驅動的開發為例介紹了流驅動的開發過程和相關的技術要點。第六章設計了一種自主的內部花樣格式并完成了相應的測試。最后一章是對本課題的總結和展望。 本文不僅從項目研究與開發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過程,也具體的從硬件設計,資源配置,軟件編寫,驅動開發,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具有很好的參考價值和實踐意義,對于提升國內繡花機行業在高端市場與國外企業的競爭力,提升民族品牌價值,改變國內繡花機控制器被少數公司所壟斷,增加良性有效競爭有積極影響。
上傳時間: 2013-06-29
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本論文以建材行業為背景,以當前我國水泥生產新工藝——預分解窯生產線推廣普及階段在關鍵技術與裝備的迫切需求為論文的研究目標,針對水泥配料生產環節中的計量精度和操作性能上的問題與不足,引進新技術,致力研究開發新型高性能動態計量控制系統。 論文在對提高動態計量系統性能的理論和技術進行深入研究的基礎上,提出有特色的高精度稱重與測速的方法和實現技術。在采取動、靜態雙秤動態計量結構等改進性能的有效技術措施的基礎上,對新型動態計量控制系統的總體方案進行設計。 論文完成了基于嵌入式ARM微處理器的新型動態計量控制系統的硬件和軟件設計工作,重點對稱重與測速的穩定性和準確性進行改進;整個系統采用自組織現場總線組網,以加強整個系統的信息交換能力;采用組態軟件建立上位機監控管理軟件,方便組態,易于監控,以便明顯的提高操作性能。 論文研究開發的新型動態計量控制系統已經應用到學校教學實踐基地,特別是學生的工程能力訓練中,而且作為新裝備也可以應用到實際生產中,同時,作為應用基礎理論技術,在將來可以更進一步改善研究。
上傳時間: 2013-06-03
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嵌入式系統近年來隨著其信息化、智能化、網絡化的發展,被廣泛應用于信息家電、移動設備、網絡設備和工控仿真的領域,成為繼IT網絡技術之后,又一個信息產業的主流。本設計使用的是ARM9嵌入式開發板。ARM(AdvancedRISCMachines)公司的32位RISC處理器有著高速度、低功耗、低成本、功能強、特有16/32位雙指令集等諸多優異的性能。 隨著生產業快速發展,工廠企業車間的不斷增加,對廠房的管理和設備的保護越來越受到重視。本論文主要闡述了監控系統中無線終端的設計與研究,其中涉及到嵌入式網絡瀏覽器在工廠監控設備中的應用,本監控系統的采集設備如攝像頭、儀表等將視頻、圖像、溫度等數據通過下位機上傳至控制中心,控制中心將這些數據存儲于網頁中,用戶使用手持終端,以無線上網的方式,通過嵌入式瀏覽器登陸網頁,實現遠程監控,達到實時監控的目的。 本論文第一章綜合敘述嵌入式系統的基本概念。第二章闡述基于S3C2410X的嵌入式系統開發平臺的基本架構及各個組成部分。第三章介紹了監控系統無線終端的開發平臺的設計。第四章主要闡述了LCD觸摸屏校正程序的設計。第五章講述了嵌入式瀏覽器的研究,makefile的編寫與電機控制模塊的設計。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著生產自動化要求的不斷提高,控制技術和微型計算機技術的不斷發展,智能記錄儀已日益廣泛地應用在工業過程領域,并占據了越來越高的地位。近年來,新的應用也對智能記錄儀的設計提出了更高的要求。 嵌入式系統因其體積小、性能好、功耗低、可靠性高等優點,其已經在各種記錄儀表的開發與設計等領域中得到廣泛的應用。為了改善工業現場傳統獲取數據費時、費力且數據不夠及時準確的缺點,本課題基于嵌入式的技術,構建了一個由32位的嵌入式微處理器S3C24lO和實時操作系統IAnux組成的平臺,并對其進行了開發研究,設計并實現了針對工業過程數據處理的一種新型的記錄系統。 本文研究了無紙記錄儀通用開發方法,設計了系統結構、功能和性能設計指標。該系統以三星公司生產的S3C2410(ARM)微控制器為核心,配置大容量Flash存貯器、實時時鐘等,通過8個信號輸入通道,可配接熱電偶、熱電阻以及標準的電壓/電流信號,經16位采樣送ARM處理后,按設定要求完成信號監測、數據記錄和柱狀圖、曲線顯示、異常數據報警等無紙記錄儀的功能,以及通過RS232通信接口與其它系統進行數據通信;在系統軟件設計方面,采用結構化、模塊化方法,結合硬件配置設計了數據采集、檢測信號處理、數據存取、鍵盤操作功能模塊以及柱狀圖、曲線等圖形顯示功能函數,從而使具有了模塊化擴展功能。試驗表明了該系統對數據進行了準確、可靠的的采集與處理,較好地滿足了工業現場的需求。 本課題是數據記錄系統在工業現場數據采集、處理領域中的一次成功嘗試。在實際應用中,該系統凸顯出強大的功能、良好的靈活性。實踐證明本系統是一種優秀的解決方案,能夠高效的實現各種測控任務。
上傳時間: 2013-04-24
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在日益發展的電子技術和各行業對系統安全需求不斷提高的刺激下,原有基于X86系統架構機車監控顯示系統逐漸暴露出越來越多的缺陷,研制新型的機車監控顯示系統成為一種必然的趨勢,而不斷發展的MCU技術、嵌入式Linux、制造工藝等也給新型機車監控顯示系統的研制提供了技術保障。 本課題針對目前鐵路運營對安全、快速、準點等特性要求的不斷提高,研究基于ARM的機車監控顯示系統,設計出具有高可靠性、高效能、可維護性強的機車監控顯示系統。 本文首先分析了嵌入式技術發展現狀及其發展趨勢,對ARM技術的特點及其在嵌入式領域的應用進行了深入研究;進而,分析了國內現有基于PC/104總線模式擴展的機車監控顯示系統的優缺點以及國外先進機車監控顯示系統的發展現狀及技術特點。對如何有效提高系統的可靠性、可操作性進行了深入的研究,提出了利用ARM處理器與嵌入式操作系統Linux實現高可靠性機車監控顯示系統的思路,并在此思路指導下完成了基本研究和具體設計。 在完成樣機試制后,結合鐵路產品的高可靠性要求,本文最后對影響系統可靠性的若干性能指標進行了測試:高低溫測試、靜電放電測試、EMC測試、絕緣耐壓測試、振動測試等,并對設計過程中一些欠考慮的因素提出了解決方案。實際測試表明,基于ARM技術的機車監控顯示系統滿足我國鐵路未來若干年監控安全的需要。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著嵌入式技術的發展,ARM處理器以其獨特的優勢在計算機、電子和通信的各個領域得到廣泛應用,將網絡技術、控制技術和視頻監控技術相融合,在更大程度上促進了家庭生活的信息化和自動化。系統采用先進的ARM處理器作為控制平臺,與使用C51單片機相比,提高了性能,縮短了開發周期;與使用傳統的PC機相比,兼顧了系統功能,又節約了成本,在家庭自動化領域具有較好的理論價值和廣闊的應用前景。 本文在分析國內外家庭自動化發展現狀的基礎上,采用先進的ARM技術,給出了多模式網絡通信方案,解決了家庭自動化系統對不同通信網絡的兼容性問題,在公用電話網語音通信中,提出了通信狀態機模型,討論了電話按鍵檢測和超時無選擇的問題,對語音處理技術的實現進行了研究;在無線網絡通信中,通過短消息的發送和接收,實現了遠程用戶和系統之間的信號傳輸,對系統無線GPRS通信的實現進行了技術研究;在遠程圖像監控的實現中,給出了單幀圖像采集的實現方法,對C/S模式下遠程監控技術進行了研究;為實現系統與終端之間的信號傳輸,給出了家庭內部控制網絡接口設計方案,實現了家電設備控制和自動報警功能,在系統安全問題方面,給出了系統身份認證的實現方法。在此基礎上,構建了一個低成本、高性能、高可靠性的家庭自動化系統。
上傳時間: 2013-06-21
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隨著信息技術的飛速發展,人們對數據采集、信號處理的要求越來越高:不僅要求高速、高精度和高實時,還要求數據采集,處理設備便攜化、網絡化和智能化,并具有友好的人機界面。傳統的8/16位單片機因資源極度受限,難以滿足上述要求;而傳統的信號處理過程都是依賴于PC完成,則存在著安裝麻煩、價格昂貴且電磁兼容性差等缺點。 嵌入式系統是一個快速發展的領域,嵌入式系統的研究內容涉及到計算機學科的各個方面。將嵌入式系統引入雷達信號處理系統,能極大的提高系統的實時性和靈活性。本文的研究正是基于ARM的雷達信號處理系統。 本文在對線性調頻連續波雷達測速測距研究的基礎上,討論了一種軟硬件配置靈活、結構精簡的雷達信號處理系統,其硬件平臺以ARM處理器,可編程邏輯器件FPGA,和DSP為核心,擴展了UART、LCD、網口、IDE、觸摸屏、PS/2和USB等外圍接口,可實現對線性調頻連續波雷達回波信號進行數據采集、脈沖壓縮、恒虛警檢測、航跡相關,航跡顯示等處理,相關數據的存儲。在軟件設計方面,完成Bootloader,Linux2.4操作系統在系統上的移植,在此基礎上對實現了對網口、IDE、LCD等模塊的驅動程序編寫,并在MiniGUI上進行基于顯示終端需求的圖形用戶界面開發。
上傳時間: 2013-04-24
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直流電動機由于具有良好的調速特性,寬廣的調速范圍,在某些要求調速的地方,特別是對調速性能指標要求較高的場合,如軋鋼機、龍門刨床、高精度機床、電動汽車等中,得到了廣泛地應用。國外這類調速系統的價格高,而國內的同類產品性能指標不夠穩定,因此設計一個性能價格比較高的直流調速系統,對工業生產具有重要的現實意義。 本文采用ARM S3C2410為控制芯片,以模糊PID為智能控制方法,設計了基于實時嵌入式操作系統μC/OS-Ⅱ的直流電機調速系統。首先對模糊控制及嵌入式系統作了簡單介紹,構建了模糊PID控制的直流電機調速系統模型,并在MATLAB環境下,對設計模型進行了仿真,在仿真的基礎上設計了控制系統硬、軟件,主要包括MOSFET驅動、光電隔離、鍵盤顯示、轉速測量、H橋可逆控制部分等,并將嵌入式操作系統μC/OS-Ⅱ移植到該系統中,實現了對直流電機的良好調速性能。 控制系統硬件實現模塊化設計,線路簡單,可靠性高。軟件設計采用可讀性強的C語言,自底層向上層的原則設計,程序邏輯性強、易于修改維護。以ARM為核心的控制系統,結構簡單,抗干擾能力強,性價比高。仿真和試驗表明:基于模糊PID智能控制的直流電機調速方法是可行的,有很好的應用前景。
上傳時間: 2013-04-24
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現代噴氣織機以其高速、高性能等優勢,占據了無梭織機的大部分市場,并成為最有發展前景的一種織機。送經、卷取機構是織機控制系統的重要組成部分,其對經紗張力的控制精度已成為評定織機質量的重要技術指標。因此,提高和改善噴氣織機的電子送經和卷取控制系統的性能非常必要,而且,開發具有高速、高精度的獨立電子送經和卷取控制模塊具有廣闊的應用前景。 本課題研究開發了一款獨立的電子送經和卷取控制模塊,通過人機界面或CAN通訊對該控制系統所需參數進行設置,使其可以根據參數設置應用于不同型號的噴氣織機。通過對系統的控制分析,本課題主要從硬件電路設計、軟件控制及張力控制算法三個方面進行研究。 首先,通過對噴氣織機的性能要求及控制器結構與性能的綜合考慮,系統采用以高速ARM7TDMI為內核的低功耗微處理器LPC2294作為系統控制器,該控制器不僅速度快、性能穩定,而且其豐富的外圍模塊大大簡化了硬件電路的設計。硬件電路設計采用模塊化設計方法,主要功能模塊包括嵌入式最小系統模塊、主軸編碼器采集模塊、張力采集模塊、電機控制模塊、通訊模塊、人機界面模塊、輸入輸出信號模塊等。根據系統需要,對各個模塊的控制器件進行選取,并設計出各個模塊的接口電路。最后,為了提高系統的穩定性和可靠性,在硬件電路設計中采取了隔離、去耦等硬件抗干擾措施。 在軟件設計方面,系統采用嵌入式實時操作系統μC/OS-II,便于系統升級和維護。在系統硬件平臺的基礎上,根據設計要求對操作系統內核進行剪裁和移植,并對系統時鐘節拍進行修改。結合硬件電路及系統控制要求,對系統啟動代碼進行修改;并根據系統對各個功能模塊控制的時效性要求,對系統任務進行合理規劃。為了說明系統采用該RTOS的可行性,對實時性要求最高的張力采集任務進行了實時性分析。對CAN通訊協議進行制定和編程實現,并對I2C、CAN和LCD驅動程序進行開發,另外,對每個任務的功能及控制流程和任務間及任務與中斷間的信息通訊進行了說明。系統在軟件方面也采用了一定的抗干擾技術,對硬件抗干擾進行補充。 最后,針對經紗張力的非線性和滯后性等復雜特性,對張力調節采用模糊參數自整定PID控制算法,設計出張力模糊參數自整定PID控制器。并在Matlab及Simulink工具下,對PID控制器下的張力算法及模糊參數自整定PID控制器下的張力算法進行仿真研究。而且對張力模糊PID控制算法在LPC2294中的實現進行了說明。關鍵詞:ARM; μC/OS-II;噴氣織機;送經卷取;模糊PID
上傳時間: 2013-06-11
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經濟的快速發展使得人們越來越注重生活質量,對于有害氣體的檢測成為人們的迫切要求,我國氣敏傳感器發展迅速,但由于氣敏傳感器的高阻值特性及接口電路復雜等原因,氣敏傳感器測量裝置發展緩慢。在了解氣敏傳感器的氣敏機理及氣敏傳感器的工作原理的前提下,設計了一種新型的氣體濃度測量裝置,并將采集到的信號處理后通過無線傳輸設備傳送。該裝置以ARM7為內核的LPC2131 作為微處理器,利用其強大的數據計算處理能力及控制能力,設計出了顯示氣體濃度值的測量電路。此外由于因LPC2131 內部集成了多種硬件電路接口,有效地降低了成本,減小了裝置體積。 在無線傳輸部分,采用挪威Nordic公司的單片射頻收發器nRF403,nRF403工作在433或315MHz國際上通用的ISM頻段,雙工作頻段可以自由切換,FSK 調制解調,采用直接數字合成DSS和鎖相環穩頻PLL 進行頻率合成,頻率穩定性好,發射數據時無方向性要求,在高速移動和振動等情況有抗干擾能力。本測量裝置的設計主要包括硬件和軟件兩大部分。硬件部分由四部分組成:數據采集電路、ARM系統模塊電路設計、無線收發電路模塊、顯示模塊組成。軟件部分的設計包括:通道選擇程序設計、A/D轉換程序設計、信號處理程序(算法)、無線收發程序、液晶模塊程序設計、以及PC端應用程序設計。經過實際的測量,本裝置可對外界氣體濃度進行準確的測量,精度保持誤差在1.5%以內。本裝置具有高靈敏度、小型、簡單、低耗等優點。
上傳時間: 2013-04-24
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