隨著科學技術的進步,電腦互聯網的普及,傳統糧倉人工監控的方式正在被更加方便和高精確度的檢測控制系統所替代。在單機局部檢測控制的基礎上,利用互聯網技術將整個糧倉測控系統集成在一起,通過網頁訪問方式,糧倉管理人員能夠更快更好地了解糧倉具體環境指標,各項溫濕度,氣體含量并通過控制電機等方式對環境各參數進行控制。 本文提出并設計了一套以ARM嵌入式開發板為核心的現代糧情測控系統。嵌入式糧情測控系統在傳感器采集到信號,進行處理后,將數據顯示在網頁和嵌入式開發板液晶屏上,通過TCP/IP協議,使用IE瀏覽器就可以在線查看實時數據,并且可以保存和打印數據,另外還可以通過網頁控制電機等設備工作。該系統硬件平臺使用ARM9微處理器S3C2410,以核心板和底板的方式組成,可以采集多路模擬和數字信號;支持標準RS232接口和USB通信接口;采用液晶顯示屏和觸摸屏的人機交互接口,為操作人員提供了良好的監控界面;軟件系統使用嵌入式Linux操作系統,通過交叉編譯模式,使用C語言編寫移植傳感器驅動和電機控制程序,使用Boa嵌入式WEB服務器和SQLite數據庫搭建遠程監控系統,使用MiniGUI圖形軟件系統編寫了終端界面程序,完成了人機交互界面的設計。 本文第一章綜合介紹了課題研究背景及嵌入式糧情測控系統的設計方案。第二章概述了嵌入式糧情測控系統的設計,包括嵌入式系統的特點及其軟硬件組成部分,以及系統設計中選用的各種傳感器及電機驅動器等。第三章詳細闡述了嵌入式糧情測控系統的實現,包括嵌入式系統軟件開發流程,傳感器和電機的驅動及控制程序,以及嵌入式WEB遠程監控系統的設計實現。第四章介紹了MiniGUI軟件界面的設計以及應用程序的設計。 論文最后對本課題的完成情況做了總結和評價,并且為本課題的發展提出了建議。
上傳時間: 2013-04-24
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臭氧(O3)作為一種無污染的強氧化劑,已在醫學、衛生、食品、飼養業、養殖業、化工生產、大氣凈化、污水處理和飲用水殺菌消毒等行業廣泛應用,取得了顯著效果,其應用規模也越來越大。在使用中,如果臭氧濃度過高會加大設備造價同時對人體有危害,臭氧濃度太小又難以收到滿意效果。因此在很多場合必須嚴格控制臭氧的濃度,以便達到既能殺菌消毒,又不危害人體健康的目的。目前,臭氧檢測的方法分為兩類,一類是采樣后實驗室分析,首先進行環境空氣的樣品采集,然后拿到實驗室利用化學方法進行分析;一類是自動監測儀器法,利用臭氧自動監測儀進行環境空氣中臭氧濃度的測定。然而在對臭氧消毒后空氣中臭氧濃度檢測的過程中,以上兩種方法具有檢測周期長、操作步驟復雜、設備體積大、不便于攜帶等缺點。因此設計一種檢測方法簡單、體積小、重量輕、低功耗、智能化程度高的便攜式臭氧濃度檢測儀具有一定的現實意義。 在硬件設計上,首先,為了完成臭氧濃度信號的提取,對臭氧傳感器進行了精心的選擇;其次,為了保證傳感器穩定可靠的工作,重點設計了恒電位儀電路,同時為了滿足后續A/D檢測精度的要求,對檢測到的電壓信號進行了調理;最后,為了實現系統的基本功能,以ARM微處理器LPC2210為核心搭建了系統的硬件平臺。 在軟件設計上,為了提高系統的智能化程度,引入了μC/OS-Ⅱ操作系統。同時為了減少系統功耗盡量縮短CPU的運行時間。當儀器無人操作一段時間后,系統會自動關閉一部分外圍器件并且使微處理器處于掉電狀態以減少功耗。 在操作的可靠性方面,設計了一鍵開機功能;同時為了延長電池的使用壽命,設計了電源智能管理模塊。
上傳時間: 2013-05-21
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在工業過程中,許多對象具有滯后特性,由于純滯后的存在,使得系統的超調量變大,調節時間變長。因此滯后過程被公認為較難控制的對象,而且純滯后占整個動態過程的時間越長,難控的程度越大。所以大純滯后對象的控制一直是困擾自動控制和計算機應用領域的一大難題。而這類對象又廣泛存在于石油、化工、釀造、制藥、冶金等工業生產過程中。因此對該問題的研究具有重大的實際意義。 傳統的PID配合Smith預估補償器的控制方法,對模型誤差反映比較靈敏,當存在建模誤差或干擾時,控制效果并不能取得令人滿意的效果。近年來隨著模糊控制、神經網絡控制等智能控制研究的不斷深入,有些學者將它們與Smith預估控制、PID控制及預測控制等相結合,提出了針對不確定大滯后系統的新的控制方法。雖然有些控制方案效果不錯,但系統的復雜程度和調試難度也隨之增加。因此設計簡單、快速、可靠的控制器,仍是一個重大課題。 本文首先介紹了大滯后過程的控制特點,概述了常用的大滯后過程的控制方法及其優缺點。接著概要地介紹了嵌入式系統的優點、發展歷史、現狀及前景。并針對性地介紹了ARM控制器的概況以及它的應用領域。然后本文針對大滯后對象提出了自抗擾控制器與Smith預估補償器相結合的設計方案。通過仿真對比了本方案、PID配合Smith預估補償器及單一的自抗擾控制器的控制效果,表明自抗擾控制器與Smith預估補償器的結合有效地改善了大滯后對象的控制效果,增強了系統的魯棒性和抗干擾能力。為驗證該控制方案的實際控制效果,我們以PCT-II型過程控制實驗裝置中的具有大滯后特性的盤管內部的溫度為被控對象,以JX44BO開發板作為主要的控制平臺設計并完成大滯后控制實驗。所以接下來本文介紹了實現這個嵌入式溫度大滯后控制系統所涉及到的硬件平臺、系統框圖以及實驗內容。然后本文介紹了嵌入式控制平臺的控制界面以及各個主要功能的程序的實現,以及遠程客戶端程序在以太網通訊方面的程序實現和遠程客戶端程序的操作界面。最后本文給出了本次實驗的參數設置以及最終的實驗結果。實驗結果表明在實際應用中本文所提出的方案對于大滯后對象具有較好的控制效果。
上傳時間: 2013-06-11
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針對現代中低壓電網電能質量的監測及諧波治理的需要,論文綜合運用嵌入式技術、現代信號處理技術、虛擬儀器技術設計了一種新型低功耗、集成化的電網參數監測儀。此系統實現了對三相電網相/線電壓、電流、有功功率、無功功率、視在功率、電網頻率、功率因數以及三相電壓、電流的31次以內諧波的實時監測。 論文分析了基于微處理器的電力系統基本參數的測量原理;對被測信號的交流參量通過抽樣方法獲得,由多點的抽樣數據統計得到的結果可以減小隨機誤差的影響;基于DFT和FFT的諧波測量原理,將FFT應用于諧波分析獲得信號的頻域參數;針對諧波測量中的混疊誤差設計了二階抗混疊濾波器;分析了非同步采樣和對非時限信號的截斷造成的頻譜泄露和柵欄效應及其對諧波測量精度的影響。討論了常用的幾種窗函數對頻譜泄漏的抑制作用,在此基礎上選擇加海明窗對采樣信號進行處理;針對DDS具有高精度頻率合成的特點,將其應用到電網信號的采樣上,提高了采樣的同步性,使得測量精度滿足了系統的要求。上述方法需要大量快速的迭代運算,系統微處理器選用了32位ARM芯片LPC2132,提高了系統的數據處理能力和實時性。系統供電電源采用了開關電源、減小了體積,提高了效率;完成了下位機數據采集部分、二階抗混疊濾波器、測頻電路及通信模塊電路的設計;最后介紹了軟件設計部分,主要包含了數據采集的實現過程,FFT程序的設計,給出了各部分程序的流程圖;系統上位機軟件設計了電網數據處理程序,該軟件以LabWindows/CVI6.0為開發平臺,利用CVI豐富的庫函數,完成對數據的處理、顯示和記錄等工作,并采用雙線程運行模式,在數據采集和處理的同時完成了顯示、命令的發送和運行曲線等功能。 按上述方案設計的樣機經過三次電路制作與軟件調試,主要技術參數達到了設計要求,通過了實驗室測試,目前正在電力系統諧波治理系統中進行工業實驗。
上傳時間: 2013-04-24
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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
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目前嵌入式系統在工業控制和智能家電方面運用地越來越廣泛,嵌入式系統應用于安防報警產品,使安防報警產品越來越智能化。未來產品技術將朝著數字化、無線化、集成化方向發展,因此本文設計了一個基于嵌入式系統的安防報警器。 嵌入式防盜報警系統,由可編程主機、遙控器、各種防盜、防搶探測器組成,可通過局域網與小區的監控中心連接,組成一套有線安全防范網絡。一旦發生情況,能把報警信息通過通訊網絡瞬間遠程傳輸到用戶設定的電話、手機、傳呼機。同時向監控中心報告,監控中心電腦確定發生警情的地址,及時調動人員作出快速處理。 本文設計以32位ARM920T處理器s3C2410A為主控芯片,操作系統采用嵌入式LINUX操作系統。本文詳細闡述一下幾點: (1)研究了GSM MODEM的數據傳輸的特點和工作原理,熟悉控制短信貓的AT指令;分析了煙霧、防盜、煤氣等傳感器的性能指標和門限數據。為下面的系統的設計與研究提供了必要的理論基礎。 (2)建立硬件開發平臺,對ARM處理器平臺的集成功能進行了研究。其中重點研究了ARMS3C2410處理器,對其性能進行了分析;對處理器的內存設計進行的分析;對所應用的串口電路進行了詳細的研究。 (3)采用了嵌入式Linux系統作為操作系統,對Linux系統的內核和文件系統作了進一步的研究。詳細研究了Linux系統的bootloader的功能以及它的編譯與燒寫;Linux內核的剪切、編譯和燒寫;Linux文件系統的編譯與燒寫;加載Linux各種服務,比如NFS協議服務。為系統開發搭建了軟件平臺。 (4)ARM處理器與GSM MODEM通過串口進行數據傳輸的軟件設計;ARM處理器與監控中心的網絡傳輸的軟件設計。本系統實現了Linux系統串口和網口進行數據的傳輸,并對系統性能進行了測試,測試表明平臺達到設計要求,性能穩定。
上傳時間: 2013-04-24
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近年來,隨著世界上汽車保有量的快速增長,不可避免的帶來了交通擁擠、交通事故、廢氣的排放等問題。這些問題促使人們開始致力于研究智能交通系統(ITS),以此來保障交通安全,提高交通運輸效率,方便出行。 車載導航系統是智能交通系統ITS最后發布的環節,它集先進的全球衛星定位技術、地理信息技術、數據庫技術、多媒體技術、現代通信技術與嵌入式計算機系統于一體,實現車輛定位、車輛導航、實時信息發布等功能,為駕駛者提供便捷的服務,幫助駕駛者準確、安全、快速地到達目的地。隨著汽車工業的快速發展以及對智能化交通的需求加深,研究適合中國國情的車載導航系統,有著極其重要的意義。 本論文針對車載導航系統要求成本低、體積小、功耗低、性能可靠等問題,設計了基于S3C2440A芯片的嵌入式Linux車載導航系統,建立了相應的硬件平臺和軟件平臺,實現車載導航系統的定位查詢、最優路徑查詢等功能。論文的主要工作如下: (1)深入研究智能交通動態信息平臺的構架、作用,根據平臺需要車載導航系統實現的功能,以及系統所要滿足的價格低、體積小、功耗低、性能可靠等指標,提出了嵌入式車載導航系統的整體設計構架。選擇使用三星公司32位嵌入式微處理器S3C2440A來搭建系統硬件平臺,使用Linux操作系統來進行車載導航系統應用程序的開發。 (2)圍繞S3C2440A芯片的性能結構,構建了系統硬件平臺的整體框架。根據系統所需要的性能,對框架中的存儲模塊、GPS模塊、GPRS模塊以及外圍接口等進行了選型設計。 (3)建立Linux操作系統的開發環境,完成BootLoader移植,實現了在S3C2440A芯片上的移植,最后研究了車載導航系統的程序設計與開發。 (4)論文的創新點之一在于設計的車載導航系統是動態交通信息平臺中的發布環節,通過GPRS通信,它能夠提供實時動態交通信息,并能進行最優路徑查詢,最大限度地實現了交通信息資源的共享。 (5)另外的創新點在于充分考慮成本和性能的基礎上,選用了S3C2440A芯片來構建系統硬件平臺。它預留了多媒體接口、相機接口、音頻接口、網絡接口等可以豐富車載導航系統的功能。 本文所研發的嵌入式車載導航系統經實驗室調試,結果表明基本實現了設計要求。
上傳時間: 2013-04-24
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視頻監控系統是安全防范系統的組成部分,它是一種防范能力較強的綜合系統。視頻監控以其直觀、方便、信息內容豐富而廣泛應用于許多場合。嵌入式視頻監控系統是以應用為中心、軟硬件可裁減的、適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積等綜合性嚴格要求的專用計算機系統,亦即為監控系統量體裁衣的專用計算機系統。嵌入式視頻監控系統主要由嵌入式處理器、相關支撐硬件、嵌入式操作系統及應用軟件系統等組成,它是集軟硬件于一體的可獨立工作的“器件”。在視頻監控上的嵌入式應用將是視頻監控領域的一個重要發展方向。 論文首先闡述了嵌入式網絡視頻監控系統的發展、現狀以及整體構建,然后介紹了嵌入式Linux操作系統以及ARM處理器的發展情況,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操作系統下的USB驅動程序的開發進行了研究。本文重點討論了圖像采集、編碼和網絡通信程序的設計原理與實現。最后進行了系統整體測試,并提出進一步開發設想。 本文的研究結果具有較大的工程實際意義,對于基于IP技術的各種視頻通信應用具有一定的參考價值。
上傳時間: 2013-06-28
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我公司根據市場實際需求研制生產的DTD433工業級無線數傳模組提供高穩定、高可靠、低成本的數據傳輸,它提供了透明的RS232/RS485接口,具有安裝維護方便、繞射能力強、組網結構靈活、大范圍覆蓋等特點,適合于點多而分散、地理環境復雜等應用場合。它的工業級電路設計及精美外殼方便其能夠應用于電力高壓等惡劣的工業環境,穩定可靠地服務于環境要求十分苛刻的軍工、地震、水利、工業等現場。工作在ISM 頻段,用戶無需申請頻率牌照即可使用。DTD433系列無線數傳模組廣泛應用于無線數傳領域,典型應用包括遙控、遙感、遙測系統中的數據采集、檢測、報警、過程控制等環節。
上傳時間: 2013-05-26
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隨著電力電子技術的發展,模塊化程度低、缺乏靈活性、設計復雜、標準化程度低等因素日益成為制約其發展的瓶頸。而電力電子結構塊(PEBB)正是為解決以上問題而提出的方法。因此研究利用PEBB來組建功率變換器具有一定的優勢和重要的意義。 本文將電子技術和計算機技術等領域先進的、成熟的集成相關的技術應用于電力電子系統集成中,對電力電子系統集成中的操作系統、分布式控制技術和通信技術進行了研究。 將電力電子系統進行結構劃分,分為PEBB功率部分和通用控制部分。對于功率部分,采用分立元件設計了一個半橋PEBB,包括主電路、保護電路、驅動電路、吸收電路和濾波電路等。在分析和對比了各種通信接口后選擇具有“即插即用”功能的通用串行接口(USB)做為PEBB的數字通信接口。對于通用控制部分,選用具有高性價比的ARM7芯片S3C44B0X做為核心處理單元,輔以相應的外圍電路。采用USB主機控制芯片使其具有類似USB主機的功能,實現與PEBB的通信和方便“即插即用”的管理。在軟件設計上引入實時操作系統UC/OS-Ⅱ,采用多任務系統的形式,滿足電力電子操作系統實時性的要求。然后,用兩個半橋PEBB和一個通用控制器組成了一個單相全橋電壓逆變器,分析和解決PEBB之間的同步等問題。最后給出并分析了實驗結果。 通過上述工作,驗證了PEBB對解決當前電力電子技術系統集成問題的可行性,為后續研究打下基礎。
上傳時間: 2013-07-12
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