隨著世界能源危機(jī)的到來,太陽能光伏發(fā)電在能源結(jié)構(gòu)中正在發(fā)揮著越來越大的作用。而太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件并網(wǎng)逆變器的性能還需要進(jìn)一步提高。為了迎合市場上對高品質(zhì)、高性能、智能化并網(wǎng)逆變器的需求,我們將ARM+DSP架構(gòu)作為并網(wǎng)逆變器的控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)集成了ARM和DSP的各自的強(qiáng)大功能,使并網(wǎng)逆變器的性能和智能化水平得到了顯著提高。本論文是基于山東大學(xué)魯能實(shí)習(xí)基地“光伏并網(wǎng)逆變器項(xiàng)目”,目前已經(jīng)試制出樣機(jī)。本人主要負(fù)責(zé)并網(wǎng)逆變器控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)工作。本文主要研究內(nèi)容有: @@ 1.本并網(wǎng)逆變器采用了內(nèi)高頻環(huán)逆變技術(shù)。文中詳細(xì)分析了這種逆變器的優(yōu)缺點(diǎn),進(jìn)行了充分的系統(tǒng)分析和論證。 @@ 2.采用MATLAB/Simulink軟件對并網(wǎng)逆變器的控制算法進(jìn)行仿真,包括前級DC-DC變換的控制算法以及后級DC-AC逆變的控制算法。通過仿真驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)算法的可行性,對DSP程序開發(fā)提供了很好的指導(dǎo)意義。 @@ 3.本文將ARM+DSP架構(gòu)作為逆變器的控制系統(tǒng),并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的硬件控制系統(tǒng)。DSP控制板硬件系統(tǒng)包括AD數(shù)據(jù)采集、硬件電流保護(hù)、電源、eCAN總線,SPI總線等硬件電路。ARM板硬件系統(tǒng)包括SPI總線、RS232總線、RS480總線、以太網(wǎng)總線、LCD顯示、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、鍵盤等硬件電路。 @@ 4.本文設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了兩種最大功率點(diǎn)跟蹤控制算法:功率擾動觀察法或增量電導(dǎo)法;孤島檢測方法采用被動式和主動式兩種檢測方式,被動式所采用的方法是將過/欠電壓和電壓相位突變檢測相結(jié)合的方式,主動式采用正反饋頻率偏移法;為了實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)逆變器的輸出電流與電網(wǎng)電壓同頻同相,使用了軟件鎖相環(huán)控制技術(shù)。本文分別給出了以上各種算法的控制程序流程圖。 @@ 5.本文也給出了AD數(shù)據(jù)采集、eCAN總線、RS232、RS485、以太網(wǎng)、PWM輸出等程序流程圖,以及DSP和ARM之間的SPI總線通信程序流程圖。并且分別給出了ARM管理機(jī)控制系統(tǒng)主程序流程圖和DSP控制機(jī)控制系統(tǒng)主程序流程圖。 @@ 6.最后對并網(wǎng)逆變器樣機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析。結(jié)果顯示:該樣機(jī)基本上實(shí)現(xiàn)了本文提出的設(shè)計(jì)方案所應(yīng)完成的各項(xiàng)功能,樣機(jī)的性能比較理想。 @@關(guān)鍵詞:太陽能光伏;并網(wǎng)逆變器;SPWM; DSP; ARM
標(biāo)簽: ARMDSP 架構(gòu) 太陽能光伏
上傳時(shí)間: 2013-07-09
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轉(zhuǎn)矩的測量對各種機(jī)械產(chǎn)品的研究開發(fā)、測試分析、質(zhì)量檢驗(yàn)、安全和優(yōu)化控制等工作有重要的意義。現(xiàn)有的轉(zhuǎn)矩傳感器一般結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制造安裝困難。本文介紹了一種結(jié)構(gòu)簡單,測量精度高的新型轉(zhuǎn)矩傳感器——基于FPGA和單片機(jī)的光柵轉(zhuǎn)矩傳感器。 本文主要工作包括: 1、介紹了當(dāng)前轉(zhuǎn)矩傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀,分析了各種類型轉(zhuǎn)矩傳感器的特點(diǎn)和存在的不足。 2、介紹了光柵轉(zhuǎn)矩傳感器的工作原理,將光柵輸出的光電信號轉(zhuǎn)換成矩形波信號,通過分析旋轉(zhuǎn)軸的各種運(yùn)動對光電輸出信號的影響,得知兩路矩形波信號的相位與扭轉(zhuǎn)角的關(guān)系,從而得到系統(tǒng)測量方案,并推導(dǎo)出具體的測量計(jì)算公式。 3、構(gòu)建了系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺,主要由被測量主軸、光柵對機(jī)構(gòu)、光電裝置座三個(gè)部分構(gòu)成。 4、基于現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)和單片機(jī),完成系統(tǒng)硬件電路及軟件設(shè)計(jì)。 5、根據(jù)動態(tài)測量數(shù)據(jù)的時(shí)變性、隨機(jī)性、相關(guān)性和動態(tài)性等,研究了動態(tài)測量數(shù)據(jù)的處理方法。 6、對系統(tǒng)調(diào)試和實(shí)驗(yàn)。采取先對各個(gè)單元模塊獨(dú)立調(diào)試與實(shí)驗(yàn)的方法,對每個(gè)單元電路的性能進(jìn)行分析處理,然后進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試與實(shí)驗(yàn),并對傳感器進(jìn)行標(biāo)定。 7、對系統(tǒng)誤差進(jìn)行分析,并提出了改進(jìn)措施。
上傳時(shí)間: 2013-06-19
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智能化住宅小區(qū),是指在一定范圍內(nèi)通過有效的傳輸網(wǎng)絡(luò),將多元住處服務(wù)、物業(yè)管理、安防以及住宅智能化等系統(tǒng)結(jié)合在一起,為該小區(qū)的服務(wù)與管理提供高技術(shù)的智能化手段。從而實(shí)現(xiàn)快捷高效的超值服務(wù)管理和安全舒適的家居環(huán)境,使業(yè)主生活得更安全、更方便。 隨著國民經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)水平的提高,特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和控制技術(shù)的迅速發(fā)展,促進(jìn)了智能小區(qū)在我國的推廣和應(yīng)用。目前這些小區(qū)的智能化建設(shè)大多數(shù)是采用Lonworks、FF等現(xiàn)場總線技術(shù)。但是現(xiàn)場總線協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化程度還不成熟,且成本較高。隨著寬帶Internet進(jìn)入家庭,利用Internet來構(gòu)建智能小區(qū)已成為大勢所趨。 本文介紹了一種基于以太網(wǎng)和FPGA的嵌入式智能小區(qū)管理系統(tǒng)的組建方法。首先,以Altera的FPGA為核心,通過在外圍添加適當(dāng)?shù)拇鎯υO(shè)備和通信接口設(shè)備,構(gòu)成一個(gè)嵌入式系統(tǒng)的硬件平臺。其次,在此平臺的基礎(chǔ)上,通過在FPGA中定制Nios Ⅱ軟核處理器以及在外圍的Flash存儲器中下載uClinux操作系統(tǒng),從而構(gòu)建出一套資源豐富的嵌入式操作系統(tǒng)。該系統(tǒng)帶有一個(gè)網(wǎng)絡(luò)功能齊全的Web服務(wù)器。最后,將此操作系統(tǒng)作為智能小區(qū)的樓宇集中器,再根據(jù)需要配置適當(dāng)?shù)牟杉骱惋@示器,就可以組建成一套功能強(qiáng)大的智能小區(qū)管理系統(tǒng)。它可以完成圖像抄表、定時(shí)圖像采集、實(shí)時(shí)溫度監(jiān)控、樓宇廣播、智能語音報(bào)警等功能。 這種利用當(dāng)前流行的嵌入式系統(tǒng)來組建的智能小區(qū)管理系統(tǒng),不但實(shí)現(xiàn)簡單、功能強(qiáng)大;而且節(jié)約布線、成本低廉。因此具有很高的性價(jià)比,相信在未來有較大的市場潛力。 本文主要包括如下幾個(gè)部分:系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),包括系統(tǒng)的原理圖構(gòu)建和PCB板的繪制:系統(tǒng)核心處理器設(shè)計(jì),包括Nios Ⅱ軟核CPU的設(shè)計(jì)方法、外圍存儲和通信器件的添加及設(shè)計(jì)方法;嵌入式操作系統(tǒng)uClinux的相關(guān)知識及移植方法:系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),包括圖像采集、溫度采集、LCD顯示等CGI程序設(shè)計(jì),以及單片機(jī)語音報(bào)警程序設(shè)計(jì)等;最后給出了調(diào)試情況以及一些試驗(yàn)結(jié)果。
標(biāo)簽: FPGA 以太網(wǎng) 智能小區(qū)
上傳時(shí)間: 2013-04-24
上傳用戶:木末花開
本文以電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)課題為背景,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的π/4-DOPSK全數(shù)字中頻發(fā)射機(jī)和接收機(jī)。π/4-DQPSK廣泛應(yīng)用于移動通信和衛(wèi)星通信中,具有頻帶利用率高、頻譜特性好、抗衰落性能強(qiáng)的特點(diǎn)。 近年來現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)器件在芯片邏輯規(guī)模和處理速度等方面性能的迅速提高,用硬件編程實(shí)現(xiàn)無線功能的軟件無線電技術(shù)在理論和實(shí)用化上都趨于成熟和完善,因此可以把數(shù)字調(diào)制,數(shù)字上/下變頻,數(shù)字解調(diào)在同一塊FPGA上實(shí)現(xiàn),即實(shí)現(xiàn)了中頻發(fā)射機(jī)和接收機(jī)一體化的片上可編程系統(tǒng)(SOPC,System On Programmabie Chip)。 本文首先根據(jù)指標(biāo)要求對數(shù)字收發(fā)機(jī)方案進(jìn)行設(shè)計(jì),確定了適合不停車收費(fèi)系統(tǒng)的全數(shù)字發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的結(jié)構(gòu),接著根據(jù)π/4-DQPSK發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的理論,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的成形濾波器SRRC、半帶濾波器HB和定時(shí)算法并給出性能分析,最后給出硬件測試平臺上結(jié)果和測試結(jié)果分析。
標(biāo)簽: 4DQPSK FPGA 全數(shù)字
上傳時(shí)間: 2013-06-23
上傳用戶:chuckbassboy
論文提出了一種基于FPSLIC的下位機(jī)控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì),并且在嵌入式硬件和軟件的聯(lián)合調(diào)度之下予以實(shí)現(xiàn),并將該系統(tǒng)應(yīng)用于微小型無人直升機(jī)MUAV控制上。 微小型無人直升機(jī)體積小、重量輕、隱蔽性好、機(jī)動性強(qiáng)、易實(shí)現(xiàn)懸停和超低空飛行,因此在軍用和民用領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用前景。微小型無人直升機(jī)在空中執(zhí)行任務(wù)時(shí)需要實(shí)時(shí)獲得在空間的姿態(tài)和高度位置信息,然后通過調(diào)制舵機(jī)狀態(tài)來調(diào)整飛行器的空中姿態(tài),糾正飛行路線,而MUAV的飛控系統(tǒng)需要具有負(fù)荷輕,功能強(qiáng)大,實(shí)時(shí)性強(qiáng)以及低功耗的特點(diǎn),對嵌入式處理器要求較高,所以針對MUAV的控制采用上下位機(jī)聯(lián)合控制的結(jié)構(gòu)。并且由于目前現(xiàn)有的下位機(jī)控制器滿足不了MUAV控制發(fā)展的需求,所以本文中利用FPS[JC優(yōu)越的性能,實(shí)現(xiàn)了一種新的下位機(jī)控制器的設(shè)計(jì),具有體積小、重量輕、價(jià)格低、功耗低、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、可靠性高、擴(kuò)展性好等優(yōu)點(diǎn)的同時(shí),完成了基于PWM的舵機(jī)的控制和基于Kalman濾波的多傳感器的數(shù)據(jù)融合,以及上下位機(jī)之間的通訊等功能,具有較強(qiáng)的使用和應(yīng)用價(jià)值。 論文首先介紹了MUAV飛行控制的結(jié)構(gòu),以及下位機(jī)實(shí)現(xiàn)功能的模塊劃分。然后是對MUAV控制系統(tǒng)相關(guān)理論的介紹,包括舵機(jī)控制的原理和方法以及多傳感器數(shù)據(jù)融合的理論。 其次論文介紹了基于FPSLIC的下位機(jī)控制器系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)。在硬件設(shè)計(jì)上,給出了硬件總體設(shè)計(jì)方案,并對各個(gè)功能模塊進(jìn)行了詳細(xì)論述,軟件部分在給出了主要的框架和功能劃分后,主要介紹了利用FPSLIC的FPGA部分實(shí)現(xiàn)PWM控制和測量的模塊以及AVR部分對多傳感器信息進(jìn)行Kalman濾波融合的實(shí)現(xiàn)。 最后在實(shí)驗(yàn)室的汽油無人直升機(jī)的測試平臺上進(jìn)行了舵機(jī)控制和高度測試實(shí)驗(yàn),取得了滿意的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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針對目前光照補(bǔ)償后人臉圖像的識別率仍不夠理想這一問題,提出了一種基于模糊增強(qiáng)和小波包變換相結(jié)合的非均勻光照下人臉識別方法。將人臉圖像在對數(shù)域中計(jì)算二維小波包變換,通過舍棄部分子帶圖像中的系數(shù)來實(shí)現(xiàn)人臉
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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隨著世界能源危機(jī)的到來,太陽能光伏發(fā)電在能源結(jié)構(gòu)中正在發(fā)揮著越來越大的作用。而太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件并網(wǎng)逆變器的性能還需要進(jìn)一步提高。為了迎合市場上對高品質(zhì)、高性能、智能化并網(wǎng)逆變器的需求,我們將ARM+DSP架構(gòu)作為并網(wǎng)逆變器的控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)集成了ARM和DSP的各自的強(qiáng)大功能,使并網(wǎng)逆變器的性能和智能化水平得到了顯著提高。本論文是基于山東大學(xué)魯能實(shí)習(xí)基地“光伏并網(wǎng)逆變器項(xiàng)目”,目前已經(jīng)試制出樣機(jī)。本人主要負(fù)責(zé)并網(wǎng)逆變器控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)工作。本文主要研究內(nèi)容有: 1.本并網(wǎng)逆變器采用了內(nèi)高頻環(huán)逆變技術(shù)。文中詳細(xì)分析了這種逆變器的優(yōu)缺點(diǎn),進(jìn)行了充分的系統(tǒng)分析和論證。 2.采用MATLAB/Simulink軟件對并網(wǎng)逆變器的控制算法進(jìn)行仿真,包括前級DC-DC變換的控制算法以及后級DC-AC逆變的控制算法。通過仿真驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)算法的可行性,對DSP程序開發(fā)提供了很好的指導(dǎo)意義。 3.本文將ARM+DSP架構(gòu)作為逆變器的控制系統(tǒng),并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的硬件控制系統(tǒng)。DSP控制板硬件系統(tǒng)包括AD數(shù)據(jù)采集、硬件電流保護(hù)、電源、eCAN總線,SPI總線等硬件電路。ARM板硬件系統(tǒng)包括SPI總線、RS232總線、RS480總線、以太網(wǎng)總線、LCD顯示、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、鍵盤等硬件電路。 4.本文設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了兩種最大功率點(diǎn)跟蹤控制算法:功率擾動觀察法或增量電導(dǎo)法;孤島檢測方法采用被動式和主動式兩種檢測方式,被動式所采用的方法是將過/欠電壓和電壓相位突變檢測相結(jié)合的方式,主動式采用正反饋頻率偏移法;為了實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)逆變器的輸出電流與電網(wǎng)電壓同頻同相,使用了軟件鎖相環(huán)控制技術(shù)。本文分別給出了以上各種算法的控制程序流程圖。 5.本文也給出了AD數(shù)據(jù)采集、eCAN總線、RS232、RS485、以太網(wǎng)、PWM輸出等程序流程圖,以及DSP和ARM之間的SPI總線通信程序流程圖。并且分別給出了ARM管理機(jī)控制系統(tǒng)主程序流程圖和DSP控制機(jī)控制系統(tǒng)主程序流程圖。 6.最后對并網(wǎng)逆變器樣機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析。結(jié)果顯示:該樣機(jī)基本上實(shí)現(xiàn)了本文提出的設(shè)計(jì)方案所應(yīng)完成的各項(xiàng)功能,樣機(jī)的性能比較理想。
標(biāo)簽: ARMDSP 架構(gòu) 太陽能光伏 并網(wǎng)逆變器
上傳時(shí)間: 2013-07-10
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抽油機(jī)井工況監(jiān)測是石油生產(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)測系統(tǒng)應(yīng)用于油井工況監(jiān)測,可以降低工人勞動強(qiáng)度,提高生產(chǎn)效率和油田管理水平。針對目前已有油井工況監(jiān)測系統(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)動的一個(gè)周期中,光桿相對位移與載荷的對應(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)長期連續(xù)的監(jiān)測。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期連續(xù)監(jiān)測的問題,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)對所有示功圖數(shù)據(jù)的存儲、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)用于對工況傳感器進(jìn)行設(shè)置和標(biāo)定,并可以現(xiàn)場獲取示功圖。 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卡作為存儲器,增加了數(shù)據(jù)存儲容量和數(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。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)中繼單元組成無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò),采用ISM工作頻段,實(shí)現(xiàn)近距離無線通訊。數(shù)據(jù)中繼單元作為無線數(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)抽油井工況長期連續(xù)監(jiān)測,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,延長了電池的壽命;無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)與CDMA網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合,兼具無線數(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)簡便,取得了較好的效果。
標(biāo)簽: CDMA ARM 遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)
上傳時(shí)間: 2013-07-12
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隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和微電子技術(shù)的深入發(fā)展,嵌入式系統(tǒng)在各個(gè)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。以ARM和以FPGA為核心的嵌入式系統(tǒng)是當(dāng)前嵌入式研究的熱點(diǎn),而相關(guān)研究的開展需要功能強(qiáng)大的開發(fā)平臺支持,因此基于ARM和FPGA的開發(fā)平臺設(shè)計(jì)研究具有重要意義。 本文分別設(shè)計(jì)了一款基于PXA270的ARM開發(fā)平臺和一款基于Virtex5的FPGA開發(fā)平臺,主要針對電源管理、接口設(shè)計(jì)、板級時(shí)序等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究。在此基礎(chǔ)上利用PADS Logic設(shè)計(jì)工具完成了系統(tǒng)原理圖設(shè)計(jì),并借助Hyperlynx SI仿真工具,對PCB的板級設(shè)計(jì)問題進(jìn)行了分析,實(shí)現(xiàn)了平臺PCB的可靠設(shè)計(jì)。最后對平臺各模塊進(jìn)行了調(diào)試,通過在平臺上運(yùn)行操作系統(tǒng)并加載可執(zhí)行程序的方法驗(yàn)證了平臺整體功能。 本文的特色體現(xiàn)在以下三個(gè)方面: (1)結(jié)合PXA270處理器內(nèi)部的電源管理單元和MAX1586A集成電源管理芯片,實(shí)現(xiàn)了PXA270開發(fā)平臺的動態(tài)電源管理,有效降低了平臺功耗; (2)平臺實(shí)現(xiàn)了FF/BT/STUART、USB Host/Client、SD/MMC、AC'97、LCD和擴(kuò)展VGA、PCMCIA/CF等多種接口,具有良好的開發(fā)靈活性和通用性; (3)對開發(fā)平臺PCB板級走線中可能出現(xiàn)的反射、串?dāng)_、時(shí)序沖突等問題進(jìn)行評估,給出了布線約束方案,使系統(tǒng)可靠性得到有效提高。
標(biāo)簽: FPGA ARM 嵌入式開發(fā) 平臺設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間: 2013-07-06
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基于嵌入式技術(shù)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)可以達(dá)到動態(tài)、無死角的監(jiān)控目的,可以對一些特殊環(huán)境進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制,且不受濕度、溫度等條件的影響,廣泛應(yīng)用于軍事、交通、智能家居、醫(yī)療監(jiān)護(hù)等多個(gè)領(lǐng)域。可以解決傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)將圖像采集設(shè)備固定在一個(gè)地方而使監(jiān)控范圍有限,適用場合少等弊端。 本文設(shè)計(jì)了一款基于ARM和FPGA的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。首先在對遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)功能分析的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了以ARM為主控制器和FPGA為輔助控制器的硬件電路,采用ARM芯片控制圖像采集、速度采集、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)雀蓴_小的模塊,采用FPGA芯片控制電機(jī)驅(qū)動、舵機(jī)驅(qū)動、電池監(jiān)控等干擾大的模塊,大大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性;其次設(shè)計(jì)了基于WinCE操作系統(tǒng)的圖像采集、GPIO、PWM、外中斷EINT-19的流接口驅(qū)動程序;同時(shí)設(shè)計(jì)了基于WinCE操作系統(tǒng)的圖像采集及壓縮、網(wǎng)絡(luò)通信、車模速度采集的應(yīng)用程序;FPGA內(nèi)部邏輯電路采用Verilog語言完成電源監(jiān)控、舵機(jī)控制、直流電機(jī)控制等功能。 本系統(tǒng)集圖像采集和壓縮、運(yùn)動控制、網(wǎng)絡(luò)傳輸于一體。其圖像采集速度達(dá)30幀/秒,圖像分辨率達(dá)640x480,JPEG壓縮比達(dá)10:1,控制命令響應(yīng)時(shí)間為1s,網(wǎng)絡(luò)傳輸速率達(dá)10Mbps。其功能擴(kuò)展容易,功耗低,體積小,抗干擾能力強(qiáng),具有很好的市場前景。關(guān)鍵詞:winCE;S3C2440A;FPGA;遠(yuǎn)程監(jiān)控;流接口驅(qū)動
標(biāo)簽: FPGA ARM 遠(yuǎn)程監(jiān)控 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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