隨著二十一世紀(jì)的到來(lái),人類進(jìn)入了后PC時(shí)代。在這一階段,嵌入式技術(shù)得到了飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。目前,嵌入式技術(shù)及其產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于智能家用電器、智能建筑、儀器儀表、通訊產(chǎn)品、工業(yè)控制、掌上型電腦、各種智能IC卡的應(yīng)用等等。將嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用于多媒體移動(dòng)終端,充分發(fā)揮了嵌入式系統(tǒng)的低功耗、集成度高、可擴(kuò)充能力強(qiáng)等特點(diǎn),可以達(dá)到集移動(dòng)、語(yǔ)音、圖像等各種功能于一身的效果。基于以上背景,本文提出了一種基于嵌入式Linux的多媒體播放器設(shè)計(jì)方案。 本文首先詳細(xì)分析了ARM體系結(jié)構(gòu),研究了嵌入式Linux操作系統(tǒng)在ARM9微處理器的移植技術(shù),包括交叉編譯環(huán)境的建立、引導(dǎo)裝載程序應(yīng)用、移植嵌入式Linux內(nèi)核及建立根文件系統(tǒng),并且實(shí)現(xiàn)了嵌入式Linux到EP9315開發(fā)板的移植。 由于嵌入式系統(tǒng)本身硬件條件的限制,常用在PC機(jī)的圖形用戶界面GUI系統(tǒng)不適合在其上運(yùn)行。為此,本文選擇了Qt/Embedded作為研究對(duì)象,在對(duì)其體系結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行研究基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)了Qt/Embedded到EP9315開發(fā)板的移植,完成了嵌入式圖形用戶界面開發(fā),使得系統(tǒng)擁有良好的操作界面。 針對(duì)現(xiàn)今MP3文件格式廣泛流行的特點(diǎn),本文設(shè)計(jì)了MP3播放器。在深入研究了MP3文件編碼原理的基礎(chǔ)上,詳細(xì)論述了播放器的設(shè)計(jì)過程,沒有使用硬件解碼方案,采用了軟件解碼,降低了系統(tǒng)開發(fā)成本:在視頻播放方面,本文實(shí)現(xiàn)了Linux系統(tǒng)下的通用媒體播放器——Mplayer到EP9315開發(fā)板的移植。通過對(duì)音頻數(shù)據(jù)輸出的研究,解決了Mplayer播放聲音不正常的問題,實(shí)現(xiàn)了一個(gè)集音樂和視頻播放于一體的嵌入式多媒體播放系統(tǒng)。 最后,總結(jié)了論文所做的工作,指出了嵌入式多媒體播放器所需要進(jìn)一步解決和完善的問題。
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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隨著信息技術(shù)和電子技術(shù)的進(jìn)步和日益成熟,計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。由于ISA數(shù)據(jù)采集卡的固有缺陷,PCI接口的數(shù)據(jù)采集卡將逐漸取代ISA數(shù)據(jù)采集卡,成為數(shù)據(jù)采集的主流。為了簡(jiǎn)化PCI數(shù)據(jù)采集卡結(jié)構(gòu),提高數(shù)據(jù)采集可靠性,本文研究并開發(fā)了一種基于FPGA的PCI結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)采集卡系統(tǒng)。 論文對(duì)PCI對(duì)目標(biāo)設(shè)備數(shù)據(jù)采集卡實(shí)現(xiàn)的原理和方法進(jìn)行了深入研究,設(shè)計(jì)了基于FPGA的PCI數(shù)據(jù)采集卡的硬件電路,通過在FPGA中嵌入了PCI目標(biāo)設(shè)備的IP核與用戶邏輯部分,構(gòu)成了SOPC系統(tǒng)。使用Verilog硬件描述語(yǔ)言設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了FPGA內(nèi)部采集數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)管理寄存器和FIFO數(shù)據(jù)緩沖隊(duì)列等模塊電路。利用ModelSim對(duì)PCI系統(tǒng)進(jìn)行了仿真。完成了系統(tǒng)硬件電路PCB板的設(shè)計(jì),最終制作了PCI數(shù)據(jù)采集卡。 論文針對(duì)PCI結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)采集卡系統(tǒng)軟件需求,研究了WDM設(shè)備驅(qū)動(dòng)軟件、Windows環(huán)境的簡(jiǎn)易虛擬示波器以及簡(jiǎn)易虛擬邏輯儀實(shí)現(xiàn)原理和方法。利用DriverStudio+Windows DDK for XP+VC6的軟件平臺(tái),開發(fā)了WDM設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。實(shí)現(xiàn)了Windows環(huán)境的簡(jiǎn)易虛擬示波器,和簡(jiǎn)易虛擬邏輯儀。系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果表明該系統(tǒng)設(shè)計(jì)正確,系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,功能和指標(biāo)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。
標(biāo)簽: FPGA PCI 數(shù)據(jù)采集卡
上傳時(shí)間: 2013-07-27
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本文件是基于44B0上設(shè)計(jì)的SD卡+FAT文件系統(tǒng)的讀操作,內(nèi)附帶了原理圖,以供學(xué)習(xí)。
標(biāo)簽: FAT 文件系統(tǒng)
上傳時(shí)間: 2013-06-29
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運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)是機(jī)電一體化的核心部分,提高運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)水平對(duì)于提高我國(guó)的機(jī)電一體化技術(shù)具有至關(guān)重要的作用。運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展是制造自動(dòng)化前進(jìn)的旋律,是推動(dòng)新的產(chǎn)業(yè)革命的關(guān)鍵技術(shù)。對(duì)于數(shù)控系統(tǒng)來(lái)說,最重要的是控制各個(gè)電機(jī)軸的運(yùn)動(dòng),這是運(yùn)動(dòng)控制器接收并依照數(shù)控裝置的指令來(lái)控制各個(gè)電機(jī)軸運(yùn)動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工的,數(shù)據(jù)加工中的定位控制精度、速度調(diào)節(jié)的性能等重要指標(biāo)都與運(yùn)動(dòng)控制器直接相關(guān)。目前對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的研究都集中在插入PC的NC控制器的研究上,而其核心部分就是對(duì)步進(jìn)、伺服電機(jī)進(jìn)行控制的運(yùn)動(dòng)控制卡的研究。對(duì)PC-NC來(lái)說,運(yùn)動(dòng)控制卡的性能很大程度上決定了整個(gè)數(shù)控系統(tǒng)的性能,而微電子和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用,使運(yùn)動(dòng)控制卡的性能得到了不斷改進(jìn),集成度和可靠性大大提高。 本課題通過對(duì)運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的深入研究,并針對(duì)國(guó)內(nèi)運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的研究起步較晚的現(xiàn)狀,結(jié)合當(dāng)前運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域的具體需要,緊跟當(dāng)前運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)研究的發(fā)展趨勢(shì),吸收了數(shù)控技術(shù)和相關(guān)運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的最新成果,提出了基于PCI和FPGA的方案,研制了一款比較新穎的、功能強(qiáng)大的、具有很大柔性的四軸多功能運(yùn)動(dòng)控制卡。 本課題的具體研究主要有以下幾方面: 首先,通過對(duì)運(yùn)動(dòng)控制卡及運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)等行業(yè)現(xiàn)狀的全面調(diào)研,和對(duì)運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的深入學(xué)習(xí),在比較了幾種常用的運(yùn)動(dòng)控制方案的基礎(chǔ)上,提出了基于FPGA的運(yùn)動(dòng)控制設(shè)計(jì)方案,并規(guī)劃了板卡的總體設(shè)計(jì)。 其次,根據(jù)總體設(shè)計(jì),規(guī)劃了板卡的結(jié)構(gòu),詳細(xì)劃分并實(shí)現(xiàn)了FPGA各部分的功能;利用光電隔離原理設(shè)計(jì)了數(shù)字輸入/輸出電路。 再次,利用FPGA的資源實(shí)現(xiàn)了PCI從設(shè)備接口,達(dá)到跟控制卡通信的目的,針對(duì)運(yùn)動(dòng)控制中的一些具體問題,如運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性、實(shí)時(shí)控制以及多軸聯(lián)動(dòng)等,在FPGA上設(shè)計(jì)了四軸運(yùn)動(dòng)控制電路,定義了各個(gè)寄存器的具體功能,設(shè)計(jì)了功能齊全的加/減速控制電路、變頻分配電路、倍頻分頻電路和三個(gè)功能各異的計(jì)數(shù)器電路等,自動(dòng)降速點(diǎn)運(yùn)動(dòng)、A/B相編碼器倍頻計(jì)數(shù)電路等特殊功能。最后,進(jìn)行了本運(yùn)動(dòng)控制卡的測(cè)試,從測(cè)試和應(yīng)用結(jié)果來(lái)看,該卡達(dá)到預(yù)期的要求。
上傳時(shí)間: 2013-07-27
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隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展,各種智能核儀器逐步走向自動(dòng)化、智能化、數(shù)字化和便攜式的方向發(fā)展。針對(duì)傳統(tǒng)的多道脈沖幅度分析器體積大,人機(jī)交互不友好,不方便現(xiàn)場(chǎng)分析等的缺陷[5]。新型的高速、集成度高、界面友好的多道脈沖幅度分析器的陸續(xù)出現(xiàn)填補(bǔ)了這一缺點(diǎn)。 隨著電子技術(shù)的發(fā)展,以ARM為核的處理器技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大,相比較單片機(jī)而言,它的主頻高、運(yùn)算速度快,可以滿足多道脈沖幅度分析器的苛刻的時(shí)間上的要求。而且ARM處理器功耗小,適合于功耗要求比較苛刻的地方,這些方面的特點(diǎn)正好滿足了便攜式多道脈沖幅度分析器野外勘察的要求。同時(shí),由于以ARM為核的處理器具有豐富的外設(shè)資源,這樣就簡(jiǎn)化了外設(shè)電路及芯片的使用,降低了功耗并增強(qiáng)了產(chǎn)品的信賴性。另外,ARM芯片可以方便的移植操作系統(tǒng),為多道脈沖幅度分析器多任務(wù)的管理和并行的處理,甚至硬實(shí)時(shí)功能的實(shí)現(xiàn)提供了前提。而且在ARM平臺(tái)使用嵌入式linux操作系統(tǒng)使多道脈沖幅度分析器的軟件易于升級(jí)。 智能化和小型化是多道脈沖幅度分析器的發(fā)展趨勢(shì)。智能化要求系統(tǒng)的自動(dòng)化程度高、操作簡(jiǎn)便、容錯(cuò)性好。智能化除了需要控制軟件外,還需要軟件命令的執(zhí)行者即硬件控制電路來(lái)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的控制邏輯,兩者的結(jié)合才能真正的實(shí)現(xiàn)智能化。小型化要求系統(tǒng)的體積小、功耗小、便于攜帶;小型化除了要求采用微功耗的器件,還要求電路板的尺寸盡量的小且所用元件盡量的少,但小型化的同時(shí)必須保持系統(tǒng)的智能化,即不能減少智能化所要求的復(fù)雜的邏輯和時(shí)序的控制功能。為此采用高集成度的ARM芯片實(shí)現(xiàn)控制電路能滿意地同時(shí)滿足智能化和小型化的要求。在研制的多道脈沖幅度分析器中,幾乎所有的控制都可以用控制芯片來(lái)實(shí)現(xiàn),如閾值設(shè)定、自動(dòng)穩(wěn)譜以及多道數(shù)據(jù)采集,在節(jié)省了元件的數(shù)目和電路板的尺寸的同時(shí)仍能保持系統(tǒng)的智能化程度。 Linux內(nèi)核精簡(jiǎn)而高效,可修改性強(qiáng),支持多種體系結(jié)構(gòu)的處理器等,使得它是一個(gè)非常適合于嵌入式開發(fā)和應(yīng)用的操作系統(tǒng)。嵌入式Linux可以運(yùn)行的硬件平臺(tái)十分廣泛,從x86、MIPS、POWERPC到ARM,以及其他許多硬件體系結(jié)構(gòu)。目前在世界范圍內(nèi),ARM體系結(jié)構(gòu)的SOC逐漸占領(lǐng)32位嵌入式微處理器市場(chǎng),ARM處理器及技術(shù)的應(yīng)用幾乎已經(jīng)深入到各個(gè)領(lǐng)域,例如:工業(yè)控制,無(wú)線通訊,網(wǎng)絡(luò),消費(fèi)類電子,成像等。 本課題采用三星公司生產(chǎn)的ARM(Advanced RISC Machines,先進(jìn)精簡(jiǎn)指令集機(jī)器)芯片S3C2410A設(shè)計(jì)并研制了一種便攜式的核數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。利用ARM芯片豐富的外設(shè)資源對(duì)傳統(tǒng)的多道脈沖幅度分析器進(jìn)行改進(jìn)和簡(jiǎn)化。系統(tǒng)由前端探測(cè)器系統(tǒng),以及由線性脈沖放大器、甄別電路、控制電路、采樣保持電路組成的前置電路,中央處理器模塊,顯示模塊,用戶交互模塊,存儲(chǔ)模塊,網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊等多個(gè)模塊組成。本設(shè)計(jì)基于ARM9芯片S3C2410,并在此平臺(tái)上移植了嵌入式linux操作系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行任務(wù)的調(diào)度和處理等。 電路板核心板部分設(shè)計(jì)采用6層PCB板結(jié)構(gòu),這樣增加了系統(tǒng)可靠性,提高了電磁兼容的穩(wěn)定性。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是多道脈沖幅度分析器的核心,A/D轉(zhuǎn)換直接使用了S3C2410內(nèi)置的ADC(Analog to Digital Converter,模數(shù)轉(zhuǎn)換器),在2.5 MHz的轉(zhuǎn)換時(shí)鐘下最大轉(zhuǎn)換速度500 KSPS(Kilo-Samples per second,千采樣點(diǎn)每秒),滿足了系統(tǒng)最低轉(zhuǎn)換時(shí)間≤5 μs的要求,并且控制簡(jiǎn)單,簡(jiǎn)化了外部接口電路。由于SD(Secure Digital Card,安全數(shù)碼卡)卡存儲(chǔ)容量大、攜帶方便、成本低等優(yōu)點(diǎn),所以設(shè)計(jì)中采用其作為外部的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備,其驅(qū)動(dòng)部分采用SD卡軟件包,為開發(fā)帶來(lái)了方便。本設(shè)計(jì)采用640*480的6.4寸LCD(Liquid Crystal Display,液晶顯示)屏作為人機(jī)交互的顯示部分,并且通過Qt/Embedded為系統(tǒng)提供圖形用戶界面的應(yīng)用框架和窗口系統(tǒng)。其中包括了波形顯示部分和用戶菜單設(shè)置部分,這樣方便了用戶操作。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存取方面是基于SQLite嵌入式小型數(shù)據(jù)庫(kù)而進(jìn)行的。為了方便數(shù)據(jù)向上位機(jī)的傳輸,系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用XML(Extensible Markup Language,可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言)格式來(lái)組織傳輸?shù)臄?shù)據(jù),通過基于TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)協(xié)議的Linux下Socket套接字編程,來(lái)進(jìn)行與上位機(jī)或PC(Personal Computer,個(gè)人計(jì)算機(jī)或桌面機(jī))等的連接和數(shù)據(jù)傳輸。
標(biāo)簽: ARMLinux 多道 分析器 脈沖幅度
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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目前,許多高校在機(jī)房管理上使用了IC 卡,其中少數(shù)機(jī)房是使用接觸式IC卡,眾所周知,接觸式IC 卡在可靠性、易用性、安全性、高抗干擾性和工作距離方面不及非接觸式IC 卡,因此很多接觸式IC 卡基本已被非接觸式IC 卡取代。 經(jīng)過調(diào)研發(fā)現(xiàn),使用IC 卡的機(jī)房管理系統(tǒng)的基本工作方式是每個(gè)機(jī)房中配置了1個(gè)IC 卡讀寫終端和1 臺(tái)監(jiān)控機(jī)。IC 卡讀卡終端只是一個(gè)普通的讀卡器,只負(fù)責(zé)讀取卡內(nèi)信息,并通過串口等通信方式將IC 卡信息傳輸給監(jiān)控機(jī),讀卡終端本身沒有信息存儲(chǔ)功能,實(shí)際的計(jì)費(fèi)管理完全是通過監(jiān)控計(jì)算機(jī)控制,監(jiān)控計(jì)算機(jī)向中心服務(wù)器端定時(shí)或?qū)崟r(shí)傳輸刷卡信息。由于整個(gè)系統(tǒng)要占用一臺(tái)微機(jī),而且中間的信息傳遞、計(jì)費(fèi)環(huán)節(jié)都要由它來(lái)完成,不僅浪費(fèi)資源,而且也增加了安全隱患。在這種工作模式下,會(huì)出現(xiàn)一些問題和漏洞: 1) 可靠性不高由于讀卡設(shè)備與監(jiān)控計(jì)算機(jī)之間的信息傳輸只是暫時(shí)保存在監(jiān)控計(jì)算機(jī)中,如果監(jiān)控計(jì)算機(jī)遭到病毒襲擊或者出現(xiàn)硬件故障,將出現(xiàn)無(wú)法挽回的后果。而且由于學(xué)生信息都保存在監(jiān)控計(jì)算機(jī)中,因此存在著人為偽造、篡改和徇私舞弊行為的極大可能。 2) IC卡的特點(diǎn)未完全體現(xiàn)IC卡除了能標(biāo)識(shí)身份外,還有電子錢包功能,能對(duì)其進(jìn)行充值和扣款,但是上述方法基本上IC卡只用做標(biāo)識(shí)身份,實(shí)際的每次扣款,都是由監(jiān)控計(jì)算機(jī)和中心服務(wù)器來(lái)完成,基本與讀卡設(shè)備無(wú)關(guān)。 3) 不方便學(xué)生上機(jī)和收費(fèi)管理學(xué)生每次上機(jī)刷卡,都要由監(jiān)控計(jì)算機(jī)連接中心服務(wù)器端,由中心服務(wù)器端讀出學(xué)生信息,進(jìn)行核對(duì),而且對(duì)學(xué)生的扣款需要額外的計(jì)算機(jī)軟件來(lái)進(jìn)行計(jì)時(shí)和計(jì)費(fèi)處理,顯得比較繁瑣。 鑒于以上問題,為提高機(jī)房管理效率,降低工作強(qiáng)度,并及時(shí)處理機(jī)房發(fā)生的故障,采用機(jī)房計(jì)費(fèi)管理系統(tǒng)勢(shì)在必行。如果能在讀卡終端設(shè)備中完成計(jì)費(fèi)的大部分功能,并且增加存儲(chǔ)功能,這樣就可以減少監(jiān)控計(jì)算機(jī)的負(fù)擔(dān),甚至讀卡終端設(shè)備可以直接與中心服務(wù)器通信,不僅能增加系統(tǒng)的可靠性和安全性而且還充分利用了IC 卡的功能,還降低了財(cái)務(wù)統(tǒng)計(jì)和計(jì)算帶來(lái)的麻煩。 目前已經(jīng)應(yīng)用于機(jī)房管理的解決方案主要有3種方式,即:軟硬件結(jié)合控制方式、帳號(hào)方式和門禁方式。鑒于設(shè)計(jì)要求,并且考慮到安全、可靠、簡(jiǎn)單等因素,如果在軟硬件結(jié)合控制方式中,把更多的任務(wù)交由讀卡終端,比如由讀卡終端來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、計(jì)費(fèi)管理,同時(shí)如果讀卡終端能實(shí)現(xiàn)TCP/IP 通信,那么監(jiān)控計(jì)算機(jī)的任務(wù)就大大降低,甚至可以由讀卡終端直接與中心服務(wù)器通信。就減少了一些不必要的麻煩和安全風(fēng)險(xiǎn)。本論文的設(shè)計(jì)就是基于這一點(diǎn)來(lái)進(jìn)行的。 本系統(tǒng)要求數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定可靠,實(shí)時(shí)性要好,另外考慮到性價(jià)比等因素,綜合考慮選擇將μC/OS-II 操作系統(tǒng)移植到ARM7 上作為開發(fā)平臺(tái)。在此平臺(tái)基礎(chǔ)上,考慮到TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)與要采用的硬件的性能以及實(shí)現(xiàn)的成本有關(guān)。從解決這一技術(shù)問題出發(fā),結(jié)合本論文研究的應(yīng)用對(duì)象,決定使用嵌入式操作系統(tǒng),此種方案可以描述為嵌入式TCP/IP協(xié)議棧+嵌入式操作系統(tǒng)+微控制器。 本文介紹了一種基于ARM7的IC 卡機(jī)房管理終端的設(shè)計(jì)方案。該系統(tǒng)在ARM7的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)的移植和TCP/IP協(xié)議棧的嵌入,能夠正確讀寫IC 卡信息,增加了SD 卡存儲(chǔ)功能,完成計(jì)費(fèi)操作,實(shí)現(xiàn)液晶顯示功能,能夠通過以太網(wǎng)或串口直接與服務(wù)器通信。 本文詳細(xì)介紹了整個(gè)機(jī)房管理系統(tǒng)終端的硬軟件設(shè)計(jì),給出了嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ在ARM7 處理器上的詳細(xì)移植過程,介紹了一種TCP/IP協(xié)議棧和基于套接字的編程方法,同時(shí)也提供了一種多卡操作的防沖突機(jī)制。 同目前大多數(shù)機(jī)房管理系統(tǒng)相比,該系統(tǒng)有如下特點(diǎn): 1) 由于使用了嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ,提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和反應(yīng)時(shí)間,任務(wù)管理和調(diào)度更加方便有效。 2) 由讀卡終端來(lái)進(jìn)行計(jì)費(fèi)操作,降低了服務(wù)器端的工作壓力,同時(shí)降低了安全風(fēng)險(xiǎn)。 3) 增加了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能,提高了系統(tǒng)的可靠性,有利于數(shù)據(jù)的查詢和故障的恢復(fù)。 4) 增加了對(duì)無(wú)效卡、注銷卡和欠費(fèi)卡的判斷與處理,對(duì)惡意操作或者有意或者無(wú)意的逃費(fèi)操作采取了積極有效的措施。 5) 以太網(wǎng)通信克服了以往串口通信的傳輸距離短、傳輸速率慢等缺點(diǎn),使得通信更加方便、高效,并且可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸和控制。
標(biāo)簽: ARM IC卡 機(jī)房管理 終端設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間: 2013-07-09
上傳用戶:淺言微笑
永磁同步電機(jī)(PMSM)是一種性能優(yōu)越、應(yīng)用領(lǐng)域廣闊的電機(jī),其傳統(tǒng)的理論分析與設(shè)計(jì)方法已比較成熟。它的進(jìn)一步推廣應(yīng)用,在很大程度上有賴于對(duì)控制策略的研究。實(shí)踐中,使用通用變壓變頻(VVVF)變頻器來(lái)驅(qū)動(dòng)沒有阻尼繞組的永磁同步電動(dòng)機(jī)開環(huán)運(yùn)行時(shí),有時(shí)電機(jī)的運(yùn)行頻率超過某一頻率,系統(tǒng)就會(huì)變得不穩(wěn)定,甚至導(dǎo)致系統(tǒng)失步。本文研究了無(wú)位置傳感器的永磁同步電機(jī)的速度控制問題。 論文提出了一種將推廣卡爾曼濾波(EKF)原理應(yīng)用于永磁同步電機(jī)無(wú)位置傳感器調(diào)速系統(tǒng)的方法。對(duì)永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型和卡爾曼濾波原理作了詳細(xì)的分析,在dq轉(zhuǎn)子同步坐標(biāo)系中應(yīng)用推廣卡爾曼濾波算法,對(duì)永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速進(jìn)行實(shí)時(shí)在線估計(jì)。所選取的濾波算法只需測(cè)量電流和逆變器直流母線電壓,具有不改造電機(jī)、可靠性高和經(jīng)濟(jì)耐用的優(yōu)點(diǎn)。利用在線估計(jì)出的轉(zhuǎn)速和電流實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)的永磁同步電機(jī)矢量控制。同時(shí)還提出了基于磁飽和原理的永磁轉(zhuǎn)子初始位置的檢測(cè)方法。針對(duì)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向方式及矢量控制方案,采用了空間矢量脈寬調(diào)制方法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制,此方法可以輸出任意給定位置的電壓矢量,在不增加功率管開關(guān)頻率和不增加系統(tǒng)復(fù)雜性的前提下,明顯提高電機(jī)的調(diào)速性能。 在Matlab6.5環(huán)境下進(jìn)行的系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)表明,所提出的位置估計(jì)算法和控制方法具有優(yōu)良的轉(zhuǎn)角跟蹤特性和速度控制性能,同時(shí)系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗負(fù)載擾動(dòng)性能和較好的魯棒性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文的方法達(dá)到了預(yù)期的效果。
標(biāo)簽: 卡爾曼濾波 永磁同步電機(jī) 無(wú)位置傳感器 控制
上傳時(shí)間: 2013-04-24
上傳用戶:huangld
抽油機(jī)井工況監(jiān)測(cè)是石油生產(chǎn)過程中非常重要的環(huán)節(jié),可以為油井提高泵效、高效管理提供可靠依據(jù)。隨著石油工業(yè)的迅速發(fā)展,傳統(tǒng)的人工操作遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代化石油生產(chǎn)的要求。將遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用于油井工況監(jiān)測(cè),可以降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度,提高生產(chǎn)效率和油田管理水平。針對(duì)目前已有油井工況監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在的不足,本文研制出一種集計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)和通信技術(shù)于一身、功能完善、可靠性高、成本低廉的抽油機(jī)井工況遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。 示功圖是常用的用于判斷抽油機(jī)井工作狀況的方法,它是抽油機(jī)光桿在作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的一個(gè)周期中,光桿相對(duì)位移與載荷的對(duì)應(yīng)關(guān)系曲線。傳統(tǒng)的利用拉線位移傳感器獲取位移的方式,不能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期連續(xù)的監(jiān)測(cè)。本系統(tǒng)采用加速度傳感器作為沖次傳感器,獲取每個(gè)周期的起始點(diǎn),再利用拉線位移傳感器對(duì)一個(gè)周期中按時(shí)間等分的點(diǎn)的位移進(jìn)行標(biāo)定,既解決了拉線位移不能長(zhǎng)期連續(xù)監(jiān)測(cè)的問題,又保證了位移的精度。 本系統(tǒng)由工況傳感器、數(shù)據(jù)中繼單元、數(shù)據(jù)中心和手持機(jī)四部分組成。安裝在抽油井上的工況傳感器定時(shí)獲取并存儲(chǔ)示功圖數(shù)據(jù),定時(shí)將數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)中繼單元。由數(shù)據(jù)中繼單元將多個(gè)工況傳感器的示功圖數(shù)據(jù)集中后,通過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)傳送到數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)對(duì)所有示功圖數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、查詢、分析和打印,并可以通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。手持機(jī)用于對(duì)工況傳感器進(jìn)行設(shè)置和標(biāo)定,并可以現(xiàn)場(chǎng)獲取示功圖。 硬件電路采用低功耗設(shè)計(jì)方法,使用低電壓、低功耗的基于ARM7內(nèi)核的LPC2138/2148微處理器及微功率無(wú)線數(shù)傳模塊,將硬件電路功耗降到最低。采用SD卡作為存儲(chǔ)器,增加了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量和數(shù)據(jù)可靠性。采用單軸加速度傳感器ADXL105作為沖次傳感器,具有高精度、低功耗、高可靠性的優(yōu)點(diǎn)。CDMA模塊采用基于CDMA1X數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的H7710,組成高速、永遠(yuǎn)在線、透明數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。 軟件設(shè)計(jì)遵循模塊化設(shè)計(jì)思想,既考慮到各模塊功能的實(shí)現(xiàn),又兼顧了系統(tǒng)總體的協(xié)調(diào)性。本系統(tǒng)軟件由工況傳感器軟件、手持機(jī)軟件、數(shù)據(jù)中繼單元軟件及數(shù)據(jù)中心軟件四部分組成。工況傳感器軟件、手持機(jī)軟件和數(shù)據(jù)中繼單元軟件由ADS集成開發(fā)環(huán)境編寫,并由AXD仿真調(diào)試器生成可執(zhí)行代碼,最后通過EasyJTAG仿真器下載到微處理器芯片中。數(shù)據(jù)中心運(yùn)行于服務(wù)器/客戶機(jī)工作模式,使用SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)中心處理軟件由Visual Basic6.0編寫,運(yùn)行于Windows操作系統(tǒng)中。 通訊網(wǎng)絡(luò)由無(wú)線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)和CDMA網(wǎng)絡(luò)組成,工況傳感器與數(shù)據(jù)中繼單元組成無(wú)線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò),采用ISM工作頻段,實(shí)現(xiàn)近距離無(wú)線通訊。數(shù)據(jù)中繼單元作為無(wú)線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)的中心節(jié)點(diǎn),通過CDMA網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)中心通信處理機(jī)相聯(lián),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸。 本系統(tǒng)首次利用加速度傳感器與拉線位移傳感器相結(jié)合的方式,實(shí)現(xiàn)抽油井工況長(zhǎng)期連續(xù)監(jiān)測(cè),提高了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性;利用ARM單片機(jī)作為微處理器,低功耗電路設(shè)計(jì),低功耗工作模式,延長(zhǎng)了電池的壽命;無(wú)線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)與CDMA網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合,兼具無(wú)線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)與CDMA網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn),降低了整個(gè)系統(tǒng)的安裝和運(yùn)行費(fèi)用;數(shù)據(jù)中心采用服務(wù)器/客戶機(jī)工作模式,便于用戶共享數(shù)據(jù)。目前該系統(tǒng)的各部分均經(jīng)過硬件、軟件及運(yùn)行測(cè)試,已經(jīng)在油田試運(yùn)行。運(yùn)行結(jié)果表明,該系統(tǒng)性能完善,運(yùn)行可靠,安裝及維護(hù)簡(jiǎn)便,取得了較好的效果。
標(biāo)簽: CDMA ARM 遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
上傳時(shí)間: 2013-07-12
上傳用戶:ivan-mtk
本文主要介紹了一種新型的 IC 卡讀寫終端的設(shè)計(jì),IC 卡讀寫終端是一個(gè)單片機(jī)嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)。論文從IC 卡的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)入手,介紹了實(shí)現(xiàn)IC 卡數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的控制方法,并以西門子公司的SLE
上傳時(shí)間: 2013-06-16
上傳用戶:洛木卓
在電力現(xiàn)代化建設(shè)中,提高發(fā)電機(jī)發(fā)電效率是其中重要的一環(huán),氫氣作為導(dǎo)熱性冷卻介質(zhì)廣泛的應(yīng)用于發(fā)電設(shè)備,作為冷卻劑,它可以有效地提高其發(fā)電效率,但它又是一種易燃易爆氣體,所以使氫氣參數(shù)處于正常范圍,保證發(fā)電機(jī)高效、安全正常工作就變得至關(guān)重要,因此對(duì)氫氣參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)有著重要的意義。 本論文研究和開發(fā)了基于ARM和CPLD的氫氣參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),首先簡(jiǎn)要的分析了氫冷發(fā)電機(jī)系統(tǒng)對(duì)氫氣參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的必要性以及當(dāng)前電力系統(tǒng)氫氣參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展情況。然后提出了一種利用無(wú)線通信手機(jī)短消息業(yè)務(wù)SMS、工控總線Modbus通信協(xié)議和RR485總線、SD卡海量存儲(chǔ)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)多氫氣參數(shù)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。該方案以功能強(qiáng)大的ARM處理器作為系統(tǒng)的核心。采用高精度的16位AD轉(zhuǎn)換芯片,并使用兩種濾波算法的結(jié)合對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波,滿足系統(tǒng)對(duì)氫氣參數(shù)采集精度的要求。同時(shí)系統(tǒng)結(jié)合CPLD技術(shù),用于解決系統(tǒng)內(nèi)微控器I/O口不足以及SD卡驅(qū)動(dòng)的問題,本論文采用一片CPLD擴(kuò)展I/O口,每一個(gè)擴(kuò)展的I/O口都分配固定的地址,ARM微控器可以通過外部總線控制擴(kuò)展I/O口的輸出電平。SD卡(Secure Digital Memory Card)中文翻譯為安全數(shù)碼卡,是一種基于半導(dǎo)體快閃記憶器的新一代記憶設(shè)備,具有低成本,大容量的特點(diǎn),系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)使用了SD卡作為存儲(chǔ)介質(zhì),系統(tǒng)并沒有直接使用ARM處理器讀寫SD卡,而是使用了擁有1270個(gè)邏輯單元的MAXⅡ1270 CPLD來(lái)驅(qū)動(dòng)SD卡,在CPLD中使用VHDL語(yǔ)言設(shè)計(jì)了SD卡的總線協(xié)議,外部總線接口,SRAM的讀寫時(shí)序等,這樣既可以提高微處理器SD卡的讀寫速度,增強(qiáng)微處理器程序的移植性,又可以簡(jiǎn)化微處理器讀寫SD卡的步驟并減少微處理器的負(fù)擔(dān)。 本論文的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸采用GSM無(wú)線通信技術(shù)的SMS業(yè)務(wù)遠(yuǎn)傳現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù),設(shè)計(jì)了GSM模塊的軟件硬件,實(shí)現(xiàn)了報(bào)警等數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸,系統(tǒng)的有線傳輸采用了基于Modbus通信協(xié)議的RS485總線通信方式,采用這兩種通信方式使系統(tǒng)的通信更加靈活、可靠。本論文最后分析了系統(tǒng)的不足并且提出了具體的改進(jìn)方向。
上傳時(shí)間: 2013-05-26
上傳用戶:emouse
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