嵌入式系統(tǒng)在眾多工業(yè)領(lǐng)域扮演著越來越重要的角色，但是因嵌入式系統(tǒng)的資源受限緣故，導(dǎo)致在嵌入式系統(tǒng)上很難實現(xiàn)復(fù)雜計算算法。此外，當(dāng)前嵌入式系統(tǒng)設(shè)計階段和實現(xiàn)階段的分離現(xiàn)狀，致使嵌入式系統(tǒng)開發(fā)耗時且昂貴。為解決這些問題，本書提出了一種低成本、可重復(fù)使用且可重構(gòu)的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)集成開發(fā)環(huán)境。為了減少成本，該集成環(huán)境全部是采用自由和開放源代碼軟件，如Linux操作系統(tǒng)和Scilab計算平臺等。 本文主要包括以下內(nèi)容： 1、構(gòu)建嵌入式Linux開發(fā)環(huán)境及移植相關(guān)軟件包到嵌入式ARM平臺，首先詳細(xì)的描述了如何使用Buildroot工具包制作交叉編譯器，并描述Minicom、TFTP和NFS等嵌入式開發(fā)相關(guān)工具，最后詳細(xì)的描述了如何移植嵌入式圖形用戶界面TinyX和嵌入式窗口管理器JWM。 2、構(gòu)建Scilab-EMB嵌入式計算平臺，首先介紹了數(shù)值計算軟件Scilab，然后詳細(xì)的描述了如何在ARM系統(tǒng)上實現(xiàn)Scilab-EMB嵌入式計算平臺。 3、開發(fā)Scilab數(shù)據(jù)采集工具包，實現(xiàn)Scilab與底層設(shè)備通訊，該工具包PC版和ARM版均支持串口和以太網(wǎng)接口，且均支持Modbus現(xiàn)場總線。PC版額外支持OPC協(xié)議。 4、基于Scilab構(gòu)建虛擬控制實驗室，驗證該平臺的可行性及性能。 本文創(chuàng)新點： 1、國內(nèi)外率先提出了一種新的以Scilab為核心的嵌入式計算平臺方案，并在國內(nèi)外首次實現(xiàn)了Scilab到ARM平臺的移植； 2、開發(fā)了Scilab-DAQ數(shù)據(jù)采集工具包，有效的實現(xiàn)了Scilab與底層設(shè)備的通訊。 通過虛擬實驗室的建立，驗證了該嵌入式控制平臺能夠勝任多種復(fù)雜算法。 該嵌入式計算平臺解決方案和Scilab-DAQ數(shù)據(jù)采集工具包已經(jīng)受到國內(nèi)外同行的關(guān)注，并被多家科研機構(gòu)、學(xué)校和公司所采納和使用。
標(biāo)簽： Scilab-EMB ARM-Linux 嵌入式 計算
上傳時間： 2013-05-30
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以電子計算機為中心，以最佳統(tǒng)計理論為方法，將載體上的某些或全部的導(dǎo)航設(shè)備綜合在一起，形成一個有機的統(tǒng)一整體，提高導(dǎo)航信息精度，擴大單一導(dǎo)航設(shè)備或系統(tǒng)的功能，這樣的系統(tǒng)通稱為組合導(dǎo)航系統(tǒng)。 本文以某校研制的綜導(dǎo)顯控臺為工程背景，在對綜導(dǎo)顯控臺進行需求分析的基礎(chǔ)上提出了基于ARM-Linux平臺的綜導(dǎo)顯控臺的設(shè)計方案。在對系統(tǒng)軟硬件平臺給出了詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上闡述了系統(tǒng)應(yīng)用軟件設(shè)計的思想和基本原則，然后對應(yīng)用軟件的任務(wù)進行了詳細(xì)的劃分并完成了系統(tǒng)的相關(guān)軟件設(shè)計。研究了基于ARM-Linux平臺的綜合導(dǎo)航顯控臺的CAN總線、串口通信、以太網(wǎng)接口通信技術(shù)并完成了相應(yīng)的軟件。 本文對嵌入式系統(tǒng)軟硬件開發(fā)技術(shù)作了詳細(xì)而深入的研究，介紹了嵌入式系統(tǒng)的組成原理及特點。深入研究了嵌入式實時操作系統(tǒng)Linux及l(fā)inux環(huán)境下應(yīng)用程序的開發(fā)，包括linux下設(shè)備驅(qū)動程序的開發(fā)、符合硬件環(huán)境的系統(tǒng)引導(dǎo)程序Bootloader和文件系統(tǒng)的、Linux內(nèi)核的裁剪和移植、嵌入式GUI的開發(fā)。依照軟件工程學(xué)的一般流程對綜導(dǎo)顯控臺從分析、設(shè)計、實現(xiàn)進行完整的論述。最后從系統(tǒng)運行的情況來看本論文所設(shè)計的基于ARM-Linux的綜導(dǎo)顯控臺基本上滿足了用戶系統(tǒng)的要求，提高了組合導(dǎo)航系統(tǒng)的實時性。
上傳時間： 2013-07-05
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大量的電力電子裝置及非線性負(fù)荷在電力系統(tǒng)中廣泛的應(yīng)用，使電能質(zhì)量(Power Quality)問題日益突出。電能質(zhì)量問題不僅危害電力系統(tǒng)本身的安全及電網(wǎng)的穩(wěn)定運行，對系統(tǒng)中用戶也造成嚴(yán)重威脅。因此，對電能質(zhì)量的實時監(jiān)測具有十分重要的意義。 論文首先介紹了電能質(zhì)量的概念，分析了國內(nèi)外電能質(zhì)量監(jiān)測的研究現(xiàn)狀及開發(fā)新型電能質(zhì)量監(jiān)測裝置的意義，同時對影響電能質(zhì)量的指標(biāo)參數(shù)的數(shù)字測量原理與算法進行了深入的研究。在此基礎(chǔ)上，提出了以ARM9(s3c2410)芯片為CPU，以嵌入式Linux為軟件核心的電能質(zhì)量監(jiān)測裝置的總體設(shè)計思想。 論文建立了基于arm-1inux的嵌入式開發(fā)環(huán)境，完成了基本的硬件電路設(shè)計和軟件設(shè)計。硬件設(shè)計方面，根據(jù)電力系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集和處理的實際特點，在前置測量采集模塊中，采用了ADS7864芯片設(shè)計了多通道信號采樣保持和快速轉(zhuǎn)換電路；利用鎖相環(huán)保證了多路信號的硬件同步采樣；在通訊方式上，除了采用RS-232通訊方式外，還采用了以太網(wǎng)和USB通訊方式，從而提高了裝置應(yīng)用的靈活性。軟件設(shè)計方面，依據(jù)裝置所要實現(xiàn)的功能，剪裁并成功移植了嵌入式linux內(nèi)核到ARM處理器中；完成了各應(yīng)用程序的編制，給出了詳細(xì)的程序流程圖；設(shè)計了基于Qt/Embedde的人機交互界面(GUI)。 基于arm-linux嵌入式電能質(zhì)量監(jiān)測儀不僅數(shù)據(jù)處理功能強、人機交互性好、系統(tǒng)升級簡單、還能進行遠(yuǎn)程監(jiān)控。在此基礎(chǔ)上可進一步開發(fā)，向微型化、高度智能化等方向發(fā)展，以滿足不同場合的需求，具有較大的使用價值和廣闊的應(yīng)用前景。
標(biāo)簽： ARMLinux 嵌入式 電能質(zhì)量 監(jiān)測儀
上傳時間： 2013-05-16
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射頻識別(RFID，Radio Frequency Identification)是一種利用電磁波雙向傳輸實現(xiàn)自動識別的技術(shù)。近年來，射頻識別技術(shù)在物流、交通、身份識別等生產(chǎn)生活領(lǐng)域的應(yīng)用日益擴大。相比于13.56MHz射頻識別系統(tǒng)，915MHz射頻識別系統(tǒng)在識別距離，閱讀速度方面有更大的優(yōu)勢，是目前射頻識別產(chǎn)品研究的熱點。 本文在理解ISO/IEC18000-6C協(xié)議的基礎(chǔ)上，首先研究用于本系統(tǒng)的基本理論，包括射頻識別技術(shù)和嵌入式技術(shù)，提出一款基于ISO/IEC18000-6C協(xié)議的915MHz射頻識別讀卡器的解決方案。在硬件部分，以Intel公司開發(fā)的R1000作為射頻收發(fā)模塊的核心；選用ATMEL公司的ARM處理器AT91SAM7S256作為控制單元的主控制器，在ARM處理器上運行μC/OS-II嵌入式實時操作系統(tǒng)，采用多任務(wù)實現(xiàn)和其他功能模塊的通信。軟件部分為系統(tǒng)移植了μC/OS-II操作系統(tǒng)，使用C與匯編語言的混合編程編寫B(tài)ootloader，編寫了各種硬件設(shè)備的驅(qū)動程序，使用C語言實現(xiàn)了串行通信程序，實現(xiàn)與上位機通信并實現(xiàn)對程序的更新。本文所設(shè)計的射頻識別系統(tǒng)具有模塊化設(shè)計、高可靠性等特點。實驗表明，這種設(shè)計方案能夠達(dá)到ISO/IEC18000-6C協(xié)議要求。
上傳時間： 2013-07-18
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PCI(Peripheral Component Interconnect)總線以其高性能、低成本、開放性、獨立于處理器、軟件透明等眾多優(yōu)點成為當(dāng)今最流行的計算機局部總線。在嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域中，許多IP都是基于PCI總線設(shè)計的。本文闡述一種以ARM9作為CPU的嵌入式系統(tǒng)的PCI北橋設(shè)計與驗證。 首先介紹基于ARM的嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并深入研究PCI2.2總線行為規(guī)范。在此基礎(chǔ)上提出一種基于ARM處理器的PCI總線北橋的設(shè)計方案，整個設(shè)計主要分為主設(shè)備接口模塊，目標(biāo)設(shè)備接口模塊，配置寄存器模塊和集成總線仲裁器三大部分。對于主設(shè)備接口模塊和目標(biāo)設(shè)備接口模塊，論文主要從數(shù)據(jù)通路和控制路徑的實現(xiàn)兩方面進行闡述。對于集成的總線仲裁器，設(shè)計采用兩優(yōu)先級的循環(huán)優(yōu)先算法，通過一組設(shè)備編號寄存器實現(xiàn)了PCI總線上的仲裁，此外，論文對跨時鐘域的信號同步和PCI配置寄存器也作了較為詳細(xì)的描述，最終采用自頂向下的方法實現(xiàn)了整個設(shè)計。 在驗證部分，引入了基于平臺的驗證思路，通過搭建驗證平臺，可以高效地實現(xiàn)驗證。論文重點討論了驗證平臺的搭建和行為模型的建立，并介紹了一種命令總線，通過打包各個驗證點控制驗證流程。此外，為提高驗證的自動化程度，論文對驗證所使用的腳本也進行了描述。通過此驗證平臺和腳本，提高了整個驗證系統(tǒng)的可移植性和可重用性。 論文最終完成了PCI北橋的RTL級的功能描述，并使用仿真軟件完成對設(shè)計的仿真驗證。設(shè)計通過驗證并成功實現(xiàn)在基于ARM的集成處理器，達(dá)到預(yù)定的功能設(shè)計要求，并具有良好的性能，最后對后續(xù)開發(fā)進行了探討。
上傳時間： 2013-05-22
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為了解決當(dāng)前PVC軟標(biāo)生產(chǎn)技術(shù)落后、效率低、質(zhì)量不穩(wěn)定、能耗高、工作環(huán)境差等問題，本文提出研制集注標(biāo)、烘烤、冷卻的數(shù)控PVC軟標(biāo)機方案。 數(shù)控PVC軟標(biāo)機控制系統(tǒng)采用“ARM9+RT-Linux”開發(fā)模式，將數(shù)控技術(shù)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用有機結(jié)合起來，一方面發(fā)揮ARM9微處理器高性能、低功耗的特點，使PVC軟標(biāo)機數(shù)控系統(tǒng)有較強的數(shù)據(jù)處理和運動控制能力；另一方面利用實時操作系統(tǒng)RT-Linux的開放性、強大的功能，簡化了數(shù)控系統(tǒng)軟件的開發(fā)，縮短了應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)周期。 本文研究的主要內(nèi)容是基于嵌入式的PVC軟標(biāo)機數(shù)控系統(tǒng)硬件設(shè)計和軟件開發(fā)。首先詳細(xì)介紹了系統(tǒng)各功能模塊的硬件電路設(shè)計，包括嵌入式最小系統(tǒng)搭建、伺服驅(qū)動器接口電路設(shè)計、電磁閥接口電路設(shè)計、人機交互模塊設(shè)計、通信模塊設(shè)計、開關(guān)量模塊設(shè)計等方面內(nèi)容；然后，基于RT-Linux的嵌入式系統(tǒng)軟件實現(xiàn)機理的理論指導(dǎo)下，提出了系統(tǒng)軟件的架構(gòu)，在此基礎(chǔ)上詳細(xì)闡述了軟件實現(xiàn)過程：通過對PVC軟標(biāo)機數(shù)控系統(tǒng)功能需求及多任務(wù)間數(shù)據(jù)依賴關(guān)系的分析，同時結(jié)合RT-Linux平臺上實時應(yīng)用軟件的結(jié)構(gòu)特點，本文在邏輯架構(gòu)上對控制系統(tǒng)的實時任務(wù)和非實時任務(wù)進行了劃分，并設(shè)計了模塊間數(shù)據(jù)緩沖機制；在時序架構(gòu)上提出了系統(tǒng)的多任務(wù)運行時機分配以及各任務(wù)之間正確合理的時序關(guān)系，以保證實時任務(wù)的實時性和非實時任務(wù)能夠得到適當(dāng)運行；在應(yīng)用軟件架構(gòu)上利用RT-Linux多線程編程技術(shù)實現(xiàn)了系統(tǒng)軟件的基本功能。最后，針對本系統(tǒng)插補所需的精度和系統(tǒng)實時性要求，利用數(shù)據(jù)采用直線插補算法實現(xiàn)了系統(tǒng)的插補功能。 目前，PVC軟標(biāo)機數(shù)控系統(tǒng)的基本功能已經(jīng)實現(xiàn)，系統(tǒng)能夠在實驗平臺上穩(wěn)定運行，基本達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。關(guān)鍵字：PVC軟標(biāo)；數(shù)控系統(tǒng)；插補；RT-Linux；ARM9
上傳時間： 2013-04-24
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地鐵信號設(shè)備中輸入輸出設(shè)備是信號邏輯和現(xiàn)場設(shè)備之間的接口，有著四高（高安全，高可靠，高可維護，高可用）要求，目前信號系統(tǒng)廠家的傳統(tǒng)做法是整個信號系統(tǒng)產(chǎn)品由一家公司來完成，可是隨著技算機技術(shù)的快速發(fā)展，邏輯部份目前已可以采用通用COTS產(chǎn)品，而輸入輸出部分還是需要各個信號廠家自己設(shè)計和生產(chǎn)，因此設(shè)計出一款通用型的輸入輸出控制器已成地鐵行業(yè)的發(fā)展方向。 為了滿足以上要求，本文從實際應(yīng)用角度出發(fā)，使信號系統(tǒng)的產(chǎn)品更加的開放透明，設(shè)計出基于ARM的地鐵用安全型的智能I/O，從而使信號系統(tǒng)設(shè)計可以方便地和現(xiàn)場信號設(shè)備接口。 在硬件上采用冗余設(shè)計，以ARM為主處理器，整個系統(tǒng)無單點硬件故障，采集部分采用動態(tài)異或輸入設(shè)計，驅(qū)動部分采用安全驅(qū)動設(shè)計。 基于ARM的地鐵用安全智能I/O嚴(yán)格遵循歐洲鐵路信號產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)，使系統(tǒng)的安全性，可靠性，可用性和可維護性有了充分的保障。 本文主要介紹了地鐵用安全型智能I/O控制器的設(shè)計和實現(xiàn)，包括設(shè)計思想，具體實施，硬件和軟件的設(shè)計等。
上傳時間： 2013-06-12
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傳統(tǒng)的家電采用各自獨立的工作模式，不同家電之間無法通信，這樣就不能有效地安排各種家電協(xié)同工作，容易造成浪費。同時它們無法自動獲取外界的信息，人們無法對其進行遠(yuǎn)程操作，難以滿足現(xiàn)代生活的需求。所以開發(fā)智能化的家電及其控制系統(tǒng)己成為當(dāng)前的研究熱點。 傳統(tǒng)的電話只能進行語音通信，它存在利用率低、功能有限和安全性不好等缺點。近年來，以ARM為代表的高性能專用微處理器的出現(xiàn)，以及Linux、Windows CE等操作系統(tǒng)的完善，使嵌入式技術(shù)迅速發(fā)展，這為智能IP電話的研發(fā)提供了軟硬件基礎(chǔ)。 現(xiàn)階段家庭網(wǎng)關(guān)接入互聯(lián)網(wǎng)的方式主要為有線接入，因為這種方式網(wǎng)絡(luò)性能比無線隱定，延時性相對要小，用它來遠(yuǎn)程控制智能家電比無線網(wǎng)要安全可靠。要實現(xiàn)智能家電的網(wǎng)絡(luò)化，如果采用PC機進行直接進行控制，或者讓每臺家電接入網(wǎng)絡(luò)，這樣成本很高，不利于一般家庭的普及。 為此，筆者采用基于.ARM9芯片、Windows CE 4.2嵌入式操作系統(tǒng)的IP電話作為家電的控制中心，智能家電采用ARM9芯片和linux2.4操作系統(tǒng)。各個智能家電與IP電話采用串口進行通信，IP電話采用網(wǎng)口與因特網(wǎng)通信。這樣可以大量的降低成本，而且通信方式比PLC和藍(lán)牙通訊技術(shù)更安全可靠。 本文以IP電話與智能家電互聯(lián)為切入點，結(jié)合ARM、嵌入式Linux和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，設(shè)計出一種較為完善的IP電話與智能家電的控制系統(tǒng)。采用這種方式，使智能家電集電腦、電信和消費類電子產(chǎn)品的特征于一體，讓家電具有信息的獲取、加工、傳遞等功能，提供全方位的信息交換，幫助家電與外部保持信息交流暢通，這樣可以優(yōu)化人們的生活方式，節(jié)約能源費用資金。 筆者完成了系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計，并進行了調(diào)試，驗證了所設(shè)計系統(tǒng)的有效性和實用性。并力爭將其拓展成為完善的智能家電控制系統(tǒng)。
上傳時間： 2013-04-24
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目前，織機向著高速化、智能化方向發(fā)展，無梭織機也越來越占主導(dǎo)地位，開發(fā)中高檔織機控制系統(tǒng)是當(dāng)前紡織機械領(lǐng)域的重要課題。織機的電子送經(jīng)和卷取控制系統(tǒng)是中高檔織機控制的關(guān)鍵技術(shù)之一，同時它也是無梭織機優(yōu)越于有梭織機的重要特征之一，因此研究送經(jīng)和卷取控制系統(tǒng)具有重要意義。 本文研究的內(nèi)容是織機的送經(jīng)和卷取控制系統(tǒng)，主要目的是保證織機在織造過程中紗線張力的動態(tài)穩(wěn)定。主要工作如下： （1）在分析送經(jīng)卷取系統(tǒng)原理和功能的基礎(chǔ)上，提出了一種用較低成本完成所需控制功能的解決方案——以ARM嵌入式處理器S3C44B0為中心構(gòu)建硬件平臺，以嵌入式操作系統(tǒng)uClinux為基礎(chǔ)構(gòu)建軟件平臺。 （2）利用嵌入式處理器S3C44B0豐富的硬件資源，對電子送經(jīng)卷取控制系統(tǒng)進行硬件設(shè)計：包括以S3C44B0為核心的最小系統(tǒng)電路的設(shè)計、與上位機通訊接口電路的設(shè)計、經(jīng)紗張力檢測與采樣電路的設(shè)計、伺服電機驅(qū)動接口電路的設(shè)計和編碼器接口電路的設(shè)計等． （3）利用嵌入式操作系統(tǒng)uClinux高實時、多任務(wù)等優(yōu)點，對電子送經(jīng)卷取控制系統(tǒng)進行軟件設(shè)計： ●在分析uClinux系統(tǒng)的特點和功能的基礎(chǔ)上，完成了在硬件電路板上的移植； ●在分析系統(tǒng)引導(dǎo)程序功能的基礎(chǔ)上，完成了Boot Loader的設(shè)計； ●完成了系統(tǒng)設(shè)備驅(qū)動程序的設(shè)計：包括串口驅(qū)動程序設(shè)計、A/D驅(qū)動程序的設(shè)計和IIC驅(qū)動程序的設(shè)計等； ●在對織機工藝了解的基礎(chǔ)上，以模塊化的思想完成了系統(tǒng)應(yīng)用程序的設(shè)計：包括張力傳感器數(shù)據(jù)采集模塊、控制算法模塊和通訊模塊等； （4）詳細(xì)介紹了整個控制系統(tǒng)的調(diào)試過程。 本文設(shè)計的系統(tǒng)能使控制的經(jīng)紗張力恒定，反應(yīng)快速，控制精度高，很好地解決了開車痕等問題，能滿足中高檔織機的要求，具有實際應(yīng)用價值。
標(biāo)簽： ARM 控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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AGV(Automated Guided Vehicle)即自動導(dǎo)引車，是具備一定自主能力的運輸設(shè)備，在自動化物流系統(tǒng)和工廠自動化系統(tǒng)中具有重要的應(yīng)用價值。 AGV是一種高度自動化產(chǎn)品，它所涉及的技術(shù)包括針對特定用途的車體結(jié)構(gòu)、貨物移送機構(gòu)、路徑導(dǎo)引技術(shù)、貨位檢測技術(shù)、防碰撞技術(shù)、驅(qū)動技術(shù)和控制技術(shù)。更深入的研究還包括多車協(xié)調(diào)與優(yōu)化調(diào)度技術(shù)、智能控制技術(shù)等。 本文首先對AGV的發(fā)展及關(guān)鍵技術(shù)進行了總結(jié)與歸納，并分析了現(xiàn)有技術(shù)的特點與不足，在此基礎(chǔ)上設(shè)計了一個模擬貨物分揀的小型AGV系統(tǒng)。車體采用二輪驅(qū)動和前后萬向輪支承的結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)靈活的轉(zhuǎn)向和快速移動。導(dǎo)引方式采用光電傳感器路徑導(dǎo)引，以計數(shù)方式實現(xiàn)貨位識別檢測。ARM是一種高性能的嵌入式微處理器，AGV控制系統(tǒng)采用了基于ARM7核的微控制器LPC2210，其豐富的片上資源可以很方便地實現(xiàn)AGV的所有檢測、信息處理及控制功能。利用LPC2210的串行通信功能，再配合無線通信模塊建立與PC機的通信聯(lián)系，通過PC機實現(xiàn)對AGV小車的控制與調(diào)度。 制作完成后的AGV樣機在實驗室模擬環(huán)境下進行了性能測試，其性能指標(biāo)均滿足設(shè)計要求。
上傳時間： 2013-04-24
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