生物發(fā)酵作為現(xiàn)代生物技術(shù)工業(yè)的重要組成部分，已被廣泛用于食品、制藥等各個領(lǐng)域，并顯示出良好的發(fā)展前景和巨大的市場潛力。但由于生物發(fā)酵過程是一種復雜的生化反應(yīng)過程，控制變量眾多且相互關(guān)聯(lián)度較大，采用傳統(tǒng)控制方法難以實現(xiàn)有效控制。 因此，本文根據(jù)生物發(fā)酵的流程特點和當今國內(nèi)市場的切實需要，在總結(jié)國內(nèi)外相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，針對非線性、時變、大滯后的發(fā)酵過程，將智能控制技術(shù)融入到了生物發(fā)酵控制系統(tǒng)中，主要對發(fā)酵過程中的溫度、PH值的控制算法進行研究，分別設(shè)計了仿人智能模糊PID控制和仿人智能模糊控制，模擬仿真和實驗分析表明，控制效果優(yōu)于傳統(tǒng)算法。 基于32位ARM架構(gòu)的嵌入式微處理器以其高性能、低功耗、低成本的優(yōu)勢，得到了很好的推廣，同時國內(nèi)微電子與嵌入式技術(shù)得到了迅速發(fā)展。鑒于此背景，本系統(tǒng)現(xiàn)場控制的下位機的硬件平臺采用基于S3C2410的處理器，軟件設(shè)計中采用了嵌入式Linux系統(tǒng)。同時采用了集散控制技術(shù)，實現(xiàn)一臺上位機可以同時與多臺下位機的數(shù)據(jù)通訊和遠程監(jiān)控，且下位機可以脫離上位計算機單獨對各種參數(shù)進行控制。 本文的工作重點主要包括：主要參數(shù)測量與控制、發(fā)酵過程系統(tǒng)的總體設(shè)計、嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計。本發(fā)酵控制系統(tǒng)對發(fā)酵過程進行實時監(jiān)測、優(yōu)化操作，不僅能避免人工操作的不確定因素，提高自動化水平，而且能夠?qū)Πl(fā)酵過程中主要參數(shù)進行有效控制，具有重要的現(xiàn)實意義。
標簽： ARMLinux 生物發(fā)酵 智能控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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嵌入式技術(shù)與GPRS、GPS的結(jié)合實現(xiàn)了許多傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)終端通過遠程聯(lián)網(wǎng)進行無線監(jiān)控，如車載GPS監(jiān)控系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)現(xiàn)場環(huán)境信息監(jiān)控系統(tǒng)、航標定位監(jiān)控系統(tǒng)等等。此類系統(tǒng)的終端具有以下特點：一是監(jiān)控終端自身是智能設(shè)備：二是監(jiān)控終端需要將GPS測量的位置報告給監(jiān)控中心；三是監(jiān)控終端本身無法通過網(wǎng)線接入互聯(lián)網(wǎng)而需要采用GPRS無線通信技術(shù)接入互聯(lián)網(wǎng)。 本論文主要研究GPS無線監(jiān)控系統(tǒng)中的無線監(jiān)控終端部分的理論與實現(xiàn)技術(shù)。利用現(xiàn)有成熟的無線網(wǎng)GPRS通信技術(shù)，采用嵌入式處理器ARM的無線監(jiān)控終端，并給出軟硬件實現(xiàn)方案。系統(tǒng)主要完成GPS數(shù)據(jù)采集和GPRS無線數(shù)據(jù)收發(fā)，主要包括四個部分：第一，PPP撥號程序pppd和chat的移植；第二，撥號腳本的修改與配置；第三，多進程技術(shù)實現(xiàn)GPS數(shù)據(jù)的串口讀取；第四，通過socket套接字編程實現(xiàn)監(jiān)控終端和監(jiān)控中心無線收發(fā)數(shù)據(jù)。 本設(shè)計是基于RedHatLinux9.0操作系統(tǒng)和立宇泰公司的ARMSYS2410開發(fā)平臺下完成的，軟件部分全部用Linux C語言實現(xiàn)。本文以理論聯(lián)系實際，給出了一個監(jiān)控終端的具體實現(xiàn)方案，并在實驗室內(nèi)使用服務(wù)器監(jiān)控程序進行完整的系統(tǒng)設(shè)計與初步仿真實現(xiàn)。
標簽： ARMLinux GPRS GPS 監(jiān)控終端
上傳時間： 2013-07-06
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射擊訓練是基本的軍事訓練科目，改善訓練環(huán)境、改進訓練質(zhì)量，在現(xiàn)代軍隊建設(shè)中具有重要的意義。本文首先從國內(nèi)外自動報靶技術(shù)的研究現(xiàn)狀出發(fā)論述了自動報靶技術(shù)的發(fā)展，在此基礎(chǔ)上提出了基于嵌入式機器視覺的智能報靶系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)。 本文討論了基于機器視覺的嵌入式報靶系統(tǒng)終端硬件組成、相關(guān)圖像格式和Linux操作系統(tǒng)，分析了嵌入式Linux操作系統(tǒng)、Qt/E和開源計算機視覺庫OpenCV關(guān)于ARM9處理器的移植，研究了圖像校正、圖像灰度化及二值化、圖像分割與裁剪和識別判靶的相關(guān)算法，提出了顏色模板判靶的理論，并通過以ARM嵌入式圖像處理識別模塊為核心，采用功能模塊設(shè)計理念的實現(xiàn)方案，從底層的操作系統(tǒng)及相關(guān)軟件的移植入手到圖像采集傳輸、圖像處理、識別判靶等步驟，解決了依托ARM處理器結(jié)合USB攝像頭完成自動圖像識別報靶的問題。文中給出了報靶系統(tǒng)的詳細硬件組成方案，并在嵌入式Linux操作系統(tǒng)下依托Qt庫和開源計算機視覺庫（OpenCV）解決了軟件組成與具體實現(xiàn)，最終在此基礎(chǔ)上論述了本課題設(shè)計的實驗裝置及詳細的實驗結(jié)果。
上傳時間： 2013-07-18
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在工業(yè)過程中，許多對象具有滯后特性，由于純滯后的存在，使得系統(tǒng)的超調(diào)量變大，調(diào)節(jié)時間變長。因此滯后過程被公認為較難控制的對象，而且純滯后占整個動態(tài)過程的時間越長，難控的程度越大。所以大純滯后對象的控制一直是困擾自動控制和計算機應(yīng)用領(lǐng)域的一大難題。而這類對象又廣泛存在于石油、化工、釀造、制藥、冶金等工業(yè)生產(chǎn)過程中。因此對該問題的研究具有重大的實際意義。 傳統(tǒng)的PID配合Smith預估補償器的控制方法，對模型誤差反映比較靈敏，當存在建模誤差或干擾時，控制效果并不能取得令人滿意的效果。近年來隨著模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等智能控制研究的不斷深入，有些學者將它們與Smith預估控制、PID控制及預測控制等相結(jié)合，提出了針對不確定大滯后系統(tǒng)的新的控制方法。雖然有些控制方案效果不錯，但系統(tǒng)的復雜程度和調(diào)試難度也隨之增加。因此設(shè)計簡單、快速、可靠的控制器，仍是一個重大課題。 本文首先介紹了大滯后過程的控制特點，概述了常用的大滯后過程的控制方法及其優(yōu)缺點。接著概要地介紹了嵌入式系統(tǒng)的優(yōu)點、發(fā)展歷史、現(xiàn)狀及前景。并針對性地介紹了ARM控制器的概況以及它的應(yīng)用領(lǐng)域。然后本文針對大滯后對象提出了自抗擾控制器與Smith預估補償器相結(jié)合的設(shè)計方案。通過仿真對比了本方案、PID配合Smith預估補償器及單一的自抗擾控制器的控制效果，表明自抗擾控制器與Smith預估補償器的結(jié)合有效地改善了大滯后對象的控制效果，增強了系統(tǒng)的魯棒性和抗干擾能力。為驗證該控制方案的實際控制效果，我們以PCT-II型過程控制實驗裝置中的具有大滯后特性的盤管內(nèi)部的溫度為被控對象，以JX44BO開發(fā)板作為主要的控制平臺設(shè)計并完成大滯后控制實驗。所以接下來本文介紹了實現(xiàn)這個嵌入式溫度大滯后控制系統(tǒng)所涉及到的硬件平臺、系統(tǒng)框圖以及實驗內(nèi)容。然后本文介紹了嵌入式控制平臺的控制界面以及各個主要功能的程序的實現(xiàn)，以及遠程客戶端程序在以太網(wǎng)通訊方面的程序?qū)崿F(xiàn)和遠程客戶端程序的操作界面。最后本文給出了本次實驗的參數(shù)設(shè)置以及最終的實驗結(jié)果。實驗結(jié)果表明在實際應(yīng)用中本文所提出的方案對于大滯后對象具有較好的控制效果。
標簽： ARM 控制 系統(tǒng)研究
上傳時間： 2013-06-11
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減搖鰭是船舶與海洋工程中的一種重要系統(tǒng)，目前已在多種船舶中廣泛應(yīng)用。減搖鰭對于提高船舶耐波性，增加船舶使用壽命，改善設(shè)備與人員的工作條件，提高艦艇的戰(zhàn)斗力具有重要作用。減小船舶橫搖是目前船舶運動控制領(lǐng)域的重要課題之一。本文以船舶減搖鰭系統(tǒng)作為研究對象，重點講述了基于ARM處理器的減搖鰭控制器的設(shè)計與實現(xiàn)方案。 減搖鰭系統(tǒng)目前大多采用基于力矩對抗原理的PID控制器。控制器的性能對船舶自然橫搖周期和無因次橫搖衰減系數(shù)有著很大的依賴關(guān)系。由于船舶橫搖運動的復雜性、非線性、時變性和海況的不確定性，經(jīng)典PID控制難以獲得滿意的控制效果。采用先進的控制策略是解決這一問題的有效方法。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)，便可對PID參數(shù)實現(xiàn)自整定。另外，浪級調(diào)節(jié)器做為減搖鰭控制器的一個重要組成部分，本論文也對其設(shè)計進行了研究，提出了一種基于海浪譜估計的浪級調(diào)節(jié)器的設(shè)計方法，彌補了傳統(tǒng)浪級調(diào)節(jié)器不能充分利用海浪信息的不足。 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，本課題設(shè)計了一款新型的基于ARM處理器的減搖鰭控制器，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LPC2214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(yīng)用程序。 研究結(jié)果表明：開發(fā)的嵌入式減搖鰭控制系統(tǒng)不僅具有集成度高、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。同時更能夠適應(yīng)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： 2013-07-10
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工廠底層的信息絕大部分都是通過現(xiàn)場總線進行傳遞的，但基于現(xiàn)場總線的工業(yè)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)無法實現(xiàn)與企業(yè)的Internet/Intranet無縫連接從而實現(xiàn)遠程監(jiān)控。所以本文就此問題展開研究，提出了一種基于S3C2410的嵌入式工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制器的平臺的設(shè)計方案，設(shè)計了一個具有網(wǎng)絡(luò)通信功能的控制器平臺。 1.針對網(wǎng)絡(luò)控制器的特點與要求，通過對比分析，選取了具體的硬件和軟件，以確保網(wǎng)絡(luò)控制器平臺的穩(wěn)定可靠。 2.具體設(shè)計了控制器相關(guān)硬件電路。包括存儲電路、以太網(wǎng)電路、串口電路、I/O口電路等。 3.建立了嵌入式Linux軟件開發(fā)平臺；對網(wǎng)絡(luò)通信的理論進行了研究，編寫了CGI外部擴展程序，實現(xiàn)了動態(tài)Web技術(shù)，使用戶可以通過瀏覽器對控制器進行遠程監(jiān)控。同時，開發(fā)了嵌入式數(shù)據(jù)庫SQLite應(yīng)用程序，使歷史數(shù)據(jù)、實時數(shù)據(jù)和技術(shù)參數(shù)的管理更加方便有序；開發(fā)了對應(yīng)的驅(qū)動程序確保了網(wǎng)絡(luò)控制器的的正常運行。 4.在完成嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制器硬件與軟件設(shè)計的基礎(chǔ)上，將控制器平臺應(yīng)用于智能加藥控制系統(tǒng)中，通過測試表明本網(wǎng)絡(luò)控制器平臺穩(wěn)定可靠。 總之，本文在深入研究嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制器的基礎(chǔ)上搭建了一個嵌入式的硬件和軟件平臺，確保了網(wǎng)絡(luò)控制器穩(wěn)定可靠并高效地運行，為第二次開發(fā)嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制器準備了一個比較理想的嵌入式平臺。
標簽： ARM 嵌入式工業(yè) 網(wǎng)絡(luò)控制器 平臺設(shè)計
上傳時間： 2013-04-24
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應(yīng)用于綠色電子產(chǎn)品的首要高性能、高能效硅方案供應(yīng)商安森美半導體(ON Semiconductor)推出一款新的線路驅(qū)動器件NCS5650，用于智能電表、工業(yè)控制和街道照明等電力線載波(PLC)通信應(yīng)用。NCS5650是一款高能效、低失真的AB類驅(qū)動器，專門用于驅(qū)動電力線路主電源(mains)，能夠接受源自任何PLC調(diào)制解調(diào)器的信號。
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上傳時間： 2013-04-24
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基于PC、圖像采集卡和存儲設(shè)備的傳統(tǒng)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)，體積龐大、功耗高、價格昂貴，只局限于特定范圍的應(yīng)用。而嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)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(yīng)用。 本文基于S3C2440＼Windows CE5.0平臺設(shè)計了一款具有網(wǎng)絡(luò)傳輸查看功能的嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。重點研究了OV9650 CMOS攝像頭芯片流接口驅(qū)動的實現(xiàn)過程和開發(fā)方法，設(shè)計了基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)視頻通信系統(tǒng)。并應(yīng)用H.263壓縮編解碼算法對采集到的視頻數(shù)據(jù)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(shè)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(fā)定制了一款基于S3C2440＼Windows CE5.0平臺的手持式接收終端。 本系統(tǒng)整合了圖像采集、網(wǎng)絡(luò)通信、H.263編解碼、視頻回放等多項技術(shù)，實現(xiàn)了嵌入式技術(shù)、以太網(wǎng)絡(luò)、視頻監(jiān)控三大前沿領(lǐng)域的有機結(jié)合。由于采用了ARM9單芯片控制方案，系統(tǒng)具有集成度高、可靠性高、功耗低、成本低、體積小、穩(wěn)定性好等特點，可應(yīng)用在遠程監(jiān)控、工業(yè)控制、視頻會議、智能家居等諸多領(lǐng)域。該系統(tǒng)架構(gòu)也為視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展提供了一種新思路。關(guān)鍵詞：ARM；WinCE；S3C2440；嵌入式；網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控
標簽： ARM 嵌入式 網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控 系統(tǒng)設(shè)計
上傳時間： 2013-04-24
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儀器儀表產(chǎn)品的總體發(fā)展趨勢是傳統(tǒng)的儀器儀表將仍然朝著高性能、高精度、高靈敏、高穩(wěn)定、高可靠、高環(huán)保和長壽命的“六高一長”的方向發(fā)展；新型的儀器儀表與元器件將朝著微型化、集成化、電子化、數(shù)字化、多功能化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、計算機化的方向發(fā)展；其中占主導地位、起核心或關(guān)鍵的作用是微型化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化。而我國儀器儀表在工業(yè)自動化儀表方面重點發(fā)展基本上是基于現(xiàn)場總線技術(shù)的主控系統(tǒng)裝置及智能化儀表和專用自動化儀表；閘門測控儀表一般的功能都是控制閘門開度、荷重，以及超限報警等基本功能。處理器核心也一般都是8/16位的單片機，8/16位單片機功能簡單難以滿足嵌入式設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)、圖像傳輸?shù)纫螅覍θ穗H交互功能的支持也相對較弱。 本文正是針對現(xiàn)有閘門測控儀存在的功能單一、網(wǎng)絡(luò)功能差、接口標準不統(tǒng)一、不具備監(jiān)控功能等問題，開發(fā)設(shè)計高性能新型智能儀表。以設(shè)計出一種智能型閘門測控儀表為研究出發(fā)點，在分析國內(nèi)主流儀表廠家的儀表操作方式和儀表功能的基礎(chǔ)上，合理地進行軟硬件設(shè)計，為在同一硬件平臺下實現(xiàn)多種儀表的功能進行創(chuàng)新性和探索性研究。提出基于ARM的嵌入式閘門智能測控儀表的設(shè)計，構(gòu)建基于ARM系統(tǒng)的硬件平臺和基于嵌入式Linux操作系統(tǒng)的軟件平臺。應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)技術(shù)設(shè)計開發(fā)全新的智能閘門測控儀主要功能包括：閘門開度和荷重自動檢測、實時性控制；過閘流量實時自動監(jiān)測；閘門運行狀態(tài)診斷與故障報警；實時工況圖像處理；工業(yè)以太網(wǎng)現(xiàn)場總線接口與網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)取?/p>
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(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，達到了預期的設(shè)計要求。
標簽： ARM 設(shè)施農(nóng)業(yè) 網(wǎng)絡(luò) 可編程
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