近年來，隨著控制系統(tǒng)規(guī)模的擴大和總線技術的發(fā)展，對數(shù)據(jù)采集和傳輸技術提出了更高的要求。目前，很多設備需要實現(xiàn)從單串口通信到多路串口通信的技術改進。同時，隨著以太網(wǎng)技術的發(fā)展和普及，這些設備的串行數(shù)據(jù)需要通過網(wǎng)絡進行傳輸，因而有必要尋求一種解決方案，以實現(xiàn)技術上的革新。 本文分別對串行通信和基于TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)通信進行研究和分析，在此基礎上，設計一個嵌入式系統(tǒng)一基于APM處理器的多路串行通信與以太網(wǎng)通信系統(tǒng)，來實現(xiàn)F8-DCS系統(tǒng)中多路串口數(shù)據(jù)采集和以太網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)傳輸。主要作了如下工作：首先，分析了當前串行通信的應用現(xiàn)狀和以太網(wǎng)技術的發(fā)展動態(tài)，通過比較傳統(tǒng)的多路串口通信系統(tǒng)的優(yōu)缺點，設計出了一種采用CPID技術和CAN總線技術相結合的新型技術，并結合F8-DCS系統(tǒng)數(shù)據(jù)量大和實時性高的特點，對串行通訊幀同步的方法進行了詳細的研究。然后，根據(jù)課題的實際需求，對系統(tǒng)進行總體設計和功能模塊劃分，并詳細介紹了基于ARM7處理器的多路串口通信接口、以太網(wǎng)通信接口以及二者之間的數(shù)據(jù)傳輸接口的電路設計。在軟件設計上，對系統(tǒng)的啟動代碼、串行通信協(xié)議、串口驅(qū)動以及多串口與網(wǎng)口間雙向數(shù)據(jù)傳輸?shù)冗M行了詳細的論述。最后，將上述技術應用于某大型火電廠主機F8-DCS系統(tǒng)I/O通訊網(wǎng)絡的測試與分析，達到了設計要求。
上傳時間： 2013-07-31
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本文設計的井下網(wǎng)絡分站作為“煤礦安全自動檢測、監(jiān)控及管理系統(tǒng)”的一個重要的組成部分，以ARM微控制器為核心，以操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ為操作平臺，采用TCP/IP協(xié)議棧實現(xiàn)了分站的網(wǎng)絡通信功能，很好的解決了當前煤礦企業(yè)安全監(jiān)控系統(tǒng)通信協(xié)議不一致的問題。 在硬件方面，嚴格按照《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通用技術要求》完成了監(jiān)控分站的總體硬件設計，并通過驅(qū)動網(wǎng)卡芯片RTL8019AS實現(xiàn)了以太網(wǎng)連接。選用PHILIPS的32位ARM芯片LPC2214作為分站的控制芯片，它帶有16KB的靜態(tài)RAM和256KB的高速FLASH，包含8路10位A/D，還有多個串行接口，可使用的GPIO高達76個(使用了外部存儲器)，很好了滿足了分站外接傳感器的多樣化要求。在人機對話方面，系統(tǒng)擴展了128×64的液晶和1×4的鍵盤。在通信方面，采用TCP/IP協(xié)議與地面主機進行通信，將各種參數(shù)傳送到地面主機進行復雜的運算處理。 在軟件方面，介紹了嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ的移植過程，并在此基礎上分析了TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)；制定了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換格式；通信過程中采用了標準的TCP/IP協(xié)議；詳細介紹了幾個主要程序模塊的編程思路，如LCD顯示、外部輸入頻率信號的計數(shù)及數(shù)據(jù)存儲，并給出了在實際編程過程中遇到的問題及解決方法。 本監(jiān)控分站根據(jù)《本質(zhì)安全型“i”》標準將外部接入設備和分站作了電氣隔離，該分站具有2路A/D數(shù)據(jù)采集；6路光電隔離數(shù)字量輸入；2路光電隔離數(shù)字量輸出對外部設備進行遠程管理和控制；人機接口提供人機交互界面，提供按鍵操作和數(shù)據(jù)顯示；RS485通信接口負責與外界設備進行通信；網(wǎng)絡通信接口負責為各種監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)提供兼容的接入接口；非易失性鐵電存儲器作為數(shù)據(jù)存儲區(qū)以保證掉電后存儲數(shù)據(jù)不丟失。
上傳時間： 2013-04-24
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以嵌入式微處理器和嵌入式操作系統(tǒng)為核心的嵌入式技術，已在很多領域得到了廣泛的應用。由于互聯(lián)網(wǎng)的應用日益普及，信息共享的程度不斷提高，傳統(tǒng)的串行通訊和并行通訊方式的缺點日益凸出，嵌入式設備的網(wǎng)絡化已經(jīng)成為網(wǎng)絡發(fā)展的必然趨勢。Forrester Research的研究顯示，到2010年，將有95％的連網(wǎng)設備不再是傳統(tǒng)的計算機，而是帶網(wǎng)絡功能的嵌入式系統(tǒng)。 本文根據(jù)在PC104系統(tǒng)下實現(xiàn)網(wǎng)絡通信功能的成功案例，構建了基于ARM7微處理器和uCLinux操作系統(tǒng)的實驗平臺，完成了網(wǎng)絡接口設計，并實現(xiàn)了嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡通信功能。 本文采用PHILIPS公司的LPC2210微控制器作為主控芯片，采用高度集成的以太網(wǎng)芯片RTL8019AS作為網(wǎng)絡接口。選擇Linux操作系統(tǒng)進行裁剪和移植，分析并實現(xiàn)了嵌入式TCP/IP協(xié)議棧。編寫了底層網(wǎng)絡驅(qū)動程序，實現(xiàn)了嵌入式硬件平臺和PCLinux系統(tǒng)之間的基于網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)傳輸；同時實現(xiàn)了嵌入式系統(tǒng)同WindowsXP系統(tǒng)之間的基于網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)傳輸；通過對比實驗，對網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議和算法進行了研究和優(yōu)化，完善了ARM嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡功能。 大量的數(shù)據(jù)傳輸及可靠性測試實驗表明，本文所設計的嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡功能在可靠性、可用性及操作方便性方面都達到了預期的目標，具有實際的應用價值!
標簽： ARM 嵌入式系統(tǒng) 網(wǎng)絡傳輸
上傳時間： 2013-07-19
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近年來LED顯示技術發(fā)展迅速,LED全彩顯示屏得到了廣泛的應用.LED顯示技術涵蓋了微機控制、視頻、光學、機械和數(shù)字圖像處理等多種技術.針對現(xiàn)有LED顯示系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸和顯示存在的缺陷和開發(fā)難度,本文提出并實現(xiàn)了一種新型的LED顯示系統(tǒng)方案.該方案把ARM處理器應用到LED顯示屏中,采用FPGA技術開發(fā)了LED顯示屏系統(tǒng).本文主要討論了利用網(wǎng)絡傳輸LED顯示數(shù)據(jù)的實現(xiàn)方法,包括嵌入式系統(tǒng)的設計以及TCP/IP協(xié)議的實現(xiàn)等分析和設計工作.全文分為七章,首先提出現(xiàn)有LED顯示系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸和顯示存在的缺陷和開發(fā)難度,然后提出新的LED顯示系統(tǒng)方案,并論證該方案的可行性.接著闡述了作者采用的嵌入式系統(tǒng)的設計方法和過程.第三章和第四章是嵌入式系統(tǒng)的設計和TCP/IP協(xié)議的實現(xiàn),其中包括硬件和軟件的設計以及嵌入式操作系統(tǒng)μ C/OS-Ⅱ的移植.詳細地分析了基于LPC2214芯片的操作系統(tǒng)移植步驟和過程.本文使用的是1wIP網(wǎng)關協(xié)議,把其應用于μ C/OS-Ⅱ,實現(xiàn)了LED顯示屏的網(wǎng)絡通信,還分析了RTL8019芯片的工作過程,編寫了有關驅(qū)動代碼.在第五章和第六章中闡述了LED顯示屏顯示原理和利用FPGA實現(xiàn)LED顯示的驅(qū)動開發(fā)過程,利用占空比法實現(xiàn)LED顯示屏的灰度顯示,使用VHDL語言描述LED顯示屏的灰度實現(xiàn)邏輯.最后根據(jù)本文的方案實現(xiàn)了LED顯示屏的彩色顯示,通過分析比較,該方案可行并且達到了預定的要求.
標簽： FPGA LED 嵌入式系統(tǒng) 中的應用
上傳時間： 2013-04-24
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本文首先分析數(shù)字圖像壓縮技術的實際應用情況，相關的DVB技術標準和測試標準ETR290，進而提出了一個可適用于實際工作環(huán)境的語義分析模型框架；并在FPGA開發(fā)環(huán)境ISE中按照這個語義分析模型框架構造了一個具體的VHDL模型；同時利用工具軟件Synplify和modelsim完成軟件功能和時序仿真；然后設計相應的硬件測試平臺來驗證模塊功能。針對數(shù)字圖像技術實際應用環(huán)境的特點，本文提出了一種構建在嵌入式硬件平臺上的分析模塊，可實時分析MPEG-2傳輸流語法。通過連接TCP/IP網(wǎng)絡可實現(xiàn)24小時/7天長時間工作。模塊化的設計，使其可以安裝于各種設備或?qū)嶋H應用環(huán)境中的各關鍵節(jié)點，通過網(wǎng)絡傳輸?shù)浇y(tǒng)一的服務器；同時該模塊可設置成不同的硬件觸發(fā)模式，使之成為故障傳感器。因此，該模塊適用于工程開通、快速故障監(jiān)測、長時間監(jiān)控等。通過與市場上專業(yè)測試設備性能進行比較，在測試精確性方面不占優(yōu)勢，但在達到一定數(shù)量級的測試精度后，其廉價、簡易和無需維護的特點將呈現(xiàn)巨大的優(yōu)勢。
上傳時間： 2013-04-24
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近年來，隨著嵌入式系統(tǒng)的快速發(fā)展，越來越多的嵌入式設備被用于工業(yè)控制、智能家居等領域。同時伴隨著網(wǎng)絡技術的發(fā)展，嵌入式設備通過網(wǎng)絡接入局域網(wǎng)或者Internet已經(jīng)逐步成為發(fā)展的趨勢。通過在嵌入式設備中內(nèi)置Web服務器，用戶可以在任何一臺聯(lián)網(wǎng)的計算機上通過瀏覽器來獲取設備的信息，用戶還可以通過網(wǎng)絡對設備進行配置和管理。因此研究和開發(fā)嵌入式Web服務器具有重要的實際意義和應用價值。 本文在S3C44BOX開發(fā)板上使用μClinux操作系統(tǒng)作為開發(fā)平臺，開發(fā)并實現(xiàn)了嵌入式Web服務器。文中提出了2種實現(xiàn)方案，一種是基于boa的嵌入式Web服務器，所做的主要工作是boa在gClinux中的移植和CGI的編寫，在此基礎上實現(xiàn)了動、靜態(tài)頁面的生成和簡單的控制功能。另一種方案是基于HTTP協(xié)議和socket編程所開發(fā)的嵌入式Web服務器，在此方案中實現(xiàn)了HTTP協(xié)議的GET和POST請求方式，能夠生成簡單的動態(tài)頁面，實現(xiàn)了歷史數(shù)據(jù)的保存功能，還能夠根據(jù)用戶在瀏覽器端的請求進行相應的控制和管理。 論文首先對嵌入式Web服務器的體系結構進行了分析，然后介紹了S3C44BOX硬件開發(fā)平臺，并分析了bootloader的基本原理和實現(xiàn)過程。隨后對μClinux操作系統(tǒng)的特點和網(wǎng)卡驅(qū)動程序進行了分析，并著重介紹了μClinux的移植過程。在第五章，論文詳細分析了TCP/IP和HTTP的原理和工作機制，并介紹了Web服務器中CGI的工作原理，最后分析了boa服務器的移植和CGI程序的編寫以及Web服務器的測試等。在第六章，在HTTP協(xié)議分析和網(wǎng)絡編程的基礎上，提出了嵌入式Web服務器的設計思想、程序流程圖，重點分析了Web服務器主程序流程、動態(tài)頁面的生成、歷史數(shù)據(jù)查詢的實現(xiàn)等，也分析了Web服務器中各種控制功能的實現(xiàn)流程，最后給出了Web服務器的測試結果。
上傳時間： 2013-05-17
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隨著電子設備的迅猛發(fā)展，“讓全部設備接入網(wǎng)絡”已經(jīng)成為一種發(fā)展趨勢。通過嵌入式串口服務器，可以讓現(xiàn)有的串行設備擁有聯(lián)網(wǎng)功能，避免了投資大量人力、物力，有利于對傳統(tǒng)串行設備進行更換或者升級。 本文設計的串口服務器采用嵌入式處理器和Linux操作系統(tǒng)，把現(xiàn)有的基于串行接口的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成以太網(wǎng)數(shù)據(jù)，然后進行數(shù)據(jù)存取，將傳統(tǒng)的串行數(shù)據(jù)送往網(wǎng)絡。 論文主要研究了以下內(nèi)容： 第一，在研究串口服務器網(wǎng)關工作機理的基礎上，分析高性能串口網(wǎng)絡服務器的功能需求。 第二，基于AT91ARM9200微處理器及LXT971ALE網(wǎng)絡接口芯片等構建嵌入式系統(tǒng)，完成RS232-TCP/IP轉(zhuǎn)換網(wǎng)關的軟硬件設計，實現(xiàn)最多32路串行終端同時接入以太網(wǎng)的高性能串口服務器。 第三，在RH Linux 9.0為ARM處理器提供的交叉開發(fā)工具下移植Linux，為嵌入式串口服務器設計服務器端與客戶端工作模式，同時設計實現(xiàn)系統(tǒng)參數(shù)的在線配置功能。 第四，在客戶端和服務器端分別設計串口服務器的基本API函數(shù)，為系統(tǒng)二次開發(fā)打下良好的基礎。
標簽： ARM 嵌入式 多串口 網(wǎng)絡服務器
上傳時間： 2013-04-24
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礦用隔爆饋電開關是煤礦井下配電系統(tǒng)的關鍵設備，作為配電開關，用于含有瓦斯或煤塵等爆炸危險環(huán)境的礦井中，控制和保護低壓供電網(wǎng)絡。其性能好壞直接影響著煤礦井下的生產(chǎn)安全和生產(chǎn)效率，而目前國內(nèi)饋電開關普遍存在集成度低、可靠性差、智能監(jiān)控水平低等缺點。 本課題將嵌入式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)應用到饋電開關中，通過對礦山供電系統(tǒng)工作原理、真空饋電開關工作原理以及基于EasyARM2200(Philips LPC2210為處理器、ARM7為內(nèi)核)嵌入式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的研究，實現(xiàn)了總體網(wǎng)絡拓撲結構的設計和智能饋電開關控制系統(tǒng)硬件電路的設計；通過對嵌入式實時操作系統(tǒng)的移植、嵌入式TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)和移植以及基于C/S模式下的套接字編程等的研究和分析，完成了監(jiān)控主機與嵌入式系統(tǒng)的通信軟件和保護控制算法的應用程序的編寫，從而實現(xiàn)了礦井地面監(jiān)控主機與井下嵌入式系統(tǒng)饋電開關的快速通信，解決了地面監(jiān)控主機對井下饋電回路及電氣開關的遠程智能監(jiān)控的難題，最終設計出一套集實時保護控制和遠程監(jiān)控功能于一身的智能型饋電開關網(wǎng)絡控制系統(tǒng)。 實驗結果表明：在嵌入式系統(tǒng)端的通信軟件和監(jiān)控主機端的通信軟件的驅(qū)動下，實現(xiàn)了嵌入式系統(tǒng)與監(jiān)控主機的快速遠程通信，通信速度快、可靠性高、可視化效果好，完全滿足了監(jiān)控系統(tǒng)的快速通信要求。 本課題的研究成果為工業(yè)控制領域提供了一個開放式、全分布、可互操作性的通信控制平臺，為提高煤礦井下設備的遠程智能監(jiān)控水平和安全操控系數(shù)提供了新的解決方法，為地面監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)更大規(guī)模、更深層次地對井下電氣設備的集中控制、分散管理奠定了理論和實踐基礎。
標簽： ARM 嵌入式網(wǎng)絡 中的應用 控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-25
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礦用隔爆饋電開關是煤礦井下配電系統(tǒng)的關鍵設備，用于含有瓦斯或煤塵等爆炸危險環(huán)境的礦井中，控制和保護低壓供電網(wǎng)絡。其性能好壞直接影響著煤礦井下的生產(chǎn)安全和生產(chǎn)效率。 論文將嵌入式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)應用到饋電開關中，通過對礦山供電系統(tǒng)工作原理、真空饋電開關工作原理以及基于EasyARM2200(Philips LPC2210為處理器、ARM7為內(nèi)核)嵌入式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的研究，實現(xiàn)了總體網(wǎng)絡拓撲結構的設計和智能饋電開關控制系統(tǒng)硬件電路的設計；通過對嵌入式實時操作系統(tǒng)的移植、嵌入式TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)和移植以及基于C/S模式下的套接字編程等的研究和分析，完成了監(jiān)控主機與嵌入式系統(tǒng)的通信軟件和保護控制算法的應用程序的編寫，從而實現(xiàn)了礦井地面監(jiān)控主機與井下嵌入式系統(tǒng)饋電開關的快速通信，解決了地面監(jiān)控主機對井下饋電回路及電氣開關的遠程智能監(jiān)控的難題，設計完成了一套集實時保護控制和遠程監(jiān)控功能于-身的智能型饋電開關網(wǎng)絡控制系統(tǒng)。
上傳時間： 2013-05-21
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隨著嵌入式技術和網(wǎng)絡技術的發(fā)展和應用，充分結合兩種技術優(yōu)勢的遠程數(shù)據(jù)采集終端正在不斷地被研究和開發(fā)。本文即是此背景下，綜合以往遠程數(shù)據(jù)采集終端的優(yōu)缺點，對基于ARM的遠程數(shù)據(jù)采集智能終端予以研究和實現(xiàn)，該終端具備GPRS和INTERNET兩種接入方式。可通過RS232或A/D模塊采集用戶終端設備數(shù)據(jù)信息；在GPRS接入方式下使用GPRS無線數(shù)據(jù)終端通過GPRS網(wǎng)絡接入互聯(lián)網(wǎng)，在INTERNET接入方式下則直接接入互聯(lián)網(wǎng)；接入后則可向遠程控制中心上傳用戶終端據(jù)信息。本文研制的遠程數(shù)據(jù)采集終端可廣泛地應用包括環(huán)保數(shù)據(jù)采集在內(nèi)的多種數(shù)據(jù)遠程采集場合。 本文主要做了以下研究工作： 1、對硬件資源進行了外圍擴展，對S3C44BOX處理器芯片的外圍硬件進行了擴展設計，使之具備了滿足使用需求的最小系統(tǒng)硬件資源。包括外圍存儲、LCD、鍵盤、以太網(wǎng)卡和GPRSi匿信模塊等。 2、運用多任務操作系統(tǒng)可以有效的組織并行任務的處理，本文對μc/os-Ⅱ操作系統(tǒng)進行了移植，對原有μc/os-Ⅱ操作系統(tǒng)的搶占式調(diào)度機制進行了改造，使之成為整體搶占，局部輪詢的調(diào)度機制；使之較好地滿足了實際要求。 3、無論采用GPRS方式還是INTERNET方式，設備終端與INTERNET實現(xiàn)通信都必須具備相應的協(xié)議。本文實現(xiàn)了TCP/IP有關網(wǎng)絡協(xié)議棧的建立，對協(xié)議進行了簡化設計，實現(xiàn)了兩種方式的接入，滿足了嵌入式終端的要求。 4、為了使終端具備較好的人機交互能力，構建了嵌入式圖形界面，實現(xiàn)了LCD圖形顯示和鍵盤輸入控制的交互功能。 通過以上工作，建立了一個功能齊全，實時可靠，基于嵌入式系統(tǒng)的遠程數(shù)據(jù)采集終端。
標簽： ARM 遠程數(shù)據(jù) 采集終端
上傳時間： 2013-07-17
上傳用戶：ljmwh2000
