隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)以其功能強大、可靠性高、體積小、功耗低等諸多優(yōu)點，適應了社會信息化、網(wǎng)絡化、智能化的發(fā)展需求，比一般的通用PC系統(tǒng)具備更大的優(yōu)越性，在各行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)獲得了廣泛的應用。GPS定位導航技術(shù)與計算機技術(shù)的融合在近幾年來現(xiàn)代信息通信領(lǐng)域內(nèi)發(fā)展迅速。 目前，GPS定位導航技術(shù)主要應用于大地測量與車輛定位領(lǐng)域，個人應用方面相對較欠缺。因此，發(fā)展應用于個人的手持GPS定位導航系統(tǒng)擁有廣泛的市場空間。鑒于這種情況，本文設計開發(fā)了一款基于ARM處理器與GPS接收模塊的手持定位導航系統(tǒng)，系統(tǒng)通過采用功能強大、成本低廉的嵌入式Linux操作系統(tǒng)，充分發(fā)揮ARM處理器的高性能低功耗特點，提升了系統(tǒng)特性。 論文的主要內(nèi)容： 1．分析了GPS定位導航技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和基本原理，研究了如何實現(xiàn)基于ARM處理器定位導航系統(tǒng)的設計方案。在此基礎(chǔ)上，建立了滿足手持定位導航系統(tǒng)功能需求的軟、硬件平臺，包括硬件平臺中各模塊的組成與連接，以及軟件平臺中系統(tǒng)啟動代碼、操作系統(tǒng)的移植，文件系統(tǒng)的制作。 2．設計實現(xiàn)了GPS模塊與ARM處理器的通信功能、電子地圖的顯示功能、人機交互的控制功能。各功能模塊在設計中包括了接口和外設的驅(qū)動程序，以及應用程序兩部分。通信功能模塊中，GPS模塊實時接收GPS定位衛(wèi)星數(shù)據(jù)，并通過RS-232接口向處理器傳輸數(shù)據(jù)；電子地圖顯示以及人機交互的功能模塊中，使用MiniGUI圖形用戶界面支持系統(tǒng)，實現(xiàn)了在LCD觸摸屏上顯示電子地圖以及基本定位導航控制等人機交互的功能。 3．測試了系統(tǒng)各模塊的功能，給出了系統(tǒng)的實現(xiàn)結(jié)果，根據(jù)測試結(jié)果分析了系統(tǒng)設計中的不足，并提出了對系統(tǒng)未來改進目標的設想。
上傳時間： 2013-04-24
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隨著城市高層建筑的發(fā)展，建筑的消防安全性越來越引起人們的重視。火災報警系統(tǒng)是建筑自動化系統(tǒng)中重要的組成部分，它利用各種探測器來檢測火情，對火災的發(fā)生進行及時準確的報警，并控制各種滅火設備進行自動滅火和對相關(guān)設備進行聯(lián)動控制。傳統(tǒng)的火災報警系統(tǒng)采用微機中心處理方式，每個控制中心處理2000至8000個探測單元的信息，系統(tǒng)的實時性與穩(wěn)定性的提升受到控制中心的數(shù)據(jù)處理能力和網(wǎng)絡通信速率的限制。 基于這一現(xiàn)狀，本文提出了基于ARM與uC/OS-Ⅱ的網(wǎng)絡火災報警系統(tǒng)。將控制中心的數(shù)據(jù)處理任務交由各控制單元，引入嵌入式操作系統(tǒng)對任務進行管理，同時引入TCP/IP協(xié)議棧實現(xiàn)網(wǎng)絡功能，利用Internet來進行信息傳輸。 本文設計了基于ARM的控制單元硬件平臺，并進行了硬件模塊測試。ARM作為32位RISC芯片的領(lǐng)導者，具有很高的處理能力，同時其成本較低，十分適用于作為系統(tǒng)中的控制單元，從硬件上保證了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力與火災報警的實時性。 在軟件上，本文移植了uC/OS-Ⅱ作為系統(tǒng)的軟件平臺，編寫了啟動與移植相關(guān)代碼，并做了移植測試。uC/OS-Ⅱ作為開源的嵌入式實時操作系統(tǒng)，擁有極為精簡的內(nèi)核和出色的實時性與可靠性，作為控制單元的操作系統(tǒng)平臺對任務進行管理與調(diào)度，從軟件上保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。 最后，本文在ARM和uC/OS-Ⅱ的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了網(wǎng)絡協(xié)議棧LwIP的移植，進行了計算機通信測試。網(wǎng)絡協(xié)議棧的移植使控制單元通過Internet完成信息的傳輸與控制，提高網(wǎng)絡的擴展性與健壯性，同時擺脫了專用網(wǎng)絡的傳輸速率與范圍的限制。 本文研究的系統(tǒng)具有分布智能化的特點，多個嵌入式控制單元取代了控制中心火災信息處理，降低了中心數(shù)據(jù)處理壓力和網(wǎng)絡通信壓力，平行的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，個別控制單元故障不會引起整個系統(tǒng)的崩潰，為基于這一思路的火災報警系統(tǒng)建立了一個完整的軟硬件平臺。
標簽： uCOS ARM 火災報警 系統(tǒng)研究
上傳時間： 2013-04-24
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瞬變電磁法作為一種重要的地球物理探測方法，由于它在時間和空間上的可分性，使得這種方法簡單易行，信息豐富，精度較高，低成本，見效快，從而在礦藏勘探、鉆井和海洋勘探等領(lǐng)域得到了廣泛的應用。隨著接收儀器的數(shù)字化和智能化，發(fā)射功率的增大，數(shù)字模型計算正反演的應用，解釋水平的提高，瞬變電磁法可解決的地質(zhì)問題不斷擴大，幾乎涉及了物探工作的各個領(lǐng)域：礦產(chǎn)勘探，構(gòu)造探測，水文與工程、地質(zhì)調(diào)查，環(huán)境調(diào)查與監(jiān)測以及考古等。近年來，在找水、市政工程、土壤鹽堿化和污染調(diào)查、淺層石油構(gòu)造填圖，以及礦井突水預測等領(lǐng)域都取得了良好效果。 瞬變電磁法探測系統(tǒng)包括發(fā)射機和接收機兩部分。接收機用作在噪聲中提取由發(fā)射機發(fā)射的一次場信號在地下導體中感應出的二次場信息，其信息反映了地下導體的電阻率差異，通過對該信息數(shù)據(jù)的處理了解探測目標的特性從而達到探測的目的。 瞬變電磁信號具有早期信號幅度大、衰減快，而中晚期信號幅度小、衰減慢的大動態(tài)范圍的特點。因此，必須設計出能適應這種瞬時變化快、動態(tài)范圍大數(shù)據(jù)信號要求的高性能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。同時，瞬變電磁探測系統(tǒng)的工作環(huán)境大都是在野外，因此，為適應野外工作的需要，數(shù)據(jù)采集卡尤其要有較低的功耗。 本論文在總結(jié)其他數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計的基礎(chǔ)上，提高采樣速率和采樣精度、采用分段放大技術(shù)避免放大飽和和實現(xiàn)對小信號的有效識別、改用ARM作為核心處理器實現(xiàn)對接收機的有效控制、改進USB2.0的實際傳輸速度、改用自適應濾波法等噪聲抑制方法組合實現(xiàn)抗干擾和噪聲濾除設計，成功設計和實現(xiàn)了一套基于ARM和USB2.0的瞬變電磁數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有高性能，低功耗，抗干擾能力強，低成本的特點，已成功應用于瞬變電磁探測實踐，并取得良好效果，極大的滿足了瞬變電磁探測系統(tǒng)的需要。同時，該系統(tǒng)對于其他數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設計具有一定的借鑒意義。
上傳時間： 2013-06-21
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語音識別技術(shù)就是能使計算機“聽懂”人類的語言，然后根據(jù)其含義來執(zhí)行相應的命令，從而實現(xiàn)為人類服務。 隨著語音識別的深入研究，對它的技術(shù)應用主要有兩個方面： 一個方向是大詞匯量連續(xù)語音識別系統(tǒng)，主要應用于計算機的聽寫機，以及與電話網(wǎng)或者互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合的語音信息查詢服務系統(tǒng)，這些系統(tǒng)都是在計算機平臺上實現(xiàn)的； 另外一個重要的發(fā)展方向是小型化、便攜式語音產(chǎn)品的應用，這些應用系統(tǒng)大都使用專門的硬件系統(tǒng)實現(xiàn)。 隨著后PC年代的到來，后一種發(fā)展將成為語音識別技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)交叉研究的一個非常熱門的話題，將進一步推動語音識別技術(shù)往智能化方向發(fā)展。 論文主要研究語音識別系統(tǒng)及其在ARM嵌入式平臺上的實現(xiàn)。 根據(jù)嵌入式系統(tǒng)平臺的特性和系統(tǒng)的實際需求，對目標平臺的硬件和軟件系統(tǒng)進行適當?shù)募舨枚ㄖ疲⑶覍φZ音識別中的算法進行改進和優(yōu)化，同時為了加強系統(tǒng)的交互性，增加了控制界面，為實際應用提供很好的人機交互操作。 首先論文對嵌入式系統(tǒng)及嵌入式操作系統(tǒng)進行研究，通過實際比較后選用嵌入式Linux作為系統(tǒng)的操作系統(tǒng)； 然后對語音識別技術(shù)進行研究，并根據(jù)實際要求，采用Mel倒譜參數(shù)作為系統(tǒng)語音參數(shù)提取算法，DTW作為系統(tǒng)識別的模式匹配方法，并根據(jù)ARM嵌入式平臺的要求，分別對上述兩個算法進行優(yōu)化設計，同時利用QT跨平臺語言對應用控制程序進行代碼實現(xiàn)，并移植到目標板上，構(gòu)建出一個完整的嵌入式語音識別系統(tǒng)。 最后，對整個系統(tǒng)進行整體測試，通過實驗結(jié)果表明，系統(tǒng)達到了預期設計的便攜、智能及很好的交互性的目的。
標簽： ARM 嵌入式 語音識別 系統(tǒng)研究
上傳時間： 2013-04-24
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課題分析了目前國內(nèi)外減搖鰭控制技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀，重點講述了基于ARM處理器的減搖鰭控制器的功能設計與實現(xiàn)方案。 減搖鰭是一種由微機控制的自動化程度很高的船舶減搖裝置。減搖鰭控制系統(tǒng)根據(jù)人為輸入的信號和來自鰭本身的反饋信號，及時輸出不同的控制指令，控制鰭轉(zhuǎn)動到期望的角度，達到減小船舶橫搖的目的。但目前大多數(shù)的減搖鰭控制器使用單片機作為主處理器或者以工控機為基礎(chǔ)開發(fā)而來的，前者集成度不高，穩(wěn)定性也不好，而后者成本較高。因此，課題設計了一款新型的基于ARM嵌入式處理器的嵌入式減搖鰭控制器，解決了上述問題。 該系統(tǒng)主要由硬件平臺和軟件平臺兩部分組成。硬件平臺主要包括基于飛利浦公司的LPC2290的控制器核心電路和輔助實現(xiàn)控制的驅(qū)動電路；軟件平臺主要是基于ARM的軟件，包括啟動代碼和應用程序；為實現(xiàn)系統(tǒng)的可靠運行，同時也采取了一些保證系統(tǒng)可靠性的措施。 目前，減搖鰭系統(tǒng)大多采用基于力矩對抗原理的PID控制器。由于船舶橫搖運動的非線性、復雜性、時變性以及海況的不確定性，經(jīng)典PID控制很難獲得令人滿意的控制效果。因此，如何實現(xiàn)PID參數(shù)的自整定就顯得猶為重要。模糊控制事先不需要獲知對象的精確數(shù)學模型，而是基于人類的思維以及經(jīng)驗，用語言規(guī)則描述控制過程，并根據(jù)規(guī)則去調(diào)整控制算法或控制參數(shù)。本論文將模糊控制與PID控制相結(jié)合，實現(xiàn)了無須精確的對象模型，只須將操作人員和專家長期實踐積累的經(jīng)驗知識用控制規(guī)則模型化，然后用模糊推理在線辨識對象特征參數(shù)，實時改變控制策略，便可對PID參數(shù)實現(xiàn)最佳調(diào)整。 研究結(jié)果表明：采用該控制手段能較好的滿足設計要求，開發(fā)的嵌入式減搖鰭控制系統(tǒng)具有設計合理、集成度高、性價比高、性能優(yōu)越、抗干擾能力強、穩(wěn)定性好、實時性高等優(yōu)點。同時能夠適應減搖鰭控制系統(tǒng)智能化的發(fā)展趨勢，所以該減搖鰭控制器具有很好的使用價值及意義。
上傳時間： 2013-06-06
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本文以太陽能割草機器人為研究對象，以經(jīng)濟實用為研究目標，主要研究了太陽能割草機器人的定位行走、能量管理、基于ARM的控制硬件構(gòu)成和軟件設計以及嵌入式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)構(gòu)建等關(guān)鍵技術(shù)。 全區(qū)域覆蓋路徑規(guī)劃一直是智能割草機研究的一個難點，本課題從相對定位入手，提出了一種以基站為參考原點建立全局坐標的方法，其為路徑規(guī)劃提供了準確的定位，消除了在路徑規(guī)劃過程中誤差的積累。根據(jù)太陽能電池板及蓄電池混合供能的特點設計了能量的人工智能決策系統(tǒng)-Agent反應型決策系統(tǒng)，為能量的供應提供了優(yōu)化的決策算法。控制系統(tǒng)是體現(xiàn)太陽能割草機器人智能化水平的關(guān)鍵部分，根據(jù)應用要求，結(jié)合結(jié)構(gòu)簡單實用的理念，設計了太陽能割草機器人基于ARM中心控制模塊、電機控制模塊、傳感器系統(tǒng)以及定位系統(tǒng)模塊的硬件部分。在硬件設計的基礎(chǔ)上設計了操作系統(tǒng)以及嵌入式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，并給出了每個模塊具體的算法。 本文主要研究的太陽能割草機器人控制系統(tǒng)，提供了一套低成本、切實可行的設計方案，具有一定的理論意義和實用價值。
標簽： ARM 太陽能 機器人 控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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溫室技術(shù)是我國實現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息化的重要環(huán)節(jié)，溫度是溫室中的重要環(huán)境參數(shù)。實時控制是指在規(guī)定的時間內(nèi)，系統(tǒng)必須做出相應的響應，是現(xiàn)代溫室控制發(fā)展的更高要求。隨著精細農(nóng)業(yè)的發(fā)展，傳統(tǒng)的大棚已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代高精度、快速采集及響應的要求，由于溫度的滯后性和難調(diào)控性，溫度實時控制一直是溫室控制的一大難題。 本課題整合了CPID與ARM的優(yōu)點，提出運用CPID硬件來實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，移植實時操作系統(tǒng)到ARM來實現(xiàn)復雜算法控制，采用高精度數(shù)字傳感器DS18820，并設計出混合PID模糊控制器來實現(xiàn)溫室的變溫管理，這對于現(xiàn)代溫室的智能化控制有著十分重要的實際意義。較傳統(tǒng)溫室，優(yōu)點在于(1)它改變以往依靠單片機軟件來實現(xiàn)傳感器周期性采集，改用CPID硬件產(chǎn)生數(shù)字傳感器所需的讀寫時序，這種“以硬代軟”的方案實時性好，且大大避免了軟件運行時的不穩(wěn)定性、系統(tǒng)冗余等先天缺陷。(2)操作系統(tǒng)能實現(xiàn)多任務、多線程以及友好的人機界面。 試驗以華中農(nóng)業(yè)大學的華北型機械通風式連棟塑料溫室為試驗模型，選擇了ALTERA公司的EPM7128SLC84-15芯片和SAMSUNG公司的S3C44BOX芯片為目標板，以PC機為宿主機，設計了實時溫度控制平臺。 主要工作： (1)概述了溫度實時測控的必要性并介紹了CPLD、ARM技術(shù)及嵌入式實時操作系統(tǒng)的發(fā)展。 (2)介紹了溫度采集模塊及CPLD與ARM通訊接口模塊的設計。 (3)通過ARM存儲模塊、LCD顯示模塊、串口模塊、Rt18019AS網(wǎng)口模塊、uClinux操作系統(tǒng)模塊等系統(tǒng)完成了本試驗平臺。 (4)介紹混合PID模糊控制算法并通過Simulink工具箱進行了仿真，得出混合PID模糊控制器較經(jīng)典PID控制具有更快的動態(tài)響應、更小超調(diào)、抗干擾強的結(jié)論。 (5)最后，通過試驗數(shù)據(jù)驗證了整套系統(tǒng)實時采集的穩(wěn)定性及可靠性，指出了本課題的不足之處和待改善的問題。
標簽： ARMCPLD 農(nóng)業(yè) 溫度 實時控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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大量的電力電子裝置及非線性負荷在電力系統(tǒng)中廣泛的應用，使電能質(zhì)量(Power Quality)問題日益突出。電能質(zhì)量問題不僅危害電力系統(tǒng)本身的安全及電網(wǎng)的穩(wěn)定運行，對系統(tǒng)中用戶也造成嚴重威脅。因此，對電能質(zhì)量的實時監(jiān)測具有十分重要的意義。 論文首先介紹了電能質(zhì)量的概念，分析了國內(nèi)外電能質(zhì)量監(jiān)測的研究現(xiàn)狀及開發(fā)新型電能質(zhì)量監(jiān)測裝置的意義，同時對影響電能質(zhì)量的指標參數(shù)的數(shù)字測量原理與算法進行了深入的研究。在此基礎(chǔ)上，提出了以ARM9(s3c2410)芯片為CPU，以嵌入式Linux為軟件核心的電能質(zhì)量監(jiān)測裝置的總體設計思想。 論文建立了基于arm-1inux的嵌入式開發(fā)環(huán)境，完成了基本的硬件電路設計和軟件設計。硬件設計方面，根據(jù)電力系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集和處理的實際特點，在前置測量采集模塊中，采用了ADS7864芯片設計了多通道信號采樣保持和快速轉(zhuǎn)換電路；利用鎖相環(huán)保證了多路信號的硬件同步采樣；在通訊方式上，除了采用RS-232通訊方式外，還采用了以太網(wǎng)和USB通訊方式，從而提高了裝置應用的靈活性。軟件設計方面，依據(jù)裝置所要實現(xiàn)的功能，剪裁并成功移植了嵌入式linux內(nèi)核到ARM處理器中；完成了各應用程序的編制，給出了詳細的程序流程圖；設計了基于Qt/Embedde的人機交互界面(GUI)。 基于arm-linux嵌入式電能質(zhì)量監(jiān)測儀不僅數(shù)據(jù)處理功能強、人機交互性好、系統(tǒng)升級簡單、還能進行遠程監(jiān)控。在此基礎(chǔ)上可進一步開發(fā)，向微型化、高度智能化等方向發(fā)展，以滿足不同場合的需求，具有較大的使用價值和廣闊的應用前景。
標簽： ARMLinux 嵌入式 電能質(zhì)量 監(jiān)測儀
上傳時間： 2013-05-16
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材料試驗機是測定材料機械性能的基本設備之一，應用范圍廣泛。它主要由機械、加載及測試等系統(tǒng)組成，其中測試系統(tǒng)是試驗機不可缺少的組成部分，它對試驗機的性能又起著決定性作用。隨著實驗科學的發(fā)展、科技的進步以及應用需求的增加，舊有的測試系統(tǒng)已逐漸不能適應人們的測試需求，為了擴大傳統(tǒng)材料試驗機的應用范圍，全面提高測量的準確性、實驗效率和智能化水平，越來越多的高新技術(shù)正在被引入到材料試驗機測試系統(tǒng)領(lǐng)域。 本課題屬于企業(yè)委托的技術(shù)開發(fā)項目，其目的是開發(fā)一套用于材料性能測試的試驗機測試系統(tǒng)。針對項目委托方提出的功能要求，經(jīng)過對試驗機測試技術(shù)及其發(fā)展趨勢的研究分析，最終確定采用USB總線技術(shù)，設計一款基于32位嵌入式微處理器ARM的集數(shù)據(jù)采集、分析、顯示為一體的試驗機測試系統(tǒng)。 基于課題的研究內(nèi)容，本文在分析研究USB和ARM技術(shù)的基礎(chǔ)上，圍繞著設計目標，從整體方案的選擇、測試系統(tǒng)的軟硬件設計等方面闡述了主要開展的設計研究工作。重點對系統(tǒng)硬件電路設計、固件程序設計、設備驅(qū)動程序設計和應用程序設計的實現(xiàn)進行了深入論述。 為驗證所設計的測試系統(tǒng)是否達到實際要求，本文采用實測的方式進行測試研究。測試結(jié)果表明，本測試系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠，各項功能均達到了預定的設計要求。
標簽： ARM 材料 試驗機 測試系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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地鐵信號設備中輸入輸出設備是信號邏輯和現(xiàn)場設備之間的接口，有著四高（高安全，高可靠，高可維護，高可用）要求，目前信號系統(tǒng)廠家的傳統(tǒng)做法是整個信號系統(tǒng)產(chǎn)品由一家公司來完成，可是隨著技算機技術(shù)的快速發(fā)展，邏輯部份目前已可以采用通用COTS產(chǎn)品，而輸入輸出部分還是需要各個信號廠家自己設計和生產(chǎn)，因此設計出一款通用型的輸入輸出控制器已成地鐵行業(yè)的發(fā)展方向。 為了滿足以上要求，本文從實際應用角度出發(fā)，使信號系統(tǒng)的產(chǎn)品更加的開放透明，設計出基于ARM的地鐵用安全型的智能I/O，從而使信號系統(tǒng)設計可以方便地和現(xiàn)場信號設備接口。 在硬件上采用冗余設計，以ARM為主處理器，整個系統(tǒng)無單點硬件故障，采集部分采用動態(tài)異或輸入設計，驅(qū)動部分采用安全驅(qū)動設計。 基于ARM的地鐵用安全智能I/O嚴格遵循歐洲鐵路信號產(chǎn)品的標準，使系統(tǒng)的安全性，可靠性，可用性和可維護性有了充分的保障。 本文主要介紹了地鐵用安全型智能I/O控制器的設計和實現(xiàn)，包括設計思想，具體實施，硬件和軟件的設計等。
上傳時間： 2013-06-12
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