隨著采煤自動化技術的發展,對煤礦井下供電系統可靠性、安全性和連續性的要求越來越高的要求,因此對礦用隔爆型高壓開關智能綜合保護系統的研究具有重要的理論和應用價值。隨著微機保護的發展,一些新的保護原理和方案,受到越來越多的關注,并逐步得到實際應用。然而這些新方法在改善保護性能的同時也對微機保護裝置的計算精度、速度和尋址空間等提出了更高的要求,因而也對構成微機保護裝置的硬件平臺提出了更高的要求。針對以上問題本文提出了一種新的微機保護設計方案,設計了一種基于DSP 和單片機雙CPU 結構的微機保護系統,并應用于高壓開關裝置當中DSP 作為主CPU 芯片主要完成數據采集、數據處理和保護等功能,8051 作為從CPU 主要完成鍵盤處理、液晶顯示處理和通訊等人機對話功能。此雙核結構具有并行工作,分工明確的優點,既保證了繼電保護的速動性,選擇性、靈敏性和可靠性,又實現了實施測量的高精度。 本文首先根據礦井高壓電網的實際情況,從理論上分析了礦井高壓電網常見故障的電氣特征,并參照相關標準制定了相應的保護原理和動作指標,尤其是針對礦井供電系統中普遍采用中性點不接地的情況,采用了“基于零序功率方向型”的選擇性漏電保護原理。然后分析了交流采樣、直流采樣方法的優缺點,確定了高壓防爆開關保護系統的采樣方式。 保護系統的硬件是實現保護原理的平臺,其穩定性和可靠性直接影響到保護功能的實現。本微機保護系統是基于DSP 和單片機的雙CPU 微機線路綜合保護測控裝置,DSP 的采用大大提高了保護裝置的數據處理速度,雙CPU 結構大大提高了裝置的可靠性。另外,該裝置不僅可以完成繼電保護功能,而且緊隨當前電力系統自動化發展的需要,還可以完成測量、控制、數據通訊的功能,亦即實現保護、控制、測量、數據通訊一體化。
上傳時間: 2013-05-17
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隨著21世紀的到來,特別是近年來現代高科技和信息技術正在由智能大廈走向智能化住宅小區,進而走進家庭。人們對家居生活環境的要求也越來越高,并將注意力越來越多的放在了生活環境的安全性、舒適性和便利性上。 家居無線監控問題是當今國際建筑智能化領域的前沿性研究課題。無線傳感網絡的出現克服了家庭中布線的煩瑣,充分體現了智能家居系統的靈活、方便、高效。本項目研究開發了基于ZigBee技術和Internet技術的智能家居監控系統,將Internet的遠程監控與ZigBee短距離控制相結合,實現系統的家居無線控制和數據采集,避免了綜合布線,可擴展性好。 本文首先進行系統總體設計,結合底層ZigBee無線傳感網絡的特點和系統總體網絡監控的要求,將該系統設計分為四部分:無線傳輸模塊、數據處理模塊、以太網傳輸模塊、上位機顯示界面。然后對ZigBee協議標準做了全面地研究分析,同時給出了基于CC2430的無線傳輸模塊的軟硬件設計和星型網絡搭建,并給出了測試結果。接著設計了基于TMS320F2812的數據處理模塊,給出了硬件電路和外圍輔助電路設計方案,并為其移植了實時操作系統μc/OS-Ⅱ。本設計完成了基于RTL8019AS的以太網傳輸模塊設計和系統的以太網通信程序的設計,實現了從底層ZigBee無線傳感網絡的數據采集最終到監控機的數據傳輸并測試成功。最后在VC++6.0環境下,應用Windows Sockets套件接口開發顯示界面對底層采集的數據分類顯示。 整個智能家居監控系統能夠對家用電器的完成開關量的控制,還能夠對三 表(水表、電表、燃氣表)進行無線抄表,最重要的是可監測來自家庭安防傳感器(火警、煤氣泄露)的數據,以備物業等部門監控。通過測試后,證實了設計方案的正確性,結果滿足系統設計要求,該設計具有一定的新穎性和實用性。關鍵詞:智能家居,ZigBee,數據處理,μC/OS-Ⅱ,Windows Sockets
上傳時間: 2013-06-28
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溫室是設施農業的重要組成部分,國內外溫室種植業的實踐經驗表明,提高溫室的自動控制和管理水平可充分發揮溫室農業的高效性。隨著傳感技術,計算機技術及通訊技術的迅猛發展,現代化溫室信息自動采集及智能控制系統的開發已越來越引起人們的重視,并成為一個具有重要意義的研究方向。因此設計了基于PIC單片機的溫室自動控制系統,使其對溫室環境進行控制,為植物創造適宜的生長條件,從而使農作物獲得高產,提高農業生產的經濟效益。 文中論述了國內外溫室環境控制技術的發展及現狀,分析了溫室的內部機理,給出了所采用的溫室小氣候溫濕度模型;通過對溫室環境歷史數據的分析,得出了溫室溫度控制系統的近似數學模型。 系統采用模糊控制算法實現對溫濕度的控制。詳細研究了模糊控制的機理,建立了針對幾種執行機構的模糊控制規則表;在模糊推理中采用了T-S模型的推理方法,此方法確定的控制規則工程意義明確,易于調整。并以溫度控制系統為對象,使用MATLAB對模糊算法進行仿真;仿真結果表明,這種算法具有超調量小、穩定性強、適應性好等特點,能夠達到預期的控制效果,是一種較為理想的智能控制方案。 溫室自動控制系統的硬件部分由上位機和下位機及其外圍電路組成。上位機采用PC機,通過與下位機間的通信實現對溫室的統一管理;下位機及其外圍電路實現溫室環境參數的檢測、顯示和實時控制,微處理器采用的是PIC16F877A單片機。這種以單片機為核心的控制器還可以在不依賴上位機的情況下獨立實現參數的測控。 在軟件設計方面,將模糊控制算法引入其中,給出了主程序、模糊算法程序、通信程序等程序流程圖。使用MSComm控件實現上下位機間通信;并采用VB6.0對上位機界面進行了設計,使程序簡單、清晰、為用戶提供了直觀友好的管理平臺。整個系統軟硬件搭配合理,設計、開發、維護方便,具有較高的性價比。
上傳時間: 2013-07-21
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基于FPGA的智能小車系統就是本地計算機通過接入Internet小車實現對遠端工作現場、危險工作地段等特殊環境進行監視和控制的系統。智能小車是智能行走機器人的一種,這種智能小車可以適應不同環境,不受溫度、濕度、空間、磁場輻射、重力等條件的影響,可以在人類無法進入或生存的環境中完成人類無法完成的探測任務。適用于國防及民用多個領域。整個系統以遙控小車裝置為基礎,通過配置在上面的攝像頭實現圖像的采集及對行車道的檢測,通過配置的紅外測溫儀探測環境和目標的溫度,具有一定的智能性。其明顯的優點是可以通過網絡遠程控制小車運行及采集現場的溫度、圖像等相關信息,完成人類在特定條件下無法完成的工作。對人類的科學研究、探索未知領域、遠程監控等有著重要的意義。 論文在深入研究SOPC和嵌入式操作系統的基礎上,提出了基于FPGA的智能小車遠程監控方案。采用FPGA來實現,可以充分利用現有的IP核,功能擴展容易,設計開發成本低,上市時間快,修改方便,甚至可以遠程重構系統。與單片機相比,集成度高,可靠性好,調試和維護方便。 論文主要內容包括以下幾個部分:在對智能小車功能分析的基礎上,設計了硬件系統,并在FPGA上構建了基于Nios Ⅱ的嵌入式系統,配置了SPI、串行口和以太網接口模塊和驅動程序,以及各種存儲器。移植了μClinux操作系統,配置嵌入式Web服務器,編寫CGI程序,設計了動態網頁;并對行車道檢測系統進行了研究,在DSP Builder中構建了該模塊,并在Matlab中進行了仿真。在研究數碼相機模塊和紅外測溫模塊的基礎上,編寫了圖像采集和溫度測量程序以及小車運動控制程序,并對系統進行了調試,初步達到通過Internet實現遠程監控的目的。
上傳時間: 2013-05-24
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信息技術在建筑行業的高速發展使得智能住宅和智能小區迅速崛起并成長為巨大的新興產業。文章提出了一個基于$3C2410的高性能、低價格的WLAN智能住宅控制終端的設計方案。該方案依托成熟的無線局域
上傳時間: 2013-05-26
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基于電子鼻技術和嵌入式技術的智能乙醇電子鼻系統是針對乙醇氣體濃度檢測的集成系統,可以在規定的溫度、濕度和氣壓條件下,分析測量出氣體中乙醇含量,具有廣闊的應用前景。本文中智能乙醇電子鼻系統的研制涉及到測量人體肺深部氣體中的乙醇含量,即呼出氣體中的乙醇含量BrA.(breat.alcoho.concentration),然后根據比例關系得出人體血液中的乙醇含量BAC(bloo.alcoho.concentration),本文的研究內容如下: 第一章提出了課題來源及研究意義;在此基礎上分析電子鼻技術和嵌入式技術的國內外研究現狀,涉及到乙醇電子鼻、氣敏傳感器,以及嵌入式操作系統等技術;然后根據這些技術特點,確定了本文的研究內容和實施路線;最后,給出了論文的框架結構。 第二章分析系統需求,結合嵌入式技術理論,確定系統硬件方案和軟件方案;在硬件方案中涉及到信息的處理、存儲、通信等,在軟件方案中涉及到嵌入式操作系統、文件系統、GUI系統的選擇;對于乙醇電子鼻傳感器方案,詳細論述了乙醇燃料電池的工作過程及原理;最后,制定了智能乙醇電子鼻系統的總體技術及實施方案。 第三章著重闡述了系統的硬件設計過程,采用模塊化思想,分階段、分步驟地設計了硬件電路:分別從中央處理單元、信息采集及預處理、數據顯示及報警、數據通信、數據存儲、人機交互這六個方面,詳細描述了硬件電路的工作過程和原理;至此,搭建出了硬件平臺。 第四章主要描述了系統的軟件設計過程,按照軟件開發的流程,從系統引導代碼BootLoader的編寫,到嵌入式操作系統μClinux的移植,再到文件系統JFFS2的移植,最后到MiniGUI圖形庫的移植,都一一詳細論述了實現過程;至此,搭建出了系統的軟件平臺。 第五章基于搭建的軟件平臺,闡述了系統相關驅動程序的開發過程、操作界面和應用程序的設計過程,給出了系統的界面圖與操作流程圖,明確體現了系統的功能模塊;至此,完成了智能乙醇電子鼻系統的驅動及應用程序開發。 第六章和第七章,針對智能乙醇電子鼻系統的測試分析,搭建了系統測試平臺,指定了符合本系統的測試指標及標準;對測試結果進行詳細分析和對比,得出了系統性能的評價。根據這些評價,提出了系統的不足和今后要進一步研究和完善的方面。關鍵詞:乙醇電子鼻;嵌入式系統;燃料電池;ARM;μCLinux操作系統
上傳時間: 2013-07-24
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智能公交系統是城市交通系統的一個重要組成部分,在城市交通公交優先的背景下,欲緩解城市交通擁堵的現象,就必須大力發展公交事業。智能公交系統的建設可以改善公交公司的企業管理方法,提高公交系統的運營效率與服務水平,是城市公交事業發展的重要一步。 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方法。 GPS是由美國建立的新一代衛星導航與定位系統,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,配合中國移動穩定可靠、覆蓋面廣、數據傳輸速度極快的GPRS網絡作為信息傳輸的媒介,以GPS、GPRS為主要技術的智能公交系統較以往利用射頻、數傳電臺技術方式建造的公交系統具有更加穩定、實時性更高等特點,是當前智能公交系統設計的理想方案。 基于ARM的智能公交車載終端是智能公交系統的重要組成部分,是整個系統的信息終端,負責信息的接收和發布,在系統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,該智能公交系統已經實現了正點考核、實時監控、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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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,國產繡花機著重于中低端產品的開發,而隨著電子、計算機技術的快速發展,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解決方案,主要研究工作和成果如下: (1)制定了系統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數據存儲、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ARM和DSP之間的高速數據通信。 (5)采用虛擬機技術建立了ARM的Linux交叉編譯環境和DSP的CCS共存的系統開發環境,節約了使用資源。 (6)研究了DST繡花花樣文件存儲格式以及解碼方法,采用MiniGUI編程實現了一個友好的圖形用戶界面,簡要介紹SVPWM技術的DSP實現。
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,對于家居環境要求也日益增高。如何將信息產業的最新成果,應用于構建一個舒適和諧的家居環境,已日益引起人們的關注和重視。傳統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信息暢通,從而優化生活環境,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點進行遠程控制,實時獲得當前圖像信息和家居環境的各項物理參數。 本文所做的主要工作為: 1.調研了國內外智能化家居系統的研究現狀和發展趨勢,并結合目前國內智能家居的發展特點,設計了基于嵌入式系統的智能家居監控系統。在設計中選用了ARM9 S3C2440處理器和嵌入式Linux操作系統,主要由基于ARM的主控模塊、GPRS短信發送模塊、基于nRF2401的無線(分)節點通信模塊幾個部分組成。 2.建立了嵌入式系統的平臺和開發環境。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,實現了無線模塊的相互通信和信息傳輸。 4.實現了XMODOM協議,將圖片和物理信息傳送至GPRS模塊,并實現了彩信的MMS發送。 本文完成了智能家居監控系統的硬件設計和軟件設計,并進行了調試,驗證了所設計系統的有效性和實用性。實驗結果表明提出的監控系統設計方法是可行的,且整個系統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,符合嵌入式的發展潮流,方便了在該設計的基礎上進行二次開發和擴展。
上傳時間: 2013-04-24
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數字信號微處理器與計算機之間的數據通信越來越受到重視。本文主要介紹TI公司'54x系列DSP 通過主機接口(HPI)與計算機并口進行通信的簡易設計方案。該方案以簡單的電路設計實現了穩定的數據傳
上傳時間: 2013-06-10
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