現(xiàn)場總線技術(shù)以其先進性、實用性、可靠性、開放性等優(yōu)點，已經(jīng)成為自動化技術(shù)發(fā)展的熱點。現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)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(tǒng)，已經(jīng)對傳統(tǒng)的PLC、集散控制系統(tǒng)形成了巨大的沖擊，具有廣闊的發(fā)展前景。 作為現(xiàn)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(xiàn)等優(yōu)點，被廣泛應用于工業(yè)控制領(lǐng)域。與傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)相比，基于CAN總線設計的工業(yè)控制系統(tǒng)可以減少系統(tǒng)控制的復雜性，降低成本，并能提高系統(tǒng)的穩(wěn)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(xié)議的基礎上，給出了工業(yè)控制網(wǎng)絡的總體解決方案，主控節(jié)點硬件設計、軟件設計，人機界面設計，以及網(wǎng)絡通訊結(jié)構(gòu)模型及具體實現(xiàn)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(fā)了工控網(wǎng)絡主控節(jié)點。設計了該節(jié)點的硬件電路，包括CAN總線接口電路、串行接口電路、AD、DA轉(zhuǎn)換隔離電路等。在硬件平臺上進行μC/OS-II操作系統(tǒng)移植，基于該操作系統(tǒng)編寫了各硬件模塊驅(qū)動程序，主要包括串行接口和CAN模塊的初始化、數(shù)據(jù)接收以及發(fā)送。 通訊設計，根據(jù)工業(yè)控制應用的具體需求，設計了網(wǎng)絡整體解決方案，包括網(wǎng)絡拓撲方案，通訊結(jié)構(gòu)等，基于CAN總線技術(shù)規(guī)范CAN2.0B自定義了CAN總線網(wǎng)絡應用層通信協(xié)議CAN08。 人機界面設計，基于威綸MT505設計了工控網(wǎng)絡的人機界面，編程實現(xiàn)人機界面與主控節(jié)點的Modbus通訊。
標簽： ARM 現(xiàn)場總線 控制系統(tǒng) 主控
上傳時間： 2013-07-09
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旋轉(zhuǎn)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(shù)和微電子技術(shù)的快速發(fā)展，舊有的試驗機測控系統(tǒng)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(tǒng)向數(shù)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(jié)國內(nèi)外同類試驗機測控系統(tǒng)技術(shù)現(xiàn)狀的基礎上，吸收先進的微電子技術(shù)和試驗機控制技術(shù)，開發(fā)一套新型的基于ARM微處理器的旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗機測控系統(tǒng)。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(zhuǎn)彎曲疲勞試驗機的系統(tǒng)工作原理與測量參數(shù)，制定試驗機測控系統(tǒng)的總體設計方案，并對測控系統(tǒng)中ARM主控制器要實現(xiàn)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(tǒng)測量模塊、驅(qū)動模塊及外圍電路進行了電路設計；分析系統(tǒng)交流驅(qū)動單元的工作原理，并對ARM實現(xiàn)系統(tǒng)交流電機的調(diào)速控制作出具體闡述。 3.針對系統(tǒng)交流電機的調(diào)速控制，在建立交流系統(tǒng)數(shù)學模型的基礎上，采用一種基于現(xiàn)代控制理論的矢量控制算法并附以PID控制策略來實現(xiàn)無級精度調(diào)速。 4.移植實時嵌入式操作系統(tǒng)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(tǒng)設計進行結(jié)構(gòu)規(guī)劃。 5.對基于ARM的旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗機測控系統(tǒng)進行軟硬件調(diào)試，并完成部分試驗。
標簽： ARM 旋轉(zhuǎn) 試驗機 測控系統(tǒng)
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(yè)中，壓力是生產(chǎn)過程中的重要參數(shù)，它的應用極其廣泛。實時監(jiān)測壓力的變化是實施現(xiàn)代化生產(chǎn)管理的重要環(huán)節(jié)，因而壓力測試技術(shù)和儀表的發(fā)展歷來受到人們的重視。在采礦行業(yè)中，壓力檢測是保證采煤安全的重要一環(huán)，因此開發(fā)一種智能壓力檢測裝置來用于采煤工作面液壓系統(tǒng)的壓力檢測是十分必要的。 本文所設計的壓力檢測系統(tǒng)是ARM處理器與儀器的有機結(jié)合，它以菲利普公司的LPC2294為核心，利用電阻應變片將壓力轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換，然后將各液壓支架的壓力數(shù)據(jù)傳輸至存儲芯片保存，并顯示。本系統(tǒng)的特點是：壓力量程為1～60Mpa，每5分鐘采集一次壓力數(shù)據(jù)。各分機的壓力數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)傳輸至計算機。計算機通過串口讀取主機的壓力數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)庫部分采用微軟的Access軟件建立數(shù)據(jù)庫，利用第三方編寫的Labsql將數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫。 論文的第一章綜述了壓力檢測的起源，發(fā)展以及國內(nèi)外壓力檢測的現(xiàn)狀；第二章主要論述了系統(tǒng)的整體設計思路及方法；論文第三章、第四章系統(tǒng)的硬件電路、軟件開發(fā)環(huán)境及相關(guān)的軟件流程；第五章簡單介紹了PC機軟件開發(fā)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(jié)，并對壓力檢測以后的發(fā)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(jiān)控系統(tǒng)是安全防范系統(tǒng)的組成部分，它是一種防范能力較強的綜合系統(tǒng)。視頻監(jiān)控以其直觀、方便、信息內(nèi)容豐富而廣泛應用于許多場合。嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)是以應用為中心、軟硬件可裁減的、適應應用系統(tǒng)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(tǒng)，亦即為監(jiān)控系統(tǒng)量體裁衣的專用計算機系統(tǒng)。嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由嵌入式處理器、相關(guān)支撐硬件、嵌入式操作系統(tǒng)及應用軟件系統(tǒng)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(jiān)控上的嵌入式應用將是視頻監(jiān)控領(lǐng)域的一個重要發(fā)展方向。 論文首先闡述了嵌入式網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展、現(xiàn)狀以及整體構(gòu)建，然后介紹了嵌入式Linux操作系統(tǒng)以及ARM處理器的發(fā)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(nèi)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(tǒng)下的USB驅(qū)動程序的開發(fā)進行了研究。本文重點討論了圖像采集、編碼和網(wǎng)絡通信程序的設計原理與實現(xiàn)。最后進行了系統(tǒng)整體測試，并提出進一步開發(fā)設想。 本文的研究結(jié)果具有較大的工程實際意義，對于基于IP技術(shù)的各種視頻通信應用具有一定的參考價值。
標簽： ARM 遠程視頻監(jiān)控 系統(tǒng)設計
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(lǐng)域的不同，功能上差別很大，系統(tǒng)的控制要求及關(guān)心的控制對象也不相同。數(shù)字PID控制比連續(xù)PID控制更為優(yōu)越，因為計算機程序的靈活性，很容易克服連續(xù)PID控制中存在的問題，經(jīng)修正而得到更完善的數(shù)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(shù)字PID控制系統(tǒng)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(tǒng)采用高性能、低功耗的ARM微處理器S3C44BO作為核心處理單元，內(nèi)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(xiàn)了上位機的監(jiān)控。采用芯片內(nèi)部自帶的PWM模塊，輸出16M Hz PWM信號并經(jīng)過一階低通濾波器得到0～5V的控制信號用于觸發(fā)主電路控制器，實現(xiàn)PID整定。 軟件方面，分析和研究了uC/OSⅡ的內(nèi)核源碼，實現(xiàn)了其在32位微處理器上的移植，作為管理各個子程序執(zhí)行的系統(tǒng)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(shù)字PID算法，采用規(guī)一化算法進行參數(shù)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(tǒng)時鐘，可以實現(xiàn)系統(tǒng)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(zhí)行，實現(xiàn)遠程監(jiān)控。 在論文的最后詳細的介紹了智能PID控制系統(tǒng)在三相全控橋主電路中的具體應用。總結(jié)了調(diào)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。
標簽： ARM PID 控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-08-01
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智能公交系統(tǒng)是城市交通系統(tǒng)的一個重要組成部分，在城市交通公交優(yōu)先的背景下，欲緩解城市交通擁堵的現(xiàn)象，就必須大力發(fā)展公交事業(yè)。智能公交系統(tǒng)的建設可以改善公交公司的企業(yè)管理方法，提高公交系統(tǒng)的運營效率與服務水平，是城市公交事業(yè)發(fā)展的重要一步。 本文在研讀大量文獻、參考相關(guān)設計的基礎上，結(jié)合先進的GPS、GPRS技術(shù)，提出了基于ARM的智能公交車載管理終端的設計與實現(xiàn)方法。 GPS是由美國建立的新一代衛(wèi)星導航與定位系統(tǒng)，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(yè)，配合中國移動穩(wěn)定可靠、覆蓋面廣、數(shù)據(jù)傳輸速度極快的GPRS網(wǎng)絡作為信息傳輸?shù)拿浇椋訥PS、GPRS為主要技術(shù)的智能公交系統(tǒng)較以往利用射頻、數(shù)傳電臺技術(shù)方式建造的公交系統(tǒng)具有更加穩(wěn)定、實時性更高等特點，是當前智能公交系統(tǒng)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(tǒng)的重要組成部分，是整個系統(tǒng)的信息終端，負責信息的接收和發(fā)布，在系統(tǒng)中起著至關(guān)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(diào)試等內(nèi)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(guān)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(lián)合調(diào)試過程進行了介紹，并對最終通過調(diào)試的終端進行了展示。 經(jīng)過多次的測試和修改，該智能公交系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)了正點考核、實時監(jiān)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(shù)的發(fā)展，消費電子產(chǎn)品(Consumer Electronics)已與計算機(Computer)、通信(Communication)兩項產(chǎn)品的技術(shù)結(jié)合在一起，成為目前所統(tǒng)稱的3C產(chǎn)品，并使家用電子電器產(chǎn)品步向智能家居的方向。但是目前大多數(shù)智能家居系統(tǒng)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(xiàn)網(wǎng)絡化和無線傳輸，對于未來的智能家居系統(tǒng)的擴展性也比較有限。本文針對目前國內(nèi)智能家居系統(tǒng)的局限性，提出一種基于嵌入式處理器ARM平臺以及以太網(wǎng)和GPRS網(wǎng)絡通信技術(shù)的智能家居系統(tǒng)，它不僅能對小區(qū)內(nèi)住宅的安全狀況進行實時監(jiān)控，還能實現(xiàn)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(tǒng)還提供了規(guī)范的串行通信接口，對于未來的系統(tǒng)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(tǒng)uClinux的發(fā)展概況，接著討論了GPRS網(wǎng)絡通信技術(shù)的工作原理，最后給出了智能家居控制系統(tǒng)的硬件設計和軟件設計。該智能家居系統(tǒng)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(wǎng)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(wǎng)驅(qū)動及通訊程序、RS-485串行接口程序、GPRS網(wǎng)絡通信程序和報警I/O接口程序。 該系統(tǒng)主要部分包括小區(qū)內(nèi)住宅的安防監(jiān)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(shù)和以太網(wǎng)實現(xiàn)對小區(qū)內(nèi)用戶進行集中安防監(jiān)控與管理，同時給出了系統(tǒng)的功能和結(jié)構(gòu)以及硬件原理框圖和軟件設計思路及主要程序。
標簽： ARM 智能家居控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-07-12
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自動售貨機作為自助服務領(lǐng)域中的一員，為國內(nèi)外該領(lǐng)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(fā)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(nèi)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(xiàn)狀為背景，分析了公司現(xiàn)有控制器的不足，并制定出基于ARM7與嵌入式實時操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ的自動售貨機控制器的設計方案。 系統(tǒng)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(xiàn)了電源模塊、MDB外設驅(qū)動模塊、電機驅(qū)動模塊、鍵盤與顯示模塊以及數(shù)據(jù)存儲模塊的開發(fā)，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(jié)構(gòu)；針對售貨機本身是一個自反應、事件驅(qū)動的系統(tǒng)，使用有限狀態(tài)機來管理系統(tǒng)狀態(tài)以及狀態(tài)轉(zhuǎn)換，并高效地實現(xiàn)了更適用于復雜系統(tǒng)的層次型有限狀態(tài)機；在μC/OS-Ⅱ與層次有限狀態(tài)機的新軟件框架支持下，編寫了鍵盤與顯示模塊、MDB設備、數(shù)據(jù)存儲設備等的驅(qū)動程序和系統(tǒng)應用程序。 最后，調(diào)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(tǒng)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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大多數(shù)現(xiàn)在的PCL打印機驅(qū)動程序都是將需要打印的文件(包括圖形或者文本)處理成JPEG文件發(fā)送到打印機進行打印，因為這樣一方面可以減少發(fā)送給打印機的數(shù)據(jù)量，一方面可以極大的簡化驅(qū)動程序的開發(fā)。而在打印機內(nèi)部，這些JPEG文件又被解碼成BMP文件進行進一步的處理。采用這種方式工作的打印機JPEG解碼的工作占據(jù)了其CPU時間的一半以上，所以JPEG文件解碼引擎是打印機的核心之一，提高JPEG的解碼速度對于提高打印機的處理能力至關(guān)重要。 同時，JPEG文件解碼工作是一個計算密集型的作業(yè)，主要有兩個辦法提高它的速度：一個是設計更高效的算法，一個是采用性能更加強勁的CPU設備。在單核CPU的嵌入式環(huán)境中，JPEG編解碼速度已經(jīng)幾乎到了極限，難有提升的空間，然而近兩年多核嵌入式芯片的出現(xiàn)，為大幅度提升它的性能提供了可能。 本文基于嵌入式的Linux平臺，采用ARM11 MPCore4核處理器，針對PCL，XL打印機控制語言的JPEG文件解碼設計和實現(xiàn)了一個高速引擎，主要內(nèi)容為： 分析和解碼PCL，XL文件，提取出其中的JPEG文件。 對JPEG文件實現(xiàn)并行化解碼，在多個處理器核上并行處理，并針對多核處理器構(gòu)架進行內(nèi)存讀取等方面的優(yōu)化。 針對多核處理器的特點和優(yōu)勢，設計和實現(xiàn)多線程調(diào)度算法。 總結(jié)和提取數(shù)據(jù)，分析多核處理器相對于單核處理器的性能提升。 另外，為便于讀者理解，文中簡要介紹了ARM(SIMD)指令集，嵌入式匯編以及與硬件相關(guān)的一些概念。
上傳時間： 2013-06-16
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半導體技術(shù)的迅猛發(fā)展使得微控制器集成度越來越高，計算速度越來越快，價格和功耗越來越低。近年來異軍突起的一些32位ARM微控制器工作主頻高達幾百兆，很好的解決了困擾工程師們的實時性問題。 隨著計算機、通訊和控制技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)控制系統(tǒng)正在朝著網(wǎng)絡化、分布化的方向發(fā)展。現(xiàn)場總線既是一個開放通信網(wǎng)絡，又是一種全分布控制系統(tǒng)。現(xiàn)已廣泛應用于多個工業(yè)領(lǐng)域。CAN總線即是現(xiàn)場總線的一種，它主要應用于各種設備檢測及控制，被公認為最有前途的現(xiàn)場總線之一。 本文基于ARM微控制器AT91RM9200，開發(fā)了一套帶有CAN總線接口的海洋氣象要素觀測系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以掛接多個CAN總線傳感器節(jié)點，同時還具有以太網(wǎng)、USB、RS232、RS422、RS485等多種通信端口，并且可靠性高、抗干擾能力強。CAN總線傳感器節(jié)點，由傳感器、微處理器芯片(內(nèi)嵌CAN控制器)和CAN收發(fā)模塊組成，可以獨立完成某一項或多項氣象要素的數(shù)據(jù)采集，同時還能實現(xiàn)與CAN總線的數(shù)據(jù)交換。 論文首先介紹了海洋氣象要素觀測系統(tǒng)的總體設計，接著介紹了傳感器節(jié)點的CAN總線實現(xiàn)方案，然后詳細闡述了以AT91RM9200為核心的開發(fā)平臺的硬件組成及實現(xiàn)，并以此硬件平臺為基礎，詳細的論述了嵌入式Linux開發(fā)流程以及移植到具體硬件平臺需要完成的工作，如U－BOOT的移植、Linux內(nèi)核的編譯與裁剪、文件系統(tǒng)的制作、驅(qū)動程序的編寫、以及應用程序的開發(fā)。
上傳時間： 2013-05-20
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