工業生產過程中,時滯對象普遍存在,同時也是較難控制的,尤其是大時滯對象的控制一直都是一個難題。而很多溫度控制系統都是屬于大時滯系統,常見的智能溫度控制器雖然在溫度控制的實際應用中表現了比較理想的控制效果,但它仍然屬于將參數整定與系統控制分開處理的離線整定方法,如果工況發生變化就必須重新調整參數。針對這一問題,為了實現時滯系統參數自整定的控制,本文將神經網路控制、模糊控制和PID控制結合起來,設計了基于神經網路的模糊自適應PID控制器。 首先,本論文分析了時滯系統的特點,討論了幾種時滯系統較為成熟的常規控制算法:微分先行控制算法、史密斯預估控制算法、大林控制算法,并深入研究了它們的控制性能;并且通過仿真對這三種控制方法在溫控系統中的控制性能進行了比較。 其次,在分析PID參數自整定傳統方法的基礎上,設計了一種改進方法,并設計了相應的控制器。該控制器綜合了模糊控制、神經網絡控制和PID控制各自的長處,既具備了模糊控制簡單有效的控制作用以及較強的邏輯推理功能,也具備了神經網絡的自適應、自學習的能力,同時也具備了傳統PID控制的廣泛適應性。該方法不需要離線整定參數,實現了在線自整定參數。仿真實驗表明了該控制器對模型和環境都具有較好的適應能力和較強的魯棒性。 最后將基于神經網路的模糊自適應PID控制器應用于貝加萊PID溫控裝置,能夠出色地實現參數的在線自整定。理論分析、系統仿真、實驗結果都證實了這種控制策略能有效地減少系統超調量,并減少了調節時間,提高了系統的實時性和控制精度。
上傳時間: 2013-07-05
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基于PC、圖像采集卡和存儲設備的傳統數字視頻監控系統,體積龐大、功耗高、價格昂貴,只局限于特定范圍的應用。而嵌入式網絡視頻監控系統以其價格低、便攜式等特點在安防、智能家居等場所得到了越來越廣泛的應用。 本文基于S3C2440\Windows CE5.0平臺設計了一款具有網絡傳輸查看功能的嵌入式網絡視頻監控系統。重點研究了OV9650 CMOS攝像頭芯片流接口驅動的實現過程和開發方法,設計了基于TCP/IP網絡傳輸協議的網絡視頻通信系統。并應用H.263壓縮編解碼算法對采集到的視頻數據進行壓縮,提高了視頻傳輸效率。同時,針對H.263視頻解碼算法設計了一款簡易視頻回放軟件,對H.263視頻進行回放。為進一步滿足小型化、便攜式、低成本需求,開發定制了一款基于S3C2440\Windows CE5.0平臺的手持式接收終端。 本系統整合了圖像采集、網絡通信、H.263編解碼、視頻回放等多項技術,實現了嵌入式技術、以太網絡、視頻監控三大前沿領域的有機結合。由于采用了ARM9單芯片控制方案,系統具有集成度高、可靠性高、功耗低、成本低、體積小、穩定性好等特點,可應用在遠程監控、工業控制、視頻會議、智能家居等諸多領域。該系統架構也為視頻監控系統的發展提供了一種新思路。關鍵詞:ARM;WinCE;S3C2440;嵌入式;網絡視頻監控
上傳時間: 2013-04-24
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隨著信息產業和集成電路技術的進步,嵌入式應用領域得到了蓬勃和快速的發展。嵌入式應用開發的重要特點是滿足應用門類的多樣化需求,嵌入式應用的多樣化主要體現在目標機硬件平臺的多樣化,而硬件平臺的多樣化則對嵌入式系統平臺的底層構建提出了嚴格要求,因此不同硬件平臺底層構建研究是嵌入式開發中的一個重要問題。 嵌入式軟硬件平臺的底層構建主要涉及以下幾個部分: 1、嵌入式開發環境構建,涉及交叉編譯環境、交叉調試環境等; 2、嵌入式硬件平臺構建,涉及硬件平臺選型、地址分配等; 3、U.Boot移植,涉及U-Boot啟動分析、移植分析等; 4、嵌入式操作系統移植,涉及uClinux內核結構、移植分析等; 5、驅動程序的開發,涉及硬件分析、Linux下驅動分析等; 與此同時,安全防范系統作為現代化的安全警衛手段,近年來正越來越多地進入各個行業的各種應用領域,智能家居已經成為高科技發展必然的趨勢。另外,運營商寬帶網絡缺乏新的利潤增長點,在已有的寬帶網絡上開發新的業務迫在眉睫。基于ARM的家庭安防網關與局端設備相結合,配備無線報警信號自學習型編解碼收發模塊,完全解決了上述兩個問題。 本文以多媒體綜合報警系統項目中的終端產品XXX型家庭安防網關為依托,以開發流程為主線,就ARM+uClinux嵌入式平臺給出了以上五個嵌入式開發過程中底層平臺構建的關鍵技術解決方案。正文中將依次介紹項目概述、目標硬件平臺分析、交叉開發環境構建以及U-Boot的移植、uClinux的移植和具體驅動程序的開發。
上傳時間: 2013-05-25
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近年來,隨著嵌入式系統的快速發展,越來越多的嵌入式設備被用于工業控制、智能家居等領域。同時伴隨著網絡技術的發展,嵌入式設備通過網絡接入局域網或者Internet已經逐步成為發展的趨勢。通過在嵌入式設備中內置Web服務器,用戶可以在任何一臺聯網的計算機上通過瀏覽器來獲取設備的信息,用戶還可以通過網絡對設備進行配置和管理。因此研究和開發嵌入式Web服務器具有重要的實際意義和應用價值。 本文在S3C44BOX開發板上使用μClinux操作系統作為開發平臺,開發并實現了嵌入式Web服務器。文中提出了2種實現方案,一種是基于boa的嵌入式Web服務器,所做的主要工作是boa在gClinux中的移植和CGI的編寫,在此基礎上實現了動、靜態頁面的生成和簡單的控制功能。另一種方案是基于HTTP協議和socket編程所開發的嵌入式Web服務器,在此方案中實現了HTTP協議的GET和POST請求方式,能夠生成簡單的動態頁面,實現了歷史數據的保存功能,還能夠根據用戶在瀏覽器端的請求進行相應的控制和管理。 論文首先對嵌入式Web服務器的體系結構進行了分析,然后介紹了S3C44BOX硬件開發平臺,并分析了bootloader的基本原理和實現過程。隨后對μClinux操作系統的特點和網卡驅動程序進行了分析,并著重介紹了μClinux的移植過程。在第五章,論文詳細分析了TCP/IP和HTTP的原理和工作機制,并介紹了Web服務器中CGI的工作原理,最后分析了boa服務器的移植和CGI程序的編寫以及Web服務器的測試等。在第六章,在HTTP協議分析和網絡編程的基礎上,提出了嵌入式Web服務器的設計思想、程序流程圖,重點分析了Web服務器主程序流程、動態頁面的生成、歷史數據查詢的實現等,也分析了Web服務器中各種控制功能的實現流程,最后給出了Web服務器的測試結果。
上傳時間: 2013-05-17
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隨著人們物質文化生活水平的提高和科學技術的快速發展,智能家居已成為一個發展趨勢。智能家居系統采用傳感技術、計算機技術和信息傳輸與處理技術,能給用戶提供全方位的服務,同時對住房內的情況進行遠程監控和實時管理。安防系統是智能家居中的一個重要的組成部分。傳統的安防系統都是基于單片機設計實現的,它難以滿足現代家居中網絡家電功能,針對這些問題,設計并實現了一種基于ARM和藍牙的安防系統。 (1) 深入研究了安防系統中視頻監控的研究現狀與發展趨勢,分析了嵌入式Linux操作系統的優、缺點以及選擇內核版本為Linux2.6的原因,指出了選題研究的目的和意義。 (2) 從網絡拓撲結構和幾種重要協議這兩個方面入手,闡述了智能家居中的重要技術——藍牙。 (3) 根據智能家居的功能要求,設計了一種智能家居中的安防系統,論述了ARM9嵌入式微處理器S3C2410的原理以及性能,闡述了安防系統中的NANDFLASH模塊、SDRAM模塊、RS232串口模塊、以太網模塊、USB、USB藍牙、USB攝像頭的組成原理以及設計與實現方法。 (4) 根據系統軟件環境的需求,構建了嵌入式Linux系統軟件平臺,論述了交叉編譯環境和NFS開發調試環境的建立,移植S3C2410下啟動引導程序VIVI,移植嵌入式操作系統Linux(內核版本為2.6.14),闡述了系統相關設備驅動的移植(NAND FLASH、USB、USB攝像頭、USB藍牙)、文件系統的使用,分析了Linux下藍牙無線通信的實現過程。 (5) 在搭建的嵌入式Linux系統軟件平臺上,論述了在Windows XP下遠程登錄到Linux操作系統的方法,闡述了在Linux下使用V4L編程來截取攝像頭圖象,使用SOCKET編程將截取到的圖象傳送到室內PC機上,遠程監控電腦登錄到此PC機上,利用IE瀏覽器來實現對現場環境的監控。 (6) 結合實驗測試環境和測試數據,進行了視頻監控系統的性能測試,分析了測試結果并針對出現的問題給出了改進措施。 通過對安防系統的實驗測試表明,系統能夠很好地檢測不法分子的入侵,并通過遠程視頻監控方式來告知用戶,系統運行穩定,達到了預期的設計目標。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著嵌入式技術和網絡技術的發展,通過嵌入Web服務器來管理和控制設備成為嵌入式設備管理的一種發展趨勢。越來越多的嵌入式系統將Web服務器引入其中,可方便有效地管理這些掛接在網絡上的嵌入式設備,用戶可以使用瀏覽器通過互聯網來控制它們。本文所設計的嵌入式Web服務器就是基于HTTP協議和TCP/IP協議上的一種界面友好的Web服務器。 本文首先介紹了嵌入式Web系統的基本概念、歷史和發展狀況,同時闡述了設計及實現嵌入式Web服務器的關鍵技術和相關的理論基礎。然后介紹了本系統的軟硬件開發平臺及其建立:選擇了一款具有優秀網絡性能并且開源的操作系統—uClinux,為其在宿主機上搭建開發和編譯環境,并介紹了如何進行內核配置;確定使用以S3C44BOX為處理器的開發平臺為系統硬件平臺,并提出了嵌入式Web服務器的實現方案。本系統在boa服務器的基礎上實現了動態Web技術,完成了真正的人機交互功能,用戶可以通過Web瀏覽器監控嵌入式設備。為了實現用戶對嵌入式產品數據進行更有效的管理,在基于ARM的嵌入式Web服務器中內嵌一小型數據庫sqlite,用戶能夠借此在嵌入式產品中方便地插入、刪除或修改數據,在服務器端應用程序中調用數據庫提供的API函數完成服務器對數據庫的訪問與更新,進一步擴展嵌入式Web服務器的功能。為了使所設計的嵌入式Web服務器能動態保存少量的數據,本文對uClinux系統進行了適當的改動,實現了一個可讀寫的文件系統,使JFFS2文件系統在嵌入式Web服務器中得到應用。文章最后將該嵌入式Web服務器應用于智能家居管理,給出了智能家居管理數據庫的設計及實現,并探討了該嵌入式Web服務器潛在的應用前景。
上傳時間: 2013-07-29
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基于嵌入式技術的遠程監控系統可以達到動態、無死角的監控目的,可以對一些特殊環境進行遠程監視和控制,且不受濕度、溫度等條件的影響,廣泛應用于軍事、交通、智能家居、醫療監護等多個領域。可以解決傳統監控系統將圖像采集...
上傳時間: 2013-04-24
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短距離無線通信技術是目前新興的通信網絡技術,它的應用有效地克服了傳統有線控制的弊端,使得系統更加智能化。此外,隨著綠色照明與智能家居日益受到廣泛關注,短距離無線通信技術也逐漸開始應用在相關領域。所以,針對于此,本文設計并完成了基于TI CC430 系列和UCC28810 的無線LED 照明系統,旨在提供一種新穎、高效以及智能化的無線LED 照明系統解決方案。
上傳時間: 2013-11-08
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現在的單片機越來越便宜,使我們可以開始考慮如何將這些東西應用到生活中去,那么,讓我們開始吧,從今天開始,我們要構造一個智能家居平臺。其實這東西很多人都想過要做的,但想象是一回事,動起手來又覺得迷茫得很,因為,萬事開頭難嘛,這么著,讓我來帶路吧。
上傳時間: 2013-11-01
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單片機的選擇和使用 目前單片機滲透到我們生活的各個領域,幾乎很難找到哪個領域沒有單片機的蹤跡。導彈的導航裝置,飛機上各種儀表的控制,計算機的網絡通訊與數據傳輸,工業自動化過程的實時控制和數據處理,廣泛使用的各種智能IC卡,民用豪華轎車的安全保障系統,錄像機、攝像機、全自動洗衣機的控制,以及程控玩具、電子寵物等等,這些都離不開單片機。更不用說自動控制領域的機器人、智能儀表、醫療器械了。因此,單片機的學習、開發與應用將造就一批計算機應用與智能化控制的科學家、工程師。 單片機廣泛應用于儀器儀表、家用電器、醫用設備、航空航天、專用設備的智能化管理及過程控制等領域,大致可分如下幾個范疇: 1.在智能儀器儀表上的應用 單片機具有體積小、功耗低、控制功能強、擴展靈活、微型化和使用方便等優點,廣泛應用于儀器儀表中,結合不同類型的傳感器,可實現諸如電壓、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長度、硬度、元素、壓力等物理量的測量。采用單片機控制使得儀器儀表數字化、智能化、微型化,且功能比起采用電子或數字電路更加強大。例如精密的測量設備(功率計,示波器,各種分析儀)。 2.在工業控制中的應用 用單片機可以構成形式多樣的控制系統、數據采集系統。例如工廠流水線的智能化管理,電梯智能化控制、各種報警系統,與計算機聯網構成二級控制系統等。 3.在家用電器中的應用 可以這樣說,現在的家用電器基本上都采用了單片機控制,從電飯褒、洗衣機、電冰箱、空調機、彩電、其他音響視頻器材、再到電子秤量設備,五花八門,無所不在。 4.在計算機網絡和通信領域中的應用 現代的單片機普遍具備通信接口,可以很方便地與計算機進行數據通信,為在計算機網絡和通信設備間的應用提供了極好的物質條件,現在的通信設備基本上都實現了單片機智能控制,從手機,電話機、小型程控交換機、樓宇自動通信呼叫系統、列車無線通信、再到日常工作中隨處可見的移動電話,集群移動通信,無線電對講機等。 5.單片機在醫用設備領域中的應用 單片機在醫用設備中的用途亦相當廣泛,例如醫用呼吸機,各種分析儀,監護儀,超聲診斷設備及病床呼叫系統等等。 6.在各種大型電器中的模塊化應用 某些專用單片機設計用于實現特定功能,從而在各種電路中進行模塊化應用,而不要求使用人員了解其內部結構。如音樂集成單片機,看似簡單的功能,微縮在純電子芯片中(有別于磁帶機的原理),就需要復雜的類似于計算機的原理。如:音樂信號以數字的形式存于存儲器中(類似于ROM),由微控制器讀出,轉化為模擬音樂電信號(類似于聲卡)。 在大型電路中,這種模塊化應用極大地縮小了體積,簡化了電路,降低了損壞、錯誤率,也方便于更換。 7.單片機在汽車設備領域中的應用 單片機在汽車電子中的應用非常廣泛,例如汽車中的發動機控制器,基于CAN總線的汽車發動機智能電子控制器,GPS導航系統,abs防抱死系統,制動系統等等。 此外,單片機在工商,金融,科研、教育,國防航空航天等領域都有著十分廣泛的用途。
標簽: 單片機
上傳時間: 2013-11-25
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