在電力現(xiàn)代化建設中，提高發(fā)電機發(fā)電效率是其中重要的一環(huán)，氫氣作為導熱性冷卻介質廣泛的應用于發(fā)電設備，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)電機高效、安全正常工作就變得至關重要，因此對氫氣參數(shù)進行實時監(jiān)測有著重要的意義。 本論文研究和開發(fā)了基于ARM和CPLD的氫氣參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)，首先簡要的分析了氫冷發(fā)電機系統(tǒng)對氫氣參數(shù)進行監(jiān)測的必要性以及當前電力系統(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線通信手機短消息業(yè)務SMS、工控總線Modbus通信協(xié)議和RR485總線、SD卡海量存儲等技術實現(xiàn)發(fā)電機系統(tǒng)多氫氣參數(shù)的現(xiàn)場實時監(jiān)測系統(tǒng)的設計方案。該方案以功能強大的ARM處理器作為系統(tǒng)的核心。采用高精度的16位AD轉換芯片，并使用兩種濾波算法的結合對信號進行數(shù)字濾波，滿足系統(tǒng)對氫氣參數(shù)采集精度的要求。同時系統(tǒng)結合CPLD技術，用于解決系統(tǒng)內(nèi)微控器I/O口不足以及SD卡驅動的問題，本論文采用一片CPLD擴展I/O口，每一個擴展的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，是一種基于半導體快閃記憶器的新一代記憶設備，具有低成本，大容量的特點，系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)存儲使用了SD卡作為存儲介質，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個邏輯單元的MAXⅡ1270 CPLD來驅動SD卡，在CPLD中使用VHDL語言設計了SD卡的總線協(xié)議，外部總線接口，SRAM的讀寫時序等，這樣既可以提高微處理器SD卡的讀寫速度，增強微處理器程序的移植性，又可以簡化微處理器讀寫SD卡的步驟并減少微處理器的負擔。 本論文的無線數(shù)據(jù)傳輸采用GSM無線通信技術的SMS業(yè)務遠傳現(xiàn)場數(shù)據(jù)，設計了GSM模塊的軟件硬件，實現(xiàn)了報警等數(shù)據(jù)的無線傳輸，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方向。
上傳時間： 2013-05-26
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UM71系列(包括ZPW-2000A)無絕緣軌道電路已成為我國鐵路的主流制式，軌道電路的正常工作對行車安全意義重大。軌道信號失真或者受到噪聲污染有可能導致鐵路信號設備錯誤動作進而發(fā)生行車事故。通過對鐵路信號做出監(jiān)測以及判斷，可以幫助信號設備維護人員對故障設備進行及時修復從而避免事故發(fā)生。 本文設計了一種基于ARM/DSP雙核結構的鐵路信號測試儀，用以幫助設備維護人員及時檢修故障設備。其中，DSP芯片選用TI公司的32位浮點處理器TMS320VC33作為信號分析與處理的核心，實現(xiàn)信號的解調、頻譜分析和細化處理等功能。本測試儀作為一種實時的信號檢測設備，充分利用了浮點DSP芯片高效靈活以及系統(tǒng)可裁減的特性，因而更適合于現(xiàn)場環(huán)境的應用。本測試儀主要針對目前使用較為廣泛的UM71、ZPW-2000A系統(tǒng)以及站內(nèi)25Hz相敏軌道電路，實現(xiàn)對移頻信號的數(shù)字解調、區(qū)間載波頻率檢測、信號幅度檢測、站內(nèi)軌道信號的相位角及其幅度檢測等功能。 本文著重分析了頻譜細化技術中的ZFFT算法在實時信號分析中的應用，采用ZFFT算法可以在保證運算效率的同時提高頻譜的分辨率。在此基礎上，本文就這種算法提出了若干改進措施并且通過MATLAB對該算法及其改進措施進行了軟件仿真。同時本文完成了基于這種算法的DSP軟件設計：為了提高系統(tǒng)實時性，DSP算法均采用匯編語言實現(xiàn)。理論分析和實驗表明調制頻率的分辨率可以達到0.03Hz，滿足實際應用要求。此外，本文設計了測試儀的硬件結構，主要是VC33的外圍器件及其與雙口RAMCY7C028的接口電路，以及基于這個接口電路的通信規(guī)程。
上傳時間： 2013-06-29
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UHF(Ultra High Frequency，超高頻)RFID(Radio Frequency Identification，射頻身份識別)技術是近幾年剛剛開始興起并得到迅速推廣應用的一門新技術。該技術已被廣泛應用于工業(yè)自動化、商業(yè)自動化、交通運輸控制管理等眾多領域。但是，基于超高頻頻段讀寫器的研制在我國尚處于起步階段，傳統(tǒng)的超高頻讀寫器都是在單片機的基礎上實現(xiàn)的，這類讀寫器很難實現(xiàn)復雜的多任務功能；隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展，能夠與網(wǎng)絡互聯(lián)并且?guī)в胁僮飨到y(tǒng)的超高頻讀寫器越來越受人們的青睞與追求。針對這些問題，本文設計并實現(xiàn)了一種基于ARMS3C2410微處理器和Linux操作系統(tǒng)的超高頻讀寫器，主要內(nèi)容有： (1)分析了射頻識別技術的發(fā)展歷程和前景，以嵌入式技術為研究背景，結合軟硬件開發(fā)平臺，給出了一種基于ARM和Linux的超高頻讀寫器設計思路，指出了選題研究的目的和意義。 (2)闡述了超高頻讀寫器的原理及其應用，分析了讀寫器和標簽之間進行數(shù)據(jù)傳輸時所用到的相關技術；在給出超高頻讀寫器主要技術性能指標及功能要求的基礎上給出了基于ARMS3C2410和Linux超高頻讀寫器系統(tǒng)的總體設計，同時對系統(tǒng)構建過程中所用到的軟硬件進行了器件選型。 (3)實現(xiàn)了超高頻讀寫器系統(tǒng)硬件電路的模塊設計，主要包括主控電路模塊、存儲電路模塊、電源模塊、以太網(wǎng)模塊、液晶顯示模塊以及射頻收發(fā)模塊；闡述了各模塊的組成原理與實現(xiàn)方法，完成了硬件電路的原理圖繪制及PCB制板。 (4)根據(jù)系統(tǒng)的軟件需求，構建了一個進行嵌入式開發(fā)所需的軟件平臺。建立了交叉編譯環(huán)境以及NFS開發(fā)調試環(huán)境；移植了系統(tǒng)啟動所需的引導程序bootloader；實現(xiàn)了嵌入式Linux操作系統(tǒng)內(nèi)核、文件系統(tǒng)的配置與移植；給出了Linux系統(tǒng)下典型設備(觸摸屏、網(wǎng)絡接口、LCD)驅動程序的移植方法。 (5)結合實驗測試環(huán)境，對超高頻讀寫器輸出功率，讀寫器發(fā)送命令以及標簽應答波形進行了測試與分析；對讀寫器的整機性能進行了聯(lián)機測試，給出了讀寫器系統(tǒng)的實際運行效果圖，同時對測試結果進行了總結。 實際應用結果表明，基于ARMS3C2410微處理器和Linux操作系統(tǒng)的超高頻讀寫器能夠實現(xiàn)接入網(wǎng)絡的功能，其讀寫速度、識別率以及識別距離等技術性能指標均達到或優(yōu)于設計標準要求，該讀寫器在與PC機連接的情況下能進行數(shù)據(jù)處理，樣機系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，達到了預期的設計目標。
上傳時間： 2013-07-25
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本課題所研究的橫機是一種由嵌入式控制器系統(tǒng)控制的自動化程度很高的緯編針織機，主要用于針織服裝的編織制造。我國是紡織大國，橫機需求量大，自主研發(fā)全自動電腦橫機有廣泛的市場前景。 通過對橫機機械系統(tǒng)結構和原理的分析，本文提出了一種橫機控制系統(tǒng)硬件解決方案。該方案主要由主控制器、協(xié)處理器、驅動電路等三部分組成。以ARM作為主控制器，負責編織工藝和人機接口設計；以FPGA作為協(xié)處理器，執(zhí)行ARM的命令，控制后續(xù)電路動作；驅動電路主要面向橫機機械部件，并向前端電路提供硬件接口。 基于該硬件系統(tǒng)解決方案，本文繼而提出了一種新型的軟件系統(tǒng)解決方案。該方案基于嵌入式Linux操作系統(tǒng)實現(xiàn)，主要由羅拉系統(tǒng)控制算法、驅動程序、橫機編織控制程序和圖形用戶界面等四部分組成。羅拉系統(tǒng)采用模糊控制算法，控制卷布速率；驅動程序實現(xiàn)ARM和FPGA的通信；橫機編織控制程序將花型文件中的數(shù)據(jù)轉換為機械部件的動作，實現(xiàn)整個編織過程；圖形用戶界面提供良好的人機界面，方便操作。 最后詳細介紹了整個橫機控制器系統(tǒng)的調試流程，涉及硬件調試、軟件調試和軟硬件聯(lián)合調試等。 與傳統(tǒng)電腦橫機相比，基于此設計方案的橫機技術含量較高，成本低，可移植性強，并可實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)控制。
標簽： Linux ARM 橫機 控制系統(tǒng)設計
上傳時間： 2013-04-24
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隨著計算機技術的飛速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)將在人們的生產(chǎn)生活中發(fā)揮越來越重要的作用。一方面，ARM技術已經(jīng)在當今的嵌入式微處理器領域中占據(jù)了領先地位，另一方面，結構清晰、源碼開放的Linux已經(jīng)發(fā)展成為一款非常具有活力的操作系統(tǒng)。近年來，基于ARM和Linux的嵌入式技術已經(jīng)成為當前嵌入式領域研究的一個亮點。便攜式微型熱敏打印機雖然已經(jīng)廣泛應用在票據(jù)打印領域，但是其優(yōu)秀的圖形打印能力仍然具有很大的應用潛力可以發(fā)掘。在工業(yè)生產(chǎn)中，某些參數(shù)，比如環(huán)境的溫度、濕度等，需要被嚴格掌控。將這些參數(shù)映射到坐標系中并使用便攜式熱敏打印機打印出來，能夠讓技術人員更加方便直觀地觀察到參數(shù)變化情況。 本次設計的目的是建立一個基于ARM核心處理器和嵌入式Linux操作系統(tǒng)的嵌入式開發(fā)平臺，為嵌入式系統(tǒng)開發(fā)提供一個方便功能擴展的軟硬件環(huán)境。在此基礎上，此次設計還以VMP01 PLUS便攜式熱敏打印機為對象，利用嵌入式系統(tǒng)的豐富資源，使用串行接口連接該型號打印機，并輔助軟件設計擴展了坐標圖形打印的功能。軟件設計部分包括了Linux下VMP01 PLUS熱敏打印機的驅動程序設計和實現(xiàn)坐標圖形打印功能的應用程序設計。驅動程序和應用程序都能夠移植到開發(fā)平臺上正確地運行，打印效果理想。
標簽： Linux ARM 嵌入式系統(tǒng) 打印
上傳時間： 2013-04-24
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本文根據(jù)大樓電梯視頻監(jiān)控系統(tǒng)的要求，提出了一種基于嵌入式技術的網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)方案。系統(tǒng)以嵌入式Linux和嵌入式微處理器S3C2410X為核心平臺，通過嵌入式平臺建立的基于TCP/IP協(xié)議的視頻服務器，將USB攝像頭采集來的圖像數(shù)據(jù)壓縮后，經(jīng)過網(wǎng)絡傳輸，完成對監(jiān)控現(xiàn)場的網(wǎng)絡視頻監(jiān)控任務。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，并提出了進一步開發(fā)設想。
標簽： Linux ARM 嵌入式 遠程視頻監(jiān)控
上傳時間： 2013-06-15
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X射線衍射儀目前被廣泛應用于冶金、石油、化工、科研、航空航天、教學、材料生產(chǎn)等諸多領域。而X射線管是X衍射儀的關鍵部件之一，X射線被激發(fā)時會產(chǎn)生兩種譜線：特征譜線和連續(xù)譜線。X射線管的工作狀態(tài)決定能否產(chǎn)生符合實驗要求的X射線特征譜線和連續(xù)譜線，這就要求我們對X射線管的工作狀態(tài)進行精確控制。 本文根據(jù)X射線管工作狀態(tài)和衍射儀相關功能的要求，提出了基于ARM和uCOS-Ⅱ的衍射儀高壓控制系統(tǒng)的設計方案，并在分析和研究的基礎上，實現(xiàn)并驗證了該方案。該系統(tǒng)以ARM為主控制芯片，結合CPLD芯片，完成對X射線管工作狀態(tài)的控制和其它相關功能的控制。由于多任務的需要，在ARM的基礎上引入了嵌入式操作系統(tǒng)uCOS-Ⅱ。具體的，本文完成了相應原理圖和印刷電路板的設計。在ARM7芯片LPC2378上，完成了嵌入式操作系統(tǒng)uCOS-II的移植；在uCOS-II操作系統(tǒng)上，通過對ARM芯片編程，實現(xiàn)了對X射線管的工作狀態(tài)進行精確控制，以及光閘、水循環(huán)等相關功能的控制。 上述系統(tǒng)已通過實際的安裝調試。測試結果表明，該系統(tǒng)能夠滿足設計要求，實現(xiàn)全部的預期功能，可完成對X射線管的工作狀態(tài)的精確控制，和衍射儀相關功能的控制。
上傳時間： 2013-04-24
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雷達顯控終端作為對雷達數(shù)據(jù)的直觀表述，是各種雷達系統(tǒng)中的重要組成部分。該文對Direct3D 和雷達顯示器進行介紹，并在此基礎上，提出一種新的基于VC++和Direct3D 的雷達P 型顯示器仿真模型
上傳時間： 2013-06-19
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JPEG2000是新一代的靜態(tài)圖像壓縮標準，它相比JPEG有很多新的特性，如漸進傳輸和感興趣區(qū)域編碼等，因而它具有廣闊的應用前景，特別是在數(shù)碼相機、PDA等便攜式設備中。 JPEG2000的核心主要包括小波變換和基于最優(yōu)化截斷點的嵌入式塊編碼(EBCOT)算法，其計算復雜度遠遠高于JPEG，完全采用軟件方案實現(xiàn)將會占用大量的處理器時間和內(nèi)存開銷，而且速度較慢，實時處理的能力較差。為了推廣JPEG2000在便攜式產(chǎn)品、消費類電子產(chǎn)品中的應用，打開巨大的潛在市場，研究硬件實現(xiàn)的算法實時處理方案具有重要的應用價值。 EBCOT算法是一個兩層的編碼引擎，其中的上下文編碼的運算量約占到總運算量的50％，是提高編碼速度的關鍵算法之一。由于上下文編碼大部分都是邏輯運算，沒有復雜的數(shù)學運算，但邏輯控制流程復雜繁瑣，對存儲器訪問頻繁，采用DSP或者其他的通用處理器通過指令控制實現(xiàn)該算法，未能顯著提高編碼速度。本文采用FPGA芯片，以電路邏輯的方式來實現(xiàn)該算法并進行優(yōu)化，在研究和分析了上下文編碼算法運算特點的基礎上，設計了列判斷和交錯存儲相結合的硬件實現(xiàn)方案，并采用硬件描述語言Verilog在寄存器傳輸級描述了相應的硬件電路。通過功能仿真和邏輯綜合后，所獲得的上下文編碼模塊最大時鐘頻率為101MHz，且能在130ms內(nèi)完成對一幅512×512灰度圖像的編碼，性能比Jasper軟件中的實現(xiàn)方案提高了75％。 JPEG2000的一個重要特性是其具有漸進傳輸?shù)哪芰Γa流組織是獲得漸進傳輸特性的技術關鍵。碼流組織通過在輸出碼流中安排數(shù)據(jù)包的先后順序來實現(xiàn)漸進傳輸?shù)哪康摹１疚膶PEG2000中實現(xiàn)漸進傳輸?shù)臋C制進行了分析，并研究了碼流組織的算法實現(xiàn)。 為了對JPEG2000算法實現(xiàn)進行驗證，本文設計了基于FPGA和ARM的驗證實驗平臺，其中FPGA主要完成算法中運算量較大的小波變換、上下文編碼和算術編碼，而ARM處理器則完成碼流組織、數(shù)據(jù)打包以及和PC機的通信。本文在該平臺上對所設計的上下文編碼算法和碼流組織模塊的設計進行了驗證，實驗結果表明本文設計的算法模塊功能正確，并在一定程度上提高了編碼速度。
上傳時間： 2013-04-24
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隨著現(xiàn)代雷達技術的不斷發(fā)展,電子偵察設備面臨電磁環(huán)境日益復雜多變,發(fā)展寬帶化、數(shù)字化、多功能、軟件化的電子偵察設備已是一項重要的任務.然而,目前的寬帶A/D與后續(xù)DSP之間的工作速率總有一到兩個數(shù)量級的差別,二者之間的瓶頸成為電子偵察系統(tǒng)數(shù)字化的最大障礙.通信領域軟件無線電的成功應用為電子偵察系統(tǒng)的發(fā)展提供了一種理想模式.另一方面,微電子技術的快速發(fā)展,以及FPGA的廣泛應用,在很大程度上影響了數(shù)字電路的設計與開發(fā).這也為解決高速A/D與DSP處理能力之間的矛盾提供了一種有效的解決方法.為了解決寬帶A/D與后續(xù)DSP之間的瓶頸問題,本文給出了一種基于多相濾波的寬帶數(shù)字下變頻結構,并從軟件無線電原理出發(fā),從理論推導和計算機仿真兩方面對該結構進行了驗證,并進一步給出該結構改進方案以及改進的多相濾波數(shù)字下變頻結構的硬件實現(xiàn)方法.本文將多相濾波下變頻的并行結構應用到數(shù)字下變頻電路中,并在后繼的混頻模塊中也采用并行混頻的方式來實現(xiàn),不僅在一定程度上解決了二者之間的瓶頸問題,同時也大大提高了實時處理速度.經(jīng)過多相濾波下變頻處理后的數(shù)據(jù),在速率和數(shù)據(jù)量上都有大幅減少,達到了現(xiàn)有通用DSP器件處理能力的要求.另外,本人還用FPGA設計了實驗電路,利用微機串口,與實驗目標板進行控制和數(shù)據(jù)交換.利用FPGA的在線編程特性,可以方便靈活的對各種實現(xiàn)方法加以驗證和比較.
上傳時間： 2013-04-24
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