近年來，嵌入式技術(shù)發(fā)展迅速，已經(jīng)滲透到工業(yè)控制、智能設(shè)備以及電子消費品等人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€領(lǐng)域，而Internet技術(shù)也取得了巨大的發(fā)展，為人們所廣為接受，于是嵌入式技術(shù)和Internet技術(shù)相結(jié)合形成的嵌入式Internet技術(shù)適時地出現(xiàn)了，并且成為實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制、信息共享的關(guān)鍵技術(shù)。 本文首先闡述了課題研究的背景、目的和意義，以及嵌入式TCP/IP協(xié)議棧研究的現(xiàn)狀，然后分析了嵌入式操作系統(tǒng)μ C/OS-Ⅱ的工作原理并描述了把它移植到LPC2210上的過程，為嵌入式TCP/IP協(xié)議棧實現(xiàn)提供了操作系統(tǒng)支持。接著，針對嵌入式協(xié)議棧的特殊需求，詳細(xì)分析并采用了零拷貝技術(shù)、跨層技術(shù)等對LwIP協(xié)議棧進(jìn)行了有效的裁剪和優(yōu)化，結(jié)合μ C/PS-Ⅱ設(shè)計了一種緊湊的協(xié)議棧工作模型和內(nèi)存管理機(jī)制。并且結(jié)合μ C/OS-Ⅱ設(shè)計了協(xié)議棧的工作模型和內(nèi)存管理機(jī)制。在驅(qū)動程序的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了對LwIP中的IP協(xié)議、ARP協(xié)議、ICMP協(xié)議、UDP協(xié)議和TCP協(xié)議等幾個協(xié)議棧的裁剪和優(yōu)化。并分析了它們的安全漏洞及基于這些漏洞的攻擊方式，在這個基礎(chǔ)上提出了如攻擊檢測算法等填補(bǔ)漏洞和抵抗攻擊的一些技術(shù)和措施。最后在目標(biāo)板上成功移植了優(yōu)化后的LwIP。 本文同時還設(shè)計了一種能夠提供足夠多軟定時器資源的算法。在不需要操作系統(tǒng)支持的情況下，軟定時器可以給多任務(wù)的系統(tǒng)提供足夠的定時服務(wù)，而且不影響中斷處理時間。并且具有自動回調(diào)功能，啟動一次以后就可自動調(diào)用定時器。此軟定時器使用方便且易移植，大大方便了本課題多次使用定時器的需要。課題結(jié)合具體項目“蓄電池狀態(tài)記錄儀的設(shè)計”，分析了它的各個功能模塊，設(shè)計了其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。對各個功能模塊的設(shè)計與實現(xiàn)進(jìn)行了代碼編寫和測試，借助于TFTP服務(wù)器實現(xiàn)了基于協(xié)議的嵌入式目標(biāo)板和PC機(jī)間的網(wǎng)絡(luò)通信。 本課題經(jīng)過幾個月的軟硬件設(shè)計和現(xiàn)場測試，已實現(xiàn)了最初的設(shè)計目標(biāo)。構(gòu)建出了實驗硬件平臺和一個多任務(wù)多協(xié)議的基本實時系統(tǒng)框架。以后的開發(fā)者可以不必深入了解μ C/OS-Ⅱ?qū)崟r操作系統(tǒng)和嵌入式TCP/IP協(xié)議棧的情況下就可以方便的創(chuàng)建一個嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，并能在平臺上開發(fā)其它的應(yīng)用任務(wù)，為以后的研究提供了參考并奠定了基礎(chǔ)。
標(biāo)簽： TCPIP ARM 輕量級 協(xié)議棧
上傳時間： 2013-04-24
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我國是世界上設(shè)施農(nóng)業(yè)面積最大的國家，設(shè)施面積占世界總面積的70-80％。目前國內(nèi)設(shè)施溫室應(yīng)用的主要環(huán)境參數(shù)采控系統(tǒng)大多為進(jìn)口產(chǎn)品，這些產(chǎn)品技術(shù)含量高，采控效果好，但相對價格較高，通常適用于現(xiàn)代化的大型或高檔連棟溫室。少數(shù)國產(chǎn)品牌無論技術(shù)水平還是采控效果均不甚理想，尤其缺少能夠適用于我國常見的中小型日光溫室的低成本智能采集控制裝置。本文基于國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863計劃)課題“設(shè)施農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)生產(chǎn)技術(shù)系統(tǒng)構(gòu)建與應(yīng)用”，對設(shè)施溫室環(huán)境和生物信息數(shù)據(jù)采集、傳輸、備份、調(diào)控問題進(jìn)行了研究。 論文分析了目前國內(nèi)中小型日光溫室環(huán)境監(jiān)控需求，提出并實現(xiàn)了一套網(wǎng)絡(luò)型設(shè)施農(nóng)業(yè)日光溫室智能控制系統(tǒng)從硬件到軟件的完整方案。主要研究工作如下： (1) 開發(fā)了面向常用環(huán)境信息傳感器和生物信息傳感器的數(shù)據(jù)采集模塊，該數(shù)據(jù)采集模塊具有可定制、可擴(kuò)展的特點。 (2) 開發(fā)了基于CF卡的數(shù)據(jù)備份及存儲模塊，為實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的大容量存儲和本地化自主控制提供了基礎(chǔ)。 (3) 構(gòu)建了傳感器數(shù)據(jù)的局域傳輸網(wǎng)絡(luò)和以太網(wǎng)絡(luò)接口，滿足了節(jié)點環(huán)境參數(shù)及視頻信息寬帶傳輸與溫室集中監(jiān)控的需要。 (4) 開發(fā)了面向中小型日光溫室的可擴(kuò)展核心設(shè)備管理模塊，實現(xiàn)了在決策服務(wù)器支持下的環(huán)境參數(shù)本地自主調(diào)控。 (5) 移植了嵌入式操作系統(tǒng)、開發(fā)了設(shè)備驅(qū)動程序，使用戶可以靈活方便地調(diào)用板載設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)的二次定制開發(fā)。 (6) 對系統(tǒng)軟件、硬件進(jìn)行了模擬調(diào)試和現(xiàn)場實驗，驗證了系統(tǒng)在設(shè)施溫室環(huán)境采控中的各項功能。 論文結(jié)構(gòu)如下：首先分析了課題的研究背景、意義、研究現(xiàn)狀和相應(yīng)關(guān)鍵技術(shù)；然后在溫室控制的需求分析上提出了智能控制系統(tǒng)的方案；接著給出了智能PAC系統(tǒng)子/主節(jié)點的硬件設(shè)計及實現(xiàn)，給出了基于U-BOOT與uClinux的智能PAC系統(tǒng)軟件設(shè)計和驅(qū)動開發(fā)；其次設(shè)計了實驗平臺對智能PAC系統(tǒng)進(jìn)行仿真調(diào)試和現(xiàn)場實驗。論文最后展望了我國設(shè)施農(nóng)業(yè)溫室環(huán)境監(jiān)控的發(fā)展。 現(xiàn)場實驗表明，該智能PAC系統(tǒng)解決了日光溫室環(huán)境和生物信息數(shù)據(jù)采集、傳輸、備份問題，并且具有可定制化、可編程、運行穩(wěn)定可靠的特點，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計要求。
標(biāo)簽： ARM 設(shè)施農(nóng)業(yè) 網(wǎng)絡(luò) 可編程
上傳時間： 2013-04-24
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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(yīng)用十分廣泛。但由于應(yīng)用領(lǐng)域的不同，功能上差別很大，系統(tǒng)的控制要求及關(guān)心的控制對象也不相同。數(shù)字PID控制比連續(xù)PID控制更為優(yōu)越，因為計算機(jī)程序的靈活性，很容易克服連續(xù)PID控制中存在的問題，經(jīng)修正而得到更完善的數(shù)字PID算法。本文以三相全控整流橋阻性負(fù)載為實際電路，控制主電路電壓，旨在提出一種智能數(shù)字PID控制系統(tǒng)的設(shè)計思路，并給出了詳細(xì)的硬件設(shè)計及初步軟件設(shè)計思路。 PID控制系統(tǒng)采用高性能、低功耗的ARM微處理器S3C44BO作為核心處理單元，內(nèi)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(jī)接口；串口作為通信模塊實現(xiàn)了上位機(jī)的監(jiān)控。采用芯片內(nèi)部自帶的PWM模塊，輸出16M Hz PWM信號并經(jīng)過一階低通濾波器得到0～5V的控制信號用于觸發(fā)主電路控制器，實現(xiàn)PID整定。 軟件方面，分析和研究了uC/OSⅡ的內(nèi)核源碼，實現(xiàn)了其在32位微處理器上的移植，作為管理各個子程序執(zhí)行的系統(tǒng)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(shù)字PID算法，采用規(guī)一化算法進(jìn)行參數(shù)選取。上位機(jī)部分采用了C＃語言進(jìn)行編寫。另外，采用了RTC（Real Time Clock）作為系統(tǒng)時鐘，可以實現(xiàn)系統(tǒng)的定時運行、定時模式切換等。在上位機(jī)上也可以方便的控制程序的執(zhí)行，實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。 在論文的最后詳細(xì)的介紹了智能PID控制系統(tǒng)在三相全控橋主電路中的具體應(yīng)用?？偨Y(jié)了調(diào)試中遇到的問題，對今后工作中需要進(jìn)一步改善和探索的地方進(jìn)行了展望。
標(biāo)簽： ARM PID 控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-08-01
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近年來，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，消費電子產(chǎn)品(Consumer Electronics)已與計算機(jī)(Computer)、通信(Communication)兩項產(chǎn)品的技術(shù)結(jié)合在一起，成為目前所統(tǒng)稱的3C產(chǎn)品，并使家用電子電器產(chǎn)品步向智能家居的方向。但是目前大多數(shù)智能家居系統(tǒng)其控制器一般由8位或16位的單片機(jī)控制，其控制功能比較簡單，很難實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化和無線傳輸，對于未來的智能家居系統(tǒng)的擴(kuò)展性也比較有限。本文針對目前國內(nèi)智能家居系統(tǒng)的局限性，提出一種基于嵌入式處理器ARM平臺以及以太網(wǎng)和GPRS網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的智能家居系統(tǒng)，它不僅能對小區(qū)內(nèi)住宅的安全狀況進(jìn)行實時監(jiān)控，還能實現(xiàn)家用電器的遠(yuǎn)程控制、“三表”(即水表、電表、燃?xì)獗?的遠(yuǎn)程抄送。同時該系統(tǒng)還提供了規(guī)范的串行通信接口，對于未來的系統(tǒng)的擴(kuò)展提供了廣闊的空間。 本文首先詳細(xì)的介紹了ARM處理器及嵌入式操作系統(tǒng)uClinux的發(fā)展概況，接著討論了GPRS網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的工作原理，最后給出了智能家居控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計。該智能家居系統(tǒng)的硬件主要包括ARM主控模塊的選型、報警I/O電路設(shè)計、以太網(wǎng)接口電路設(shè)計、圖像處理模塊電路和“三表”的串行口電路組成。軟件上主要包括uClinux在S3C4510上的移植、圖像采集與壓縮程序、以太網(wǎng)驅(qū)動及通訊程序、RS-485串行接口程序、GPRS網(wǎng)絡(luò)通信程序和報警I/O接口程序。 該系統(tǒng)主要部分包括小區(qū)內(nèi)住宅的安防監(jiān)控，GPRS無線智能家電的遠(yuǎn)程控制和無線報警以及抄表的遠(yuǎn)程傳送。利用當(dāng)前較為成熟的GPRS技術(shù)和以太網(wǎng)實現(xiàn)對小區(qū)內(nèi)用戶進(jìn)行集中安防監(jiān)控與管理，同時給出了系統(tǒng)的功能和結(jié)構(gòu)以及硬件原理框圖和軟件設(shè)計思路及主要程序。
標(biāo)簽： ARM 智能家居控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-07-12
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IEEE 1451 是一種從傳感器或執(zhí)行器到微處理器及網(wǎng)絡(luò)之間的硬件和軟件接口標(biāo)準(zhǔn)。本文根據(jù)1451.1 標(biāo)準(zhǔn)，研制面向Internet的網(wǎng)絡(luò)化智能機(jī)器人手爪傳感器系統(tǒng)，并給出硬件設(shè)計框圖和軟件流程。
標(biāo)簽： 1451.1 IEEE 網(wǎng)絡(luò)化智能 傳感器設(shè)計
上傳時間： 2013-08-03
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本文完成了基于HART 的智能現(xiàn)場實時控制通信系統(tǒng)的設(shè)計。在硬件方面，本系統(tǒng)由四大模塊組成:鍵盤輸入模塊、通信模塊、DSP 和顯示模塊。其中，數(shù)字信號處理器是該硬件系統(tǒng)的主要部分。它由TMS3
標(biāo)簽： HART 實時控制 通信系統(tǒng)
上傳時間： 2013-05-20
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設(shè)計并實現(xiàn)具有硬件濾波空氣清新器的信息采集系統(tǒng)，根據(jù)空氣的復(fù)雜性以及隨機(jī)性，結(jié)合自適應(yīng)濾波器的原理，提出一種新的空氣信息采集系統(tǒng)設(shè)計方法。該方法利用最小均方(LMS)自適應(yīng)濾波器進(jìn)行軟件濾波，針對空氣
標(biāo)簽： LMS 自適應(yīng)濾波器 信息采集 系統(tǒng)設(shè)計
上傳時間： 2013-06-14
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在基于工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線技術(shù)的集散控制系統(tǒng)中，對智能測控模板— 熱電偶(TC)信號輸人模板進(jìn)行了設(shè)計與研究。首先對該現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能進(jìn)行介紹和分析，然后給出了熱電偶信號輸人模板的設(shè)計與具
標(biāo)簽： 現(xiàn)場總線 控制系統(tǒng) 智能測控 模板
上傳時間： 2013-04-24
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針對自己開發(fā)的液位控制系統(tǒng)參數(shù)難以調(diào)整的問題，本文提出了一種智能PID 的液位控制方法。智能PID 控制算法是在常規(guī)PID 控制算法的基礎(chǔ)上，根據(jù)前人和專家的經(jīng)驗以及操作人員的實際經(jīng)驗，針對具有大滯后
標(biāo)簽： PID 算法 液位控制系統(tǒng) 中的應(yīng)用
上傳時間： 2013-07-31
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目前國內(nèi)的大多數(shù)通用直流電參數(shù)測量設(shè)備，精度等級一般為0.5級或0，2級，精度更高的測量儀表(校表)一般為0.1～0.05級。而數(shù)字儀表使用的CPU大多數(shù)仍采用8位或16位單片機(jī)，由于其處理速度慢，不易實現(xiàn)更多的功能。軟件上還是采用匯編語言編程，流程上沿用傳統(tǒng)的線性程序，不便于軟件的升級和維護(hù)。而國外高精度的測量設(shè)備往往價格很高。為了更好地滿足計算過程中準(zhǔn)確性、精確性、快速性以及日后客戶對儀表功能上的升級要求，克服目前國內(nèi)現(xiàn)行的直流電參數(shù)測量儀器存在的局限，同時獲得更高的性價比，本文在充分分析和吸收當(dāng)前國內(nèi)外數(shù)字儀表的先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗后，研制了一種基于32位ARM和嵌入式實時操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ的智能直流校驗表，精度已達(dá)到了0.05級，該儀器是目前國內(nèi)直流電參數(shù)測量的最高性能儀器之一，可廣泛用于實驗室、計量院所、電力系統(tǒng)等部門作為0.1級、0.05級直流電壓、電流測量標(biāo)準(zhǔn)或現(xiàn)場檢測。 本文首先對直流表的各種測量功能和精度要求進(jìn)行了分析，提出了儀器的總體框架和滿足測量精度要求的措施。本裝置硬件上采用ARM結(jié)構(gòu)，以恩智浦公司的ARM微控制器(LPC2134)為控制核心，實現(xiàn)測量、校準(zhǔn)、通信和顯示功能。軟件上則基于嵌入式實時操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ進(jìn)行了儀表的總體程序設(shè)計。 在介紹了對直流表硬件電路的設(shè)計及驅(qū)動程序的編寫后，再簡單闡述了μC/OS-Ⅱ的一些基本概念和在ARM微控制器(LPC2134)上的移植，并詳細(xì)介紹了基于μC/OS-Ⅱ平臺應(yīng)用程序的任務(wù)劃分，在設(shè)計了全部程序后，探討了誤差的分類和產(chǎn)生原因，并對實驗結(jié)果進(jìn)行了分析。
上傳時間： 2013-06-25
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