無線傳感網(wǎng)絡WSN(Wireless Sensor Network)的基本特性是:低功耗、自組織、異構(gòu)互聯(lián),這些全新的形態(tài)傳統(tǒng)的理論和模型難以描述,巨大的潛在應用使它成為理論和應用研究的熱點。無線傳感器網(wǎng)絡是一種自組織網(wǎng)絡,讓物理環(huán)境的信息主動的以無線的方式發(fā)送到人類信息世界。人類根據(jù)獲取的信息做出判斷,利用無線傳感網(wǎng)絡反過來將我們一定的意圖反饋到客觀世界。這將是一種全新的人類和自然界的溝通方式。 無線傳感網(wǎng)絡不是孤立的,需要與現(xiàn)有的異構(gòu)網(wǎng)絡互聯(lián)才有意義,而這方面的研究也比較少,本課題就是解決無線傳感網(wǎng)絡和異構(gòu)網(wǎng)絡互聯(lián)的問題,設計了適用于無線傳感網(wǎng)絡的重要聯(lián)網(wǎng)設備——網(wǎng)關。研究目標是設計一個無線傳感網(wǎng)絡和以太網(wǎng)互通互聯(lián)的網(wǎng)關。在深入分析多種網(wǎng)關模型的基礎上,提出了一個性能較好的網(wǎng)關的軟硬件架構(gòu),硬件上使用基于ARM的嵌入式系統(tǒng),軟件上使用基于WindowsCE的嵌入式操作系統(tǒng)。在這個架構(gòu)的指導下,設計了網(wǎng)關的硬件平臺和網(wǎng)關的配套軟件。在網(wǎng)關完成了兩種網(wǎng)絡協(xié)議相互理解,數(shù)據(jù)雙向轉(zhuǎn)發(fā)的任務。為了測試網(wǎng)關的軟硬件性能,搭建了一個完整的無線傳感網(wǎng)絡,測試了網(wǎng)關的各項性能指標并提出了改進措施。
標簽: ARM 無線傳感 網(wǎng)絡網(wǎng)關
上傳時間: 2013-04-24
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隨著煤礦高產(chǎn)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(chǎn)具有重要意義。 本文在對國內(nèi)外現(xiàn)有下運帶式輸送機制動系統(tǒng)的現(xiàn)狀分析基礎上,針對煤礦生產(chǎn)的特殊性,提出了基于ARM的嵌入式計算機控制液壓調(diào)速軟制動系統(tǒng)方案,所用元件可靠性和防爆性好,系統(tǒng)簡單,動態(tài)制動性能好;結(jié)合成熟的工業(yè)PID控制經(jīng)驗和智能控制理論,并依據(jù)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(diào)速閥的開口大小,其PID參數(shù)Kp、Ki和Kd可根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)進行在線調(diào)整,結(jié)構(gòu)簡單、魯棒性強,在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)發(fā)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(tǒng)基礎上,設計了系統(tǒng)控制信號的輸入、輸出方式及其電路;分析了實時操作系統(tǒng)μC/OS-ⅡBootLoader的設計及其在S3C44BOX上的移植過程;制動系統(tǒng)應用軟件采用多任務機制,狀態(tài)檢測與控制任務并行運行,數(shù)據(jù)采集采用定時中斷的方式;系統(tǒng)可擴展性、可移植性好,控制算法容易實現(xiàn)多樣性且開發(fā)簡單、維護方便。 該液壓調(diào)速軟制動系統(tǒng)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(fā)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(jù)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(diào)整,制動曲線可調(diào),輸送機減速時不產(chǎn)生較大沖擊、安全平穩(wěn),并按照規(guī)定的減速度大小減速停車。
標簽: ARM 帶式輸送機 制動系統(tǒng) 軟
上傳時間: 2013-07-09
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現(xiàn)場總線技術以其先進性、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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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(chǎn)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(zhàn)術布置,火災記錄,反應時間等。傳統(tǒng)方法需要大量的圖紙,報告和歷史記錄。這些數(shù)據(jù)來自于不同的地方,而且數(shù)據(jù)格式不一致。因此要花費大量的時間進行數(shù)據(jù)搜集、準備和統(tǒng)一成可用的數(shù)據(jù)格式。如何更高效的搜集利用數(shù)據(jù),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(tài)管理、動態(tài)調(diào)度、動態(tài)指揮等。這些都是現(xiàn)行消防指揮調(diào)度系統(tǒng)中迫切需要解決的問題。而在消防指揮調(diào)度系統(tǒng)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(tài)管理子系統(tǒng)普遍上是利用GPS衛(wèi)星定位技術,通過GPRS無線通訊網(wǎng)絡,將滅火出動途中、滅火戰(zhàn)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(diào)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(diào)度員根據(jù)情況,通過無線通訊設備,及時對參戰(zhàn)車輛進行調(diào)度指揮和行車路線矯正。 本消防車輛調(diào)度系統(tǒng)采用M/S(Mobile/Server)模式,本文論述了終端部分的設計和實現(xiàn)。終端采用ARM硬件平臺,并在此基礎上,集合全球衛(wèi)星定位技術(GPS)、嵌入式地理信息系統(tǒng)技術(eGIS)、通用分組無線服務技術(GPRS)、計算機網(wǎng)絡技術等于一體,實現(xiàn)消防車輛的動態(tài)管理、調(diào)度、指揮的子系統(tǒng)。實現(xiàn)GPS的車輛導航、車輛跟蹤、車輛定位、車輛調(diào)度等功能。從而更加形象和直觀的對現(xiàn)行消防車輛動態(tài)管理系統(tǒng)進行了改進。 當前,隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,高層建筑、地下工程、石油化工、公眾聚集場所的大量涌現(xiàn),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(chǎn)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(fā)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(xié)助消防隊伍為社會的經(jīng)濟和人民生命安全保駕護航。
標簽: ARM 導航系統(tǒng)
上傳時間: 2013-04-24
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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。隨著試驗機技術和微電子技術的快速發(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)技術現(xiàn)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(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。但由于應用領域的不同,功能上差別很大,系統(tǒng)的控制要求及關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、參考相關設計的基礎上,結(jié)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(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為主要技術的智能公交系統(tǒng)較以往利用射頻、數(shù)傳電臺技術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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