隨著計算機、通信、電子技術的進步，嵌入式系統(tǒng)和以太網技術的融合將成為嵌入式技術未來的重要發(fā)展方向。基于ARM的嵌入式系統(tǒng)由于具有低功耗、高性能、低成本、可以進行多任務操作等優(yōu)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(tǒng)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(huán)境中可靠運行的數(shù)據(jù)采集與溫度控制系統(tǒng)。 本文從嵌入式測控系統(tǒng)的硬件實現(xiàn)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(tǒng)的軟件和上位機采用Visual C++編寫的監(jiān)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(shù)據(jù)采集子線程，三個線程同時運行，提高了系統(tǒng)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(xiàn)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(xiàn)特定的溫度、流量和壓力監(jiān)控。 本論文設計的嵌入式測控系統(tǒng)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(tǒng)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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開關磁阻電機驅動系統(tǒng)(SRD)是一種新型交流驅動系統(tǒng),以結構簡單、堅固耐用、成本低廉、控制參數(shù)多、控制方法靈活、可得到各種所需的機械特性,而備受矚目,應用日益廣泛.并且SRD在寬廣的調速范圍內均具有較高的效率,這一點是其它調速系統(tǒng)所不可比擬的.但開關磁阻電機(SRM)的振動與噪聲比較大,這影響了SRD在許多領域的應用.本文針對上述問題進行了研究,提出了一種新型齒極結構,可有效降低開關磁阻電機的振動與噪聲.通過電磁場有限元計算可看出,在新型齒極結構下,導致開關磁阻電機振動與噪聲的徑向力大為減小,尤其是當轉子極相對定子極位于關斷位置時,徑向力大幅度地減小,并改善了徑向力沿定子圓周的分布,使其波動減小,從而減小了定子鐵心的變形與振動,進而降低了開關磁阻電機的噪聲.靜態(tài)轉矩因轉子極開槽也略微減小,但對電機的效率影響不大.開關磁阻電機因磁路的飽和導致參數(shù)的非線性,又因在不同控制方式下是變結構的.這使得開關磁阻電機的控制非常困難.經典的線性控制方法如PI、PID等方法用于開關磁阻電機的控制,效果不好.其它的控制方法如滑模變結構控制、狀態(tài)空間控制方法等可取得較好的控制效果但大都比較復雜,實現(xiàn)起來比較困難.而智能控制方法如模糊控制本身為一種非線性控制方法,對于非線性、變結構、時變的被控對象均可取得較好的控制效果且不需知道被控對象的數(shù)學模型,這對于很難精確建模的開關磁阻電機來說尤其適用.同時,模糊控制實現(xiàn)比較容易.但對于變參數(shù)、變結構的開關磁阻電機來說固定參數(shù)的模糊控制在不同條件下其控制效果難以達到最優(yōu).為取得最優(yōu)的控制效果,該文采用帶修正因子的自組織模糊控制器,采用單純形加速優(yōu)化算法通過在線調整參數(shù),達到了較好的控制效果.仿真結果證明了這一點.
上傳時間： 2013-05-16
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隨著計算機技術的飛速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)在人們的生產生活中發(fā)揮著越來越重要的作用。近年來，基于ARM處理器和μC/OS-II操作系統(tǒng)的嵌入式技術已經成為當前嵌入式領域的研究熱點之一。 論文主要研究基于ARM7處理器和μC/OS-II操作系統(tǒng)的嵌入式測控平臺架構，為測控系統(tǒng)開發(fā)提供一個方便功能擴展的軟硬件環(huán)境。在此基礎上，以加速度計為對象，利用嵌入式系統(tǒng)的豐富資源，完成對其內部溫度及加速度信號的采集實例。硬件設計分為核心系統(tǒng)設計和數(shù)據(jù)采集控制子系統(tǒng)設計兩部分。核心系統(tǒng)主要包括控制核心S3C44BOX模塊、存儲器模塊、調試接口模塊、液晶顯示模塊以及數(shù)控鍵盤模塊等。完成了母板的設計與驗證，并預留多種接口，增強了可擴展性。采集控制子系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)采集及控制機構，主要由A/D轉換芯片完成和串行通信模塊，用來接收傳感器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，經ARM處理器分析處理后，通過串行通訊方式與下位機通信。由于有多個下位系統(tǒng)，平臺設計擴展了8路帶高速緩沖的異步串行通信模塊。最后，對各硬件模塊進行總體調試，并對調試結果進行了分析。 調試結果表明，該硬件平臺不僅響應速度快、成本低、可靠性好，而且具有良好的可移植性和可裁剪性，便于根據(jù)實際需求進行功能擴展和裁剪，達到了預期的設計目標。
上傳時間： 2013-07-26
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我國是世界上設施農業(yè)面積最大的國家，設施面積占世界總面積的70-80％。目前國內設施溫室應用的主要環(huán)境參數(shù)采控系統(tǒng)大多為進口產品，這些產品技術含量高，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)國產品牌無論技術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研究發(fā)展計劃(863計劃)課題“設施農業(yè)精準生產技術系統(tǒng)構建與應用”，對設施溫室環(huán)境和生物信息數(shù)據(jù)采集、傳輸、備份、調控問題進行了研究。 論文分析了目前國內中小型日光溫室環(huán)境監(jiān)控需求，提出并實現(xiàn)了一套網絡型設施農業(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。 (3) 構建了傳感器數(shù)據(jù)的局域傳輸網絡和以太網絡接口，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展核心設備管理模塊，實現(xiàn)了在決策服務器支持下的環(huán)境參數(shù)本地自主調控。 (5) 移植了嵌入式操作系統(tǒng)、開發(fā)了設備驅動程序，使用戶可以靈活方便地調用板載設備進行系統(tǒng)的二次定制開發(fā)。 (6) 對系統(tǒng)軟件、硬件進行了模擬調試和現(xiàn)場實驗，驗證了系統(tǒng)在設施溫室環(huán)境采控中的各項功能。 論文結構如下：首先分析了課題的研究背景、意義、研究現(xiàn)狀和相應關鍵技術；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)點的硬件設計及實現(xiàn)，給出了基于U-BOOT與uClinux的智能PAC系統(tǒng)軟件設計和驅動開發(fā)；其次設計了實驗平臺對智能PAC系統(tǒng)進行仿真調試和現(xiàn)場實驗。論文最后展望了我國設施農業(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，達到了預期的設計要求。
上傳時間： 2013-04-24
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旋轉彎曲疲勞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。隨著試驗機技術和微電子技術的快速發(fā)展，舊有的試驗機測控系統(tǒng)已逐漸不能適應廣大用戶的測試需求，迫切要求新一代試驗機測控系統(tǒng)向數(shù)字化、智能化、集成化方面邁進。 本課題研究的主要任務是在分析和總結國內外同類試驗機測控系統(tǒng)技術現(xiàn)狀的基礎上，吸收先進的微電子技術和試驗機控制技術，開發(fā)一套新型的基于ARM微處理器的旋轉彎曲疲勞試驗機測控系統(tǒng)。論文圍繞這個任務，主要進行了如下幾個方面的研究工作： 1.分析旋轉彎曲疲勞試驗機的系統(tǒng)工作原理與測量參數(shù)，制定試驗機測控系統(tǒng)的總體設計方案，并對測控系統(tǒng)中ARM主控制器要實現(xiàn)的功能進行具體分析。 2.依照總體方案，設計出以32位ARM微處理器LPC2210為核心的主控制器，對系統(tǒng)測量模塊、驅動模塊及外圍電路進行了電路設計；分析系統(tǒng)交流驅動單元的工作原理，并對ARM實現(xiàn)系統(tǒng)交流電機的調速控制作出具體闡述。 3.針對系統(tǒng)交流電機的調速控制，在建立交流系統(tǒng)數(shù)學模型的基礎上，采用一種基于現(xiàn)代控制理論的矢量控制算法并附以PID控制策略來實現(xiàn)無級精度調速。 4.移植實時嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ至LPC2210，編寫啟動代碼和主任務程序，對各任務模塊設計用戶應用程序，并對上位機的軟件系統(tǒng)設計進行結構規(guī)劃。 5.對基于ARM的旋轉彎曲疲勞試驗機測控系統(tǒng)進行軟硬件調試，并完成部分試驗。
標簽： ARM 旋轉 試驗機 測控系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-06
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在采礦、冶金、制造、化工、制藥、供水等行業(yè)中，壓力是生產過程中的重要參數(shù)，它的應用極其廣泛。實時監(jiān)測壓力的變化是實施現(xiàn)代化生產管理的重要環(huán)節(jié)，因而壓力測試技術和儀表的發(fā)展歷來受到人們的重視。在采礦行業(yè)中，壓力檢測是保證采煤安全的重要一環(huán)，因此開發(fā)一種智能壓力檢測裝置來用于采煤工作面液壓系統(tǒng)的壓力檢測是十分必要的。 本文所設計的壓力檢測系統(tǒng)是ARM處理器與儀器的有機結合，它以菲利普公司的LPC2294為核心，利用電阻應變片將壓力轉換成電壓信號，通過放大電路將電壓信號放大并傳輸至LPC2294進行A/D轉換，然后將各液壓支架的壓力數(shù)據(jù)傳輸至存儲芯片保存，并顯示。本系統(tǒng)的特點是：壓力量程為1～60Mpa，每5分鐘采集一次壓力數(shù)據(jù)。各分機的壓力數(shù)據(jù)通過CAN總線傳輸至主機，總線的傳輸速率為250Kbps。主機再通過串口將數(shù)據(jù)傳輸至計算機。計算機通過串口讀取主機的壓力數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫中，上位機采用NI公司的Labview軟件進行設計。其中串口的接收部分用Labview中自帶的VISA控件來編寫，數(shù)據(jù)庫部分采用微軟的Access軟件建立數(shù)據(jù)庫，利用第三方編寫的Labsql將數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫。 論文的第一章綜述了壓力檢測的起源，發(fā)展以及國內外壓力檢測的現(xiàn)狀；第二章主要論述了系統(tǒng)的整體設計思路及方法；論文第三章、第四章系統(tǒng)的硬件電路、軟件開發(fā)環(huán)境及相關的軟件流程；第五章簡單介紹了PC機軟件開發(fā)語言以及對上位機部分的軟件設計做了簡單的介紹。第六章對全文的工作做了總結，并對壓力檢測以后的發(fā)展方向闡述了自己的觀點。
上傳時間： 2013-08-01
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智能公交系統(tǒng)是城市交通系統(tǒng)的一個重要組成部分，在城市交通公交優(yōu)先的背景下，欲緩解城市交通擁堵的現(xiàn)象，就必須大力發(fā)展公交事業(yè)。智能公交系統(tǒng)的建設可以改善公交公司的企業(yè)管理方法，提高公交系統(tǒng)的運營效率與服務水平，是城市公交事業(yè)發(fā)展的重要一步。 本文在研讀大量文獻、參考相關設計的基礎上，結合先進的GPS、GPRS技術，提出了基于ARM的智能公交車載管理終端的設計與實現(xiàn)方法。 GPS是由美國建立的新一代衛(wèi)星導航與定位系統(tǒng)，具有全球性、全天候、陸海空全能等特點，特別適用于交通運輸行業(yè)，配合中國移動穩(wěn)定可靠、覆蓋面廣、數(shù)據(jù)傳輸速度極快的GPRS網絡作為信息傳輸?shù)拿浇椋訥PS、GPRS為主要技術的智能公交系統(tǒng)較以往利用射頻、數(shù)傳電臺技術方式建造的公交系統(tǒng)具有更加穩(wěn)定、實時性更高等特點，是當前智能公交系統(tǒng)設計的理想方案。 基于ARM的智能公交車載終端是智能公交系統(tǒng)的重要組成部分，是整個系統(tǒng)的信息終端，負責信息的接收和發(fā)布，在系統(tǒng)中起著至關重要的作用。本文詳細介紹了一款以ARM處理器為主控的智能車載終端的設計方法，包括終端總體方案設計、硬件電路設計、軟件代碼編寫、整機調試等內容。文章在總體設計中提出了終端的功能要求，并針對功能要求提出了相應的設計方案；在硬件設計中給出了具體的硬件設計原理圖，并就硬件選型、原理圖設計中的關鍵問題進行了探討；在軟件設計中給出了終端主要軟件設計的程序流程圖，并對程序設計思路進行了細致的講解；最后對終端硬件、軟件的聯(lián)合調試過程進行了介紹，并對最終通過調試的終端進行了展示。 經過多次的測試和修改，該智能公交系統(tǒng)已經實現(xiàn)了正點考核、實時監(jiān)控、短信報警、自動報站等多項功能，并在長沙市公交線路上投入試運行，社會反應良好。
上傳時間： 2013-07-02
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近年來，隨著電子技術的發(fā)展，消費電子產品(Consumer Electronics)已與計算機(Computer)、通信(Communication)兩項產品的技術結合在一起，成為目前所統(tǒng)稱的3C產品，并使家用電子電器產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位的單片機控制，其控制功能比較簡單，很難實現(xiàn)網絡化和無線傳輸，對于未來的智能家居系統(tǒng)的擴展性也比較有限。本文針對目前國內智能家居系統(tǒng)的局限性，提出一種基于嵌入式處理器ARM平臺以及以太網和GPRS網絡通信技術的智能家居系統(tǒng)，它不僅能對小區(qū)內住宅的安全狀況進行實時監(jiān)控，還能實現(xiàn)家用電器的遠程控制、“三表”(即水表、電表、燃氣表)的遠程抄送。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)的擴展提供了廣闊的空間。 本文首先詳細的介紹了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網絡通信技術的工作原理，最后給出了智能家居控制系統(tǒng)的硬件設計和軟件設計。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電路設計、以太網接口電路設計、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、以太網驅動及通訊程序、RS-485串行接口程序、GPRS網絡通信程序和報警I/O接口程序。 該系統(tǒng)主要部分包括小區(qū)內住宅的安防監(jiān)控，GPRS無線智能家電的遠程控制和無線報警以及抄表的遠程傳送。利用當前較為成熟的GPRS技術和以太網實現(xiàn)對小區(qū)內用戶進行集中安防監(jiān)控與管理，同時給出了系統(tǒng)的功能和結構以及硬件原理框圖和軟件設計思路及主要程序。
標簽： ARM 智能家居控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-07-12
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智能繡花機是當代最先進的繡花機械，廣泛應用于刺繡行業(yè)，國產繡花機著重于中低端產品的開發(fā)，而隨著電子、計算機技術的快速發(fā)展，用戶對高性能繡花機的需求日益增大。本文在詳細分析智能繡花機工作原理的基礎上，結合智能繡花機的功能需求與當前嵌入式領域的最新技術，設計了一種基于ARM和DSP為處理器的控制系統(tǒng)解決方案，主要研究工作和成果如下： (1)制定了系統(tǒng)總體方案和具體實驗方案，設計了信息處理和機電控制分離的結構。 (2)研制了基于S3C2410X為核心的主控制模塊，設計了用于外圍擴展的FLASH、SDRAM、USB數(shù)據(jù)存儲、以太網通信、UART接口、LCD觸摸屏顯示器等硬件電路。 (3)研制了基于TMS320LF2407A為核心的機電控制模塊，設計了繡框電機和主軸電機等硬件控制模塊。 (4)設計了基于CY7C027的雙口RAM通信模塊，實現(xiàn)ARM和DSP之間的高速數(shù)據(jù)通信。 (5)采用虛擬機技術建立了ARM的Linux交叉編譯環(huán)境和DSP的CCS共存的系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境，節(jié)約了使用資源。 (6)研究了DST繡花花樣文件存儲格式以及解碼方法，采用MiniGUI編程實現(xiàn)了一個友好的圖形用戶界面，簡要介紹SVPWM技術的DSP實現(xiàn)。
上傳時間： 2013-06-24
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21世紀是“信息世紀”，隨著人們生活水平的不斷進步，對于家居環(huán)境要求也日益增高。如何將信息產業(yè)的最新成果，應用于構建一個舒適和諧的家居環(huán)境，已日益引起人們的關注和重視。傳統(tǒng)的家庭電子電器類產品具有單個控制的特點，無法進一步構成網絡，和外界進行信息交互。“智能家居”概念的提出，改變了這種這種狀況。智能家居系統(tǒng)可以將相對獨立的電器產品“智能”地連接在一起，提供全方位信息交換功能，幫助家庭內部及外部實現(xiàn)信息暢通，從而優(yōu)化生活環(huán)境，提高生活質量。 本文提出了一種基于GPRS網絡的以ARM和嵌入式Linux操作系統(tǒng)為基礎的家庭網關無線接入方案，能通過手機短信息對控制節(jié)點進行遠程控制，實時獲得當前圖像信息和家居環(huán)境的各項物理參數(shù)。 本文所做的主要工作為： 1．調研了國內外智能化家居系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，并結合目前國內智能家居的發(fā)展特點，設計了基于嵌入式系統(tǒng)的智能家居監(jiān)控系統(tǒng)。在設計中選用了ARM9 S3C2440處理器和嵌入式Linux操作系統(tǒng)，主要由基于ARM的主控模塊、GPRS短信發(fā)送模塊、基于nRF2401的無線（分）節(jié)點通信模塊幾個部分組成。 2．建立了嵌入式系統(tǒng)的平臺和開發(fā)環(huán)境。主要包括嵌入式Linux的裁減、設備驅動程序的編寫，交叉編譯和串口驅動的編寫，完成了USB驅動的移植。 3．在組網方式上選擇了nRF2401無線射頻模塊和GPRS模塊，完成了周邊器件的電路設計，實現(xiàn)了無線模塊的相互通信和信息傳輸。 4．實現(xiàn)了XMODOM協(xié)議，將圖片和物理信息傳送至GPRS模塊，并實現(xiàn)了彩信的MMS發(fā)送。 本文完成了智能家居監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設計和軟件設計，并進行了調試，驗證了所設計系統(tǒng)的有效性和實用性。實驗結果表明提出的監(jiān)控系統(tǒng)設計方法是可行的，且整個系統(tǒng)具有良好的通用性和可擴展性。由于采用Linux作為嵌入式操作系統(tǒng)，符合嵌入式的發(fā)展潮流，方便了在該設計的基礎上進行二次開發(fā)和擴展。
標簽： GPRS ARM 智能家居 監(jiān)控系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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