海洋臺站自動觀測系統是一套應用于海濱觀測的儀器設備,負責對氣象、水文參數進行實時觀測。諸多的參數通過相應的傳感器進行測量,海洋臺站自動觀測系統對測量的信息進行匯總,再將其通過有線或無線的通訊方式傳輸到各級海洋環境監測預報中心,供天氣預報和海洋預報使用。 本文以我國“海洋臺站自動觀測系統政府采購計劃”為背景,重點設計了低成本、低功耗、高性能、高可靠性的新型海洋臺站自動觀測系統。本課題主要研究基于arm7+uClinux海洋臺站自動觀測系統的設計與開發。根據實際的需要,分析海洋臺站自動觀測系統的整體要求,對傳感器進行選型,進行方案設計,完成整個系統的搭建。為了降低系統功耗,CPU所采用的是Samsung公司推出的無內存管理單元的處理器S3C44BO,設計了8MFLASH、64MSDRAM、液晶、USB以及鍵盤等相關電路。同時,為了減少驅動開發所帶來的不便,使用TL16C554A對串口電路進行了擴展,便于數據處理,也使得系統具有更好的可擴展性。軟件方面設計主要涉及了BootLoader引導裝載程序的建立,選用uClinux操作系統,并對其內核進行配置和裁剪,添加源代碼中沒有的驅動程序。為了縮短研發周期和降低開發難度,選用MiniGUI作為圖形用戶界面系統,深入分析了MiniGUI的結構、原理,并將其移植到uClinux系統中。本系統采用的是MiniGUI-Threads多線程模式,主線程協調各個線程進行相應的數據處理。為了使系統操作變得直觀、簡單,對用戶界面進行了初步設計,使用復用I/O的方法解決多串口通訊容易造成的數據阻塞問題。此外,為了更好的將臺站所測得的信息量發送給海洋環境監測預報中心,需要完善通訊協議以便于數據交換。 最后,根據本系統實際研究開發結果,總結分析了系統的特點,并對下一步設計工作進行了展望。
上傳時間: 2013-07-12
上傳用戶:juyuantwo
隨著計算機、通信、電子技術的進步,嵌入式系統和以太網技術的融合將成為嵌入式技術未來的重要發展方向。基于ARM的嵌入式系統由于具有低功耗、高性能、低成本、可以進行多任務操作等優點,在控制領域得到了越來越廣泛的應用。 本選題來自中山大學與北京航天五院合作研制的流體網絡系統地面原理樣機控制器設計項目。論文研究的主要目的是利用基于ARM920T內核的嵌入式微處理器AT91RM9200融合多傳感器設計一種可以在地面實驗室環境中可靠運行的數據采集與溫度控制系統。 本文從嵌入式測控系統的硬件實現和軟件設計兩方面進行分析。在硬件設計上,主控制板以Atmel公司生產的AT91RM9200 CPU為核心,主要包括串口模塊、存儲模塊、以太網接口模塊、基于SPI串行接口設計的數據采集模塊(A/D)、基于I2C接口設計的PID控制信號輸出模塊(D/A)和采用PIO接口設計的開關控制輸出模塊等電路,其中后三個模塊承擔了流體網絡回路的傳感器數據采集,關鍵點的溫度控制和多路電磁閥的開關控制等任務,后文將重點介紹。在軟件設計方面,主要分兩個方面進行討論,分別為主控制器上基于嵌入式Linux系統的軟件和上位機采用Visual C++編寫的監控軟件。主控制器軟件采用多線程進行設計,包括主線程、服務器子線程和數據采集子線程,三個線程同時運行,提高了系統的運行效率。上位機和主控制器通過接入以太網中,然后由服務器線程和上位機客戶端利用socket套接字實現通信。同時上位機軟件也提供形象美觀的圖形用戶界面,配合主控制器實現特定的溫度、流量和壓力監控。 本論文設計的嵌入式測控系統充分利用了AT91RM9200內嵌的的強大功能模塊,包括SPI接口模塊和I2C接口模塊等,可廣泛應用于控制領域。對該系統的一些研究成果和設計方法具有一定的先進性和良好的實用性,具有良好的應用前景。
上傳時間: 2013-06-30
上傳用戶:hmy2st
目前,國內礦井的排水系統多采用傳統的人工監測、繼電器控制的方法。傳統方法設備運行的自動化程度低、可靠性較差、工人勞動強度大、應急能力不足,存在一定的安全隱患,不適應數字化礦井發展的需要。本課題設計的自動排水系統采用嵌入式微控制器作為就地控制系統與上位機遠程監控相結合的方式,提高了工作的可靠性和穩定性,具有運行成本低、調試方便等特點。 本文首先根據某礦井下排水的實際情況,對各種排水形式和相關設備進行了分析和比較,選擇其中一種典型的排水系統形式作為模型。根據井下排水系統的運行原理展開研究和論證,制定了井下水位監控和水泵啟動方案。在綜合自動控制的相關理論和傳感器應用技術的基礎上分析了排水系統中需要監控的、能夠反映排水系統工作特征的關鍵參數,并提出了這些參數的監測方法和這些方法的可行性。 全面分析了目前常用的微處理器和實時操作系統,詳細研究了ARM和μC/OS-Ⅱ的性能和特點,充分利用ARM微處理器高性能、低功耗、低成本的優勢,以及μC/OS-Ⅱ可移植性好、開發成本低的優點。選用以ARM7TDMI-S為CPU的LPC2220芯片作為就地控制系統,選用μc/OS-Ⅱ為實時操作系統。并根據排水系統工作方案和要求設計了系統和接口硬件電路,完成了系統運行程序代碼的編寫。 應煤礦信息化發展趨勢的要求,選用LabVIEW作為上位機監控軟件,以串行通訊協議與井下就地控制系統組成遠程監控系統。從而實現工作人員能夠在地面監控室輕松了解到井下水倉水位、各排水設備工作狀態等信息,實現了排水系統運行的“避峰就谷”和水泵房的無人化值守。此項研究對礦井的安全生產、節能降耗和數字化建設等工作具有一定參考價值。
上傳時間: 2013-06-04
上傳用戶:Kecpolo
STM推出一款全新數字信號輸出三軸加速傳感器。新產品的最大可測量值達到24g,相當于一級方程式賽車(F1)在強勁剎車時產生的加速度的5倍左右。LIS331HH擁有市場上獨一無二的性能組合,包括10g以上量程,緊湊的尺寸,高分辨率,低功耗,以及嵌入式智能功能,可在廣泛的消費電子和工業應用中實現高精確度的運動測量。 在±6/±12/±24g的全量程范圍內,意法半導體最新的MEMS加速傳感器LIS331HH的輸出數據極其精確。LIS331HH的中g傳感能夠測量高強度震動,檢測劇烈碰撞事件,不會丟失任何信息。在與游戲相關的應用中,中g檢測器可提升用戶界面體驗,增加以前感受不到的真實程度
標簽:
上傳時間: 2013-04-24
上傳用戶:xzt
隨著消費類電子產業的蓬勃發展,越來越多的嵌入式電子產品走進了千家萬戶。電腦的形態也不再局限于以前的PC機,各式各樣的嵌入式系統出現在了眾多的行業和應用中,其中ARM和Linux結合的產品在市場上最受青睞。ARM由于其低功耗、高性能、小體積、低成本受到了越來越廣泛的重視,成為眾多公司產品開發的主流硬件。而Linux則因其開放的源代碼,可裁剪的內核,便利的開發環境,各硬件平臺的通用性,逐漸成為嵌入式開發的主流操作系統。本課題的嵌入式MP3設計就是基于ARM和linux平臺的。 本課題實現了一個完整的嵌入式系統,選用zq2410開發板為目標平臺,linux作為目標操作系統,在這樣的軟硬件環境下研究實現MP3播放器。 文章首先綜述了嵌入式系統開發方法,介紹了ARM處理器及其特點,Linux操作系統,嵌入式系統的開發模式以及如何搭建交叉開發環境,然后介紹了所選硬件平臺zq2410目標板的各種資源,在系統軟件開發中,介紹Uboot、Linux的裁剪和移植,根文件系統的制作以及核心驅動程序的開發,應用程序開發中,介紹了MP3的原理,移植Madplay MP3播放器,最后成功對Madplay播放器實現了綜合控制。
上傳時間: 2013-04-24
上傳用戶:Amygdala
隨著現代計算機技術和互聯網技術的飛速發展,嵌入式系統成為當前最熱門的焦點之一;ARM以其高性能低功耗等特性成為目前應用最廣泛的32位嵌入式處理器。近年來得到快速發展的機電一體化設備的人民幣紙幣清分機系統,是嵌入式系統的典型應用;它的主要工作流程是:人民幣圖像通過圖像傳感器采集得到的模擬信號,經過放大、A/D轉換和FPGA協調之后得到數字圖像,經緩存后進入到主CPU--S3C2410,通過圖像識別,實現面向、面值、新舊分級、破損程度等特征的識別,最后送出結果到控制CPU對識別結果進行相應的顯示和機械動作。論文主要涉及以下這些內容: 1):基于ARM的嵌入式系統和清分機系統介紹。 2):人民幣清分機的硬件系統基本構架,清分機的各關鍵硬件的選型及主要原理;著重介紹清分機的處理核心--S3C2410。 3):圖像處理基礎。介紹了清分機系統中各類圖像的特點,圖像分析中的常用工具--灰度直方圖,從而為識別算法做好準備。 4):介紹了人民幣的特征識別算法原理及實現基本流程,通過MATLAB對算法進行仿真研究。 5):嵌入式linux設備驅動的開發。針對清分機設備種類繁多而又是多任務的特點,本文提出使用可裁剪而又穩定的linux操作系統來管理整個清分機系統;而實現操作系統對清分機的管理首先就要實現設備與操作系統的連接--設備驅動。
上傳時間: 2013-06-01
上傳用戶:xoxoliguozhi
無線傳感網絡WSN(Wireless Sensor Network)的基本特性是:低功耗、自組織、異構互聯,這些全新的形態傳統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。無線傳感器網絡是一種自組織網絡,讓物理環境的信息主動的以無線的方式發送到人類信息世界。人類根據獲取的信息做出判斷,利用無線傳感網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。 無線傳感網絡不是孤立的,需要與現有的異構網絡互聯才有意義,而這方面的研究也比較少,本課題就是解決無線傳感網絡和異構網絡互聯的問題,設計了適用于無線傳感網絡的重要聯網設備——網關。研究目標是設計一個無線傳感網絡和以太網互通互聯的網關。在深入分析多種網關模型的基礎上,提出了一個性能較好的網關的軟硬件架構,硬件上使用基于ARM的嵌入式系統,軟件上使用基于WindowsCE的嵌入式操作系統。在這個架構的指導下,設計了網關的硬件平臺和網關的配套軟件。在網關完成了兩種網絡協議相互理解,數據雙向轉發的任務。為了測試網關的軟硬件性能,搭建了一個完整的無線傳感網絡,測試了網關的各項性能指標并提出了改進措施。
上傳時間: 2013-04-24
上傳用戶:小鵬
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,系統的控制要求及關心的控制對象也不相同。數字PID控制比連續PID控制更為優越,因為計算機程序的靈活性,很容易克服連續PID控制中存在的問題,經修正而得到更完善的數字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字PID控制系統的設計思路,并給出了詳細的硬件設計及初步軟件設計思路。 PID控制系統采用高性能、低功耗的ARM微處理器S3C44BO作為核心處理單元,內部的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了上位機的監控。采用芯片內部自帶的PWM模塊,輸出16M Hz PWM信號并經過一階低通濾波器得到0~5V的控制信號用于觸發主電路控制器,實現PID整定。 軟件方面,分析和研究了uC/OSⅡ的內核源碼,實現了其在32位微處理器上的移植,作為管理各個子程序執行的系統軟件。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字PID算法,采用規一化算法進行參數選取。上位機部分采用了C#語言進行編寫。另外,采用了RTC(Real Time Clock)作為系統時鐘,可以實現系統的定時運行、定時模式切換等。在上位機上也可以方便的控制程序的執行,實現遠程監控。 在論文的最后詳細的介紹了智能PID控制系統在三相全控橋主電路中的具體應用??偨Y了調試中遇到的問題,對今后工作中需要進一步改善和探索的地方進行了展望。
上傳時間: 2013-08-01
上傳用戶:lvzhr
抽油機井工況監測是石油生產過程中非常重要的環節,可以為油井提高泵效、高效管理提供可靠依據。隨著石油工業的迅速發展,傳統的人工操作遠遠不能滿足現代化石油生產的要求。將遠程監測系統應用于油井工況監測,可以降低工人勞動強度,提高生產效率和油田管理水平。針對目前已有油井工況監測系統存在的不足,本文研制出一種集計算機技術、電子技術和通信技術于一身、功能完善、可靠性高、成本低廉的抽油機井工況遠程監測系統。 示功圖是常用的用于判斷抽油機井工作狀況的方法,它是抽油機光桿在作往復運動的一個周期中,光桿相對位移與載荷的對應關系曲線。傳統的利用拉線位移傳感器獲取位移的方式,不能實現長期連續的監測。本系統采用加速度傳感器作為沖次傳感器,獲取每個周期的起始點,再利用拉線位移傳感器對一個周期中按時間等分的點的位移進行標定,既解決了拉線位移不能長期連續監測的問題,又保證了位移的精度。 本系統由工況傳感器、數據中繼單元、數據中心和手持機四部分組成。安裝在抽油井上的工況傳感器定時獲取并存儲示功圖數據,定時將數據發送到數據中繼單元。由數據中繼單元將多個工況傳感器的示功圖數據集中后,通過遠程網絡傳送到數據中心。數據中心實現對所有示功圖數據的存儲、查詢、分析和打印,并可以通過網絡實現數據共享。手持機用于對工況傳感器進行設置和標定,并可以現場獲取示功圖。 硬件電路采用低功耗設計方法,使用低電壓、低功耗的基于ARM7內核的LPC2138/2148微處理器及微功率無線數傳模塊,將硬件電路功耗降到最低。采用SD卡作為存儲器,增加了數據存儲容量和數據可靠性。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、高可靠性的優點。CDMA模塊采用基于CDMA1X數據通信網絡的H7710,組成高速、永遠在線、透明數據傳輸的數據通信網絡。 軟件設計遵循模塊化設計思想,既考慮到各模塊功能的實現,又兼顧了系統總體的協調性。本系統軟件由工況傳感器軟件、手持機軟件、數據中繼單元軟件及數據中心軟件四部分組成。工況傳感器軟件、手持機軟件和數據中繼單元軟件由ADS集成開發環境編寫,并由AXD仿真調試器生成可執行代碼,最后通過EasyJTAG仿真器下載到微處理器芯片中。數據中心運行于服務器/客戶機工作模式,使用SQL Server數據庫。數據中心處理軟件由Visual Basic6.0編寫,運行于Windows操作系統中。 通訊網絡由無線數傳網絡和CDMA網絡組成,工況傳感器與數據中繼單元組成無線數傳網絡,采用ISM工作頻段,實現近距離無線通訊。數據中繼單元作為無線數傳網絡的中心節點,通過CDMA網絡與數據中心通信處理機相聯,實現數據的遠程傳輸。 本系統首次利用加速度傳感器與拉線位移傳感器相結合的方式,實現抽油井工況長期連續監測,提高了整個系統的可靠性;利用ARM單片機作為微處理器,低功耗電路設計,低功耗工作模式,延長了電池的壽命;無線數傳網絡與CDMA網絡相結合,兼具無線數傳網絡與CDMA網絡的優點,降低了整個系統的安裝和運行費用;數據中心采用服務器/客戶機工作模式,便于用戶共享數據。目前該系統的各部分均經過硬件、軟件及運行測試,已經在油田試運行。運行結果表明,該系統性能完善,運行可靠,安裝及維護簡便,取得了較好的效果。
上傳時間: 2013-07-12
上傳用戶:ivan-mtk
隨著計算機技術的不斷發展,嵌入式系統以其功能強大、可靠性高、體積小、功耗低等諸多優點,適應了社會信息化、網絡化、智能化的發展需求,比一般的通用PC系統具備更大的優越性,在各行業領域內獲得了廣泛的應用。GPS定位導航技術與計算機技術的融合在近幾年來現代信息通信領域內發展迅速。 目前,GPS定位導航技術主要應用于大地測量與車輛定位領域,個人應用方面相對較欠缺。因此,發展應用于個人的手持GPS定位導航系統擁有廣泛的市場空間。鑒于這種情況,本文設計開發了一款基于ARM處理器與GPS接收模塊的手持定位導航系統,系統通過采用功能強大、成本低廉的嵌入式Linux操作系統,充分發揮ARM處理器的高性能低功耗特點,提升了系統特性。 論文的主要內容: 1.分析了GPS定位導航技術的發展現狀和基本原理,研究了如何實現基于ARM處理器定位導航系統的設計方案。在此基礎上,建立了滿足手持定位導航系統功能需求的軟、硬件平臺,包括硬件平臺中各模塊的組成與連接,以及軟件平臺中系統啟動代碼、操作系統的移植,文件系統的制作。 2.設計實現了GPS模塊與ARM處理器的通信功能、電子地圖的顯示功能、人機交互的控制功能。各功能模塊在設計中包括了接口和外設的驅動程序,以及應用程序兩部分。通信功能模塊中,GPS模塊實時接收GPS定位衛星數據,并通過RS-232接口向處理器傳輸數據;電子地圖顯示以及人機交互的功能模塊中,使用MiniGUI圖形用戶界面支持系統,實現了在LCD觸摸屏上顯示電子地圖以及基本定位導航控制等人機交互的功能。 3.測試了系統各模塊的功能,給出了系統的實現結果,根據測試結果分析了系統設計中的不足,并提出了對系統未來改進目標的設想。
上傳時間: 2013-04-24
上傳用戶:huangping588