WIM動態稱重系統的研究對于保護公路的正常使用有著非常重要的經濟利益和社會價值。針對我國公路WIM系統的研究現狀和存在的問題,提出了新的思路、解決辦法和改進措施,用以提高整個WIM系統的各項性能指標。 基于ARM的壓電薄膜軸的車輛動態稱重系統的嵌入式研究與設計,致力于提高WIM系統精度等各項性能指標,其采用了高新的軟硬件技術,是一個比較有研究意義的課題。 本文首先從分析稱重原理入手,提出了一個改進的系統整體設計方案,在該方案的前提下,通過不斷地試驗修改,搭建了一個基于Labview的現場模擬實驗系統,為下一步研究和整個系統的實現打下了堅實的基礎。本文所做的具體工作,概括起來有如下幾點: 第一,簡要地介紹了基于壓電薄膜軸的WIM系統原理、影響因素以及課題研究的意義等; 第二,給出了系統整體設計方案,并設計了多個信號調理電路,諸如電荷放大電路,隔離電路以及濾波電路等; 第三,采用了32位的微處理器,并采用了一種比較完善的數據處理方法,提高了系統的軟硬件技術,在此基礎上研究設計了基于ARM-μgC/OS-Ⅱ的WIM嵌入式系統平臺,完成了系統的軟硬件設計、實現及操作系統移植; 最后,設計并實地進行了一個新的試驗,即基于LabVIEW8.2的數據采集卡的現場模擬試驗,給出了試驗結果和分析。該試驗方便于測量與數據采集,可得到較為精準的現場數據,為后續的數據處理打下了基礎;
上傳時間: 2013-07-29
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本論文從國內外液壓挖掘機電子節能應用現狀出發,設計液壓挖掘機電子節能控制系統。將“改進的變結構單神經元自適應PID控制算法”應用于發動機—變量泵的功率匹配控制中,通過仿真表明該算法具有優越性。 由于液壓挖掘機有單、雙變量泵系統,為了將改進的變結構單神經元自適應PID控制算法應用于不同系統,研究了單、雙變量泵與發動機功率匹配的控制策略。同時為了解決發動機—變量泵功率匹配環節與變量泵—負載匹配環節之間存在的不協調問題,設計了變量泵—負載匹配系統,依據操作人員手柄位置信號,控制變量泵輸出流量按比例分配到各個負載,實現液壓挖掘機的發動機—變量泵—負載的功率匹配。 嵌入式計算機控制系統是當今單片機控制系統的研究熱點之一。將嵌入式系統應用于液壓挖掘機的電子節能控制中,選擇ARM7系列處理器LPC2294作為這個控制器的核心,對液壓挖掘機功率匹配電子節能控制器進行了設計,為液壓挖掘機電子節能控制器的研究開發打下了基礎。
上傳時間: 2013-07-05
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作為在保障網絡安全方面扮演著至關重要角色的防火墻技術從出現到發展至今一直是網絡安全研究中的關鍵技術之一,隨著互聯網的迅猛發展,它在信息化、網絡化的過程中也變的越來越重要。為了使防火墻能快速且深入地對網絡數據傳輸過程中的海量信息進行安全檢測,并能應對來自各個網絡層的威脅,將傳統的基于軟件的防火墻轉向硬件平臺實現是不可阻擋的發展趨勢。 首先闡述了網絡安全的現狀、網絡安全研究的重大意義、防火墻目前的發展狀況及未來的發展趨勢,然后介紹了防火墻的概念、功能和分類。重點分析了著名的開源入侵檢測系統Snort的功能實現及數據結構,對Linux中自帶的網絡安全工具Iptables/Netfilter的工作原理做了簡要介紹,然后對現在較流行的基于軟件的字符串匹配算法和硬件實現方法進行對比分析,通過對已存在的解決方法的深入研究,提出了基于ARM處理器并采用內容可尋址存儲器(CAM)的硬件防火墻系統設計方案。將Snort中對數據包載荷檢測部分中的順序檢測替換為由CAM結合Wu-Manbcr多模式匹配算法實現,其中CAM完成短模式匹配,Wu-Manber算法完成長模式匹配,并將Snort與Iptables/Netfilter有機結合移植到基于ARM的嵌入式平臺中,系統可以通過主機對防火墻的狀態進行實時監控和規則更新。 設計了防火墻的整個硬件電路,其中重點分析了CAM模塊的設計。通過對Sourcefire的Snort VRT2.4版免費規則庫的統計分析和計算模擬得出了對規則集的最佳劃分長度;在軟件部分研究了Bootloader制作、Linux內核的裁減與移植及根文件系統制作等內容。重點分析了摩托羅拉公司的專用CAM芯片MCM69C432的驅動程序設計和相應的調用方法,并結合主機軟件部分的功能分析了雙方的通信協議及實現,最后通過程序對系統仿真并選用林肯數據集進行模擬測試,測試結果表明系統比以前效率有了大幅提高,過濾速度已達到最初設計目標,證明了此硬件防火墻方案的可行性。 最后總結了本人的工作并指出此種方案的硬件防火墻的不足、需要改進之處和它的良好應用前景。
上傳時間: 2013-07-24
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由于永磁伺服電機具有轉子轉動慣量 小,響應速度快,效率高,功率密度高,電機體積小,消除電刷而減少噪音和維護等其他電機難以比擬的優點,在高性能位置伺服領域,尤其為伺服電機組成的伺服系統應用越來越廣泛。 永磁無刷電機有兩種形式:方波式和正弦波式。本文主要研究以pmsm 為伺服電機的伺服系統 目前實現永磁同步電動機的控制主要采用dsp、dsp+fpga和dsp+asic三種途徑。而前兩種方式實現位置控制編程量較大,美國國際整流器公司針對高性能交流伺服驅動要求,基于fpga技術開發出了完整的閉環電流控制和速度控制的伺服系統單片解決方案—irmck201。本文就是基于這種數字運動控制芯片,設計了dsp和irmck201的交流伺服控制系統。該系統具有性能優越,結構簡單,編程任務小,開發周期短等優點,對其他交流位置伺服控制系統也具有很好的推廣意義。
上傳時間: 2013-06-07
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自“9.11”后,隨著人們對安防需求的升級,門禁控制系統得到日益廣泛的應用,不斷提高門禁系統的安全性成為研究的重要課題。第四代門禁系統結合了人體生物特征識別技術,利用人體本身具有的物理特征(如指紋、虹膜、臉型、掌紋等)或行為特征(如步態、簽名等)來確定人的身份,取代或加強傳統的身份識別方法。 論文采用掌形識別為控制方案,基于ARM920T內核的EP9315芯片為門禁系統CPU,設計和調試了系統的硬件平臺。 論文研究了掌形識別算法,進行了三方面的工作。 首先研究了掌形中的手形特征,提出了一種基于骨架特征的手形識別算法,很好的克服了手指旋轉給識別帶來的干擾。 然后研究了掌形中的掌紋特征,通過系列圖像處理,分離出手掌的三條主線,提取主線端點,并在主線上等間隔采樣,利用端點和采樣點進行匹配,擁有很高的識別率。 最后結合手形與掌紋特征,實現掌形識別。依據手形特征對掌形庫進行粗分類,利用掌紋特征進行匹配,算法擁有很快的識別速度與穩定較高的識別率。對分類規則提出了新思路與方法。 論文還提出了基于ARM的門禁系統方案。成功設計了以基于ARM920T內核的EP9315芯片為CPU的最小系統,設計PCB圖并制板,最后調試了系統的底層電路。 論文的研究設計工作,通過提高掌形識別算法的識別率,達到了提高門禁系統安全性的目的;ARM平臺的設計與調試,在工程實際中有參考價值。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著現代科學技術的發展和人民生活水平的提高,人們對住宅的安全性提出了更高的要求。由于視頻監控具有直觀、方便、信息內容豐富等的特點,而被廣發的應用各種安防系統中。現有的家居監控系統智能化程度低,無法更好的適應家居安防系統的要求,因此研究并開發出適合人們需要的智能化家居視頻監控系統具有重要的意義。 本課題針對現有家居視頻監控系統的問題,選用SAMSLING公司基于ARM9核的S3C2410芯片作為CPU,擴展了USB攝像頭、Internet芯片、紅外傳感器模塊、液晶屏、鍵盤等外圍設備,設計出一種基于ARM的智能家居網絡視頻監控系統。該系統的功能主要包括:攝像頭采集圖像并在LCD上進行顯示;在戶外PC上可以通過網絡查看ARM端家中情況,圖像經過壓縮后進行傳輸;截取圖像進行人臉檢測;當檢測到人臉時,GPRS發送短信通知主人有入侵情況發生;檢測到人臉的圖像壓縮后進行存儲。 本文介紹了系統各個硬件型號的選取,硬件的性能參數,硬件引腳和寄存器參數,設計了各個硬件之間的接口電路。系統的軟件部分采用嵌入式Linux作為操作系統,在目標板上移植了引導程序、Linux裁剪后的系統和文件系統,在此基礎上實現了攝像頭圖像采集和LCD上的顯示、基于膚色和模板匹配的人臉檢測算法、基于DCT變換的有損圖像壓縮算法、GPRS短信發送、圖像網絡傳輸等軟件功能。 試驗結果表明,本系統能夠較好的實現預期的功能,具有較好的穩定性和應用前景。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著計算機技術和互聯網技術的發展,嵌入式系統已成為近年來新興的研究熱點。嵌入式系統的硬件核心是嵌入式微處理器,ARM處理器以其高性能、低功耗、低成本等優點占領了嵌入式系統處理器的大部分市場,基于ARM的嵌入式系統的應用已深入到工業控制、網絡通訊設備等領域。Linux作為功能強大、源碼公開的操作系統,在嵌入式領域中被廣泛應用。 本文針對自動售貨機控制系統在校園一卡通系統中的應用要求,以開發具有射頻卡結帳功能的新型自動售貨機控制系統,并與校園一卡通信息管理系統相連為目標,提出了基于ARM-Linux的自動售貨機控制器總體設計方案。根據方案對自動售貨機控制系統進行總體設計,在分析嵌入式軟硬件可實現模塊化設計的基礎上,采用數據處理能力強和能夠實現數據網絡傳輸的HMS30C7202微處理器,對ARM處理器最小系統和關鍵的接口電路進行了硬件結構設計,系統擴展有FLASH、EPROM、以太網接口、RS232接口、GPIO接口、USB接口等外圍電路。利用Protel軟件完成了開發板的原理圖設計、繪制以及印刷電路板布局布線工作,PCB設計以高速電路設計為準則,集成了多種接口電路,完成了硬件系統的設計。研究了嵌入式Linux操作系統下的自動售貨機控制系統軟件環境建立方法,論述了移植Linux到ARM控制板的過程,分析了嵌入式軟件的應用程序架構與各部分設備驅動程序的設計方法,設計了硬件驅動程序。在嵌入式軟、硬件開發的基礎上,對基于ARM的嵌入式自動售貨機控制系統進行實例研究和系統功能調試,完成了自動售貨機控制系統的基本功能,并使系統能夠基于以太網進行數據通信,為進一步的開發和應用提供了良好的基礎。
上傳時間: 2013-07-05
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機械手是自動裝配生產線上必不可少的設備,它可以模擬人手臂的部分動作,按預定的程序、軌跡和要求,實現抓取、搬運和裝配等工作。在減輕人的勞動強度和提高裝配質量和在惡劣環境下作業等方面,起到了積極的作用。嵌入式系統是近年來發展起來的以應用為中心并且軟硬件可裁剪的實時系統,它的特點是高度自動化,響應速度快等,非常適合于要求實時的和多任務的場合。 本文分析了機械手控制系統的功能要求,研究設計了一種基于ARM和DSP的機械手數控系統的方案。嵌入式ARM處理器,具有運行速度快、功耗低、程序設計靈活、外圍硬件資源豐富等優點,但其很難在處理大數據量、復雜算法時保證系統的靈活性和實時性。DSP作為數字信號處理的核心器件,能夠實時快速的完成控制算法運算,由于DSP普通輸入輸出口的高低電平變化周期最快只能到1微秒左右,不適合高速輸入輸出;FPGA芯片高速輸入輸出數據,時間可縮短至幾十納秒。另外利用FPGA可以方便的實現各種接口的邏輯時序,豐富的接口使得該系統能夠方便的進行移植,擴展了該系統的應用領域,從而提升了其性價比,通過ARM處理器和DSP以及FPGA技術的有機結合,發揮各自的優勢,使系統具有程序設計靈活、以太網通信、大容量存儲、高速數據輸出、可移植等特點,既滿足高速機械手自動控制的要求,同時又具有一定的通用性。 通過本課題實踐表明,基于ARM和DSP構建嵌入式數控系統的應用方案全可行、合理,同傳統的人機交互系統設計相比,能大量地減輕研發任務,提高發速度,能夠在短時間內得到控制性能優秀的數控系統。
上傳時間: 2013-06-11
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國內電力市場的開放給電力公司帶來了新的挑戰。各家電力公司都在尋求提高公司效率,增加客戶、改善服務的方案。在此競爭的舞臺上,采用先進技術的自動抄表和負荷管理系統就成為一個強有力的工具。它可以加強企業內部管理,加強對電網負載能力的控制。集軟硬件于一體的一整套電力負荷控制系統就成為滿足當前市場需求、順應國家電力改革的解決方案。 論文是基于ARM和GPRS電力負荷管理系統的研究與設計,主要工作是研制應用于電力負荷管理系統的GPRS終端,包括終端的軟硬件系統的設計和調試。自主開發了PPP協議,成功地將PPP協議應用于GPRS終端,所以此終端具有很強的后續擴展性和移植性。 論文首先介紹了電力負荷管理系統的研究背景、目的及意義,結合國內外發展情況,指出了現有系統的不足,伴隨GPRS、CDMA等新一代無線通信技術的發展對其進行改進。 其次對GPRS無線通信技術進行研究,了解GPRS終端數據傳輸協議——TCP/IP、PPP協議的基本原理。并對電力負荷系統的整體架構和通信方式進行了研究分析。 再次是對GPRS終端硬件的設計,主要包括ARM微處理器硬件系統的設計、串行擴展電路以及GPRS模塊的電路的設計。 最后本文著重對PPP協議做重點研究和設計。按照自身狀態機機制,從PPP的協議結構、運行機制、協商分析過程來展開,對PPP協議的實現進行詳細設計說明。同樣也對GPRS終端撥號上網程序進行了設計與實現。 經測試,GPRS終端能夠順利地進行撥號,并發送數據。證明了GPRS終端運行穩定可靠,達到了預期的效果和設計要求,有利于配電網絡運行的安全性和經濟性管理,對加強用電管理和提高電網供電質量起到了積極的作用。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著社會經濟的發展,人們防火、防盜意識的提高,人們對遠程現場狀況的了解提出了更高的需求。如何有效解決由于各監控點分布范圍散、數量多、距離遠,甚至地處偏僻,有效管理多個監控點等難題,僅依靠架設光纜、鋪設電纜難度大、且不切合實際(并且即使架設了通訊線路其速度慢、運營成本也高)。本文在分析研究了當前國內、外視頻監控系統研究現狀,并結合嵌入式系統、嵌入式處理器ARM、GPRS等相關領域的研究進展的基礎上,提出了一套基于ARM和GPRS的遠程監空系統。它是利用GPRS網絡覆蓋范圍廣、傳輸特性好與嵌入式系統低功耗方便實用相結合的系統解決方案。系統通過溫度傳感器的檢測信息,實現溫度異常監測,并將采集的圖像信息數據發送到數據監控中心。 本系統硬件系統主要了采用三星公司的ARM920T S3C2410芯片作為系統處理器、USB攝像頭和DSl8B20溫度傳感器。S3C241O處理器通過外部溫度傳感器采集的溫度數據,并與最近采集的溫度數據比較、判斷,發出圖像采集命令,最后將溫度和圖像數據通過其串口利用GPRSDTU將數據通過無線網絡傳送到有靜態IP地址或域名的遠程監控中心服務器。監控中心接受各個監控終端的數據,并實現對終端的集中管理。 本課題軟件方面分為系統軟件和應用軟件開發兩方面。系統軟件方面主要是ARM的BootLoader和嵌入式Linux的分析及移植;應用軟件方面包含終端ARM平臺嵌入式溫度采集和視頻采集軟件設計,數據發送程序,監控中心程序設計三個部分。
上傳時間: 2013-04-24
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