隨著世界能源危機的到來，太陽能光伏發(fā)電在能源結(jié)構(gòu)中正在發(fā)揮著越來越大的作用。而太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件并網(wǎng)逆變器的性能還需要進一步提高。為了迎合市場上對高品質(zhì)、高性能、智能化并網(wǎng)逆變器的需求，我們將ARM+DSP架構(gòu)作為并網(wǎng)逆變器的控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)集成了ARM和DSP的各自的強大功能，使并網(wǎng)逆變器的性能和智能化水平得到了顯著提高。本論文是基于山東大學(xué)魯能實習(xí)基地“光伏并網(wǎng)逆變器項目”，目前已經(jīng)試制出樣機。本人主要負責(zé)并網(wǎng)逆變器控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計工作。本文主要研究內(nèi)容有： 1.本并網(wǎng)逆變器采用了內(nèi)高頻環(huán)逆變技術(shù)。文中詳細分析了這種逆變器的優(yōu)缺點，進行了充分的系統(tǒng)分析和論證。 2.采用MATLAB/Simulink軟件對并網(wǎng)逆變器的控制算法進行仿真，包括前級DC-DC變換的控制算法以及后級DC-AC逆變的控制算法。通過仿真驗證了所設(shè)計算法的可行性，對DSP程序開發(fā)提供了很好的指導(dǎo)意義。 3.本文將ARM+DSP架構(gòu)作為逆變器的控制系統(tǒng)，并設(shè)計了相應(yīng)的硬件控制系統(tǒng)。DSP控制板硬件系統(tǒng)包括AD數(shù)據(jù)采集、硬件電流保護、電源、eCAN總線，SPI總線等硬件電路。ARM板硬件系統(tǒng)包括SPI總線、RS232總線、RS480總線、以太網(wǎng)總線、LCD顯示、實時時鐘、鍵盤等硬件電路。 4.本文設(shè)計和實現(xiàn)了兩種最大功率點跟蹤控制算法：功率擾動觀察法或增量電導(dǎo)法；孤島檢測方法采用被動式和主動式兩種檢測方式，被動式所采用的方法是將過/欠電壓和電壓相位突變檢測相結(jié)合的方式，主動式采用正反饋頻率偏移法；為了實現(xiàn)并網(wǎng)逆變器的輸出電流與電網(wǎng)電壓同頻同相，使用了軟件鎖相環(huán)控制技術(shù)。本文分別給出了以上各種算法的控制程序流程圖。 5.本文也給出了AD數(shù)據(jù)采集、eCAN總線、RS232、RS485、以太網(wǎng)、PWM輸出等程序流程圖，以及DSP和ARM之間的SPI總線通信程序流程圖。并且分別給出了ARM管理機控制系統(tǒng)主程序流程圖和DSP控制機控制系統(tǒng)主程序流程圖。 6.最后對并網(wǎng)逆變器樣機進行實驗結(jié)果分析。結(jié)果顯示：該樣機基本上實現(xiàn)了本文提出的設(shè)計方案所應(yīng)完成的各項功能，樣機的性能比較理想。
標簽： ARMDSP 架構(gòu) 太陽能光伏 并網(wǎng)逆變器
上傳時間： 2013-07-10
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隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展和信息技術(shù)以及數(shù)字化產(chǎn)品的普及，嵌入式系統(tǒng)已被應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)、手持通信設(shè)備、儀器儀表、國防軍事以及自動化控制等各個領(lǐng)域。而結(jié)合視頻監(jiān)控的嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)更是應(yīng)用的熱點。正是順應(yīng)這一趨勢，作者展開了對遠程視頻監(jiān)控相關(guān)技術(shù)的研究，設(shè)計了基于嵌入式平臺的遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)以友善之臂公司的friendly arm作為硬件平臺、嵌入式linux作為軟件平臺、以傳統(tǒng)的以太網(wǎng)來實現(xiàn)高速的視頻數(shù)據(jù)傳輸實現(xiàn)遠程視頻監(jiān)視、以GPRS作為擴展模塊來實現(xiàn)遠距離的用戶手機報警提示。該系統(tǒng)主要設(shè)計應(yīng)用于無人值守的家用現(xiàn)場環(huán)境。 論文詳細的論述了基于ARM9的S3C2410A作為系統(tǒng)硬件平臺、擴展外圍的GPRS模塊、視頻數(shù)據(jù)采集模塊和觸摸屏顯示模塊的嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)。還詳細的論述了在該平臺上配置交叉開發(fā)環(huán)境和移植bootloader的過程，裁剪和配置嵌入式linux系統(tǒng)的過程。同時按照系統(tǒng)方案設(shè)計了視頻數(shù)據(jù)采集應(yīng)用軟件，基于TCP/IP的以太網(wǎng)視頻數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用軟件，以及基于GPRS的串口數(shù)據(jù)發(fā)送軟件。系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)場采集的視頻數(shù)據(jù)做相應(yīng)的處理，啟用GPRS發(fā)送警示短信息；同時用戶可以根據(jù)現(xiàn)有接入以太網(wǎng)的計算機來調(diào)閱現(xiàn)場的視頻數(shù)據(jù)信息。 最后將該監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用于普通的家用環(huán)境，結(jié)果通過對現(xiàn)場采集的視頻數(shù)據(jù)和發(fā)送的警示短信息表明該系統(tǒng)能夠滿足于同常的無人值守的家用環(huán)境。同時總結(jié)了存在的問題以及今后需要改進的方向：首先，該系統(tǒng)有良好的擴展性能，通過相應(yīng)的總線和接口擴展可以實現(xiàn)智能家用電器控制系統(tǒng)；其次，該系統(tǒng)有一定的商業(yè)和社會價值。當然系統(tǒng)也有不足的地方，軟件設(shè)計處于測試階段，有很多需要完善的地方。最后，通過研究和實驗表明：基于ARM/GPRS的遠程家用監(jiān)控系統(tǒng)具備了實時監(jiān)控和即時報警功能，可以應(yīng)用于實際家用監(jiān)控場合。
標簽： ARMGPRS 遠程 家 監(jiān)控平臺
上傳時間： 2013-04-24
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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(fù)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(xùn)練是基本的軍事訓(xùn)練科目，改善訓(xùn)練環(huán)境、改進訓(xùn)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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在現(xiàn)代工業(yè)測控領(lǐng)域，人們對數(shù)據(jù)采集的要求越來越高；不僅要求高速、高精度還要求采集設(shè)備便攜化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化，此外還需要友好的人機界面。傳統(tǒng)的8/16位單片機因資源極度受限，難以滿足上述要求；而PCI或ISA數(shù)據(jù)采集卡，則存在著安裝麻煩、價格昂貴且電磁兼容性差等缺點。32位嵌入式微處理器的出現(xiàn)很好地解決了上述矛盾，本文的研究正是基于ARM的嵌入式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計。 本文以齒輪箱或機械轉(zhuǎn)軸的振動信號為采集對象設(shè)計了基于ARM處理器和嵌入式Linux的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)硬件平臺以S3C2410主控板和自行研制的振動信號調(diào)理板為核心，在此基礎(chǔ)上擴展了UART、RS485、USB、TCP/IP以及單總線通信接口，適應(yīng)多種條件下的數(shù)據(jù)傳輸。同時系統(tǒng)提供了LCD顯示和觸摸屏輸入模塊，具備良好的人機交互功能。軟件方面，搭建Linux交叉開發(fā)環(huán)境，實現(xiàn)了基于Linux操作系統(tǒng)的Bootloader的移植。最后，根據(jù)課題需要，完成了A/D采樣和單總線驅(qū)動程序的設(shè)計。 本嵌入式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)存儲容量大，硬件接口豐富，軟件資源配置靈活，設(shè)計方案具有很好的通用性和可擴展性。
標簽： ARM 處理器 數(shù)據(jù)采集 系統(tǒng)設(shè)計
上傳時間： 2013-05-28
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臭氧（O3）作為一種無污染的強氧化劑，已在醫(yī)學(xué)、衛(wèi)生、食品、飼養(yǎng)業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、化工生產(chǎn)、大氣凈化、污水處理和飲用水殺菌消毒等行業(yè)廣泛應(yīng)用，取得了顯著效果，其應(yīng)用規(guī)模也越來越大。在使用中，如果臭氧濃度過高會加大設(shè)備造價同時對人體有危害，臭氧濃度太小又難以收到滿意效果。因此在很多場合必須嚴格控制臭氧的濃度，以便達到既能殺菌消毒，又不危害人體健康的目的。目前，臭氧檢測的方法分為兩類，一類是采樣后實驗室分析，首先進行環(huán)境空氣的樣品采集，然后拿到實驗室利用化學(xué)方法進行分析；一類是自動監(jiān)測儀器法，利用臭氧自動監(jiān)測儀進行環(huán)境空氣中臭氧濃度的測定。然而在對臭氧消毒后空氣中臭氧濃度檢測的過程中，以上兩種方法具有檢測周期長、操作步驟復(fù)雜、設(shè)備體積大、不便于攜帶等缺點。因此設(shè)計一種檢測方法簡單、體積小、重量輕、低功耗、智能化程度高的便攜式臭氧濃度檢測儀具有一定的現(xiàn)實意義。 在硬件設(shè)計上，首先，為了完成臭氧濃度信號的提取，對臭氧傳感器進行了精心的選擇；其次，為了保證傳感器穩(wěn)定可靠的工作，重點設(shè)計了恒電位儀電路，同時為了滿足后續(xù)A/D檢測精度的要求，對檢測到的電壓信號進行了調(diào)理；最后，為了實現(xiàn)系統(tǒng)的基本功能，以ARM微處理器LPC2210為核心搭建了系統(tǒng)的硬件平臺。 在軟件設(shè)計上，為了提高系統(tǒng)的智能化程度，引入了μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)。同時為了減少系統(tǒng)功耗盡量縮短CPU的運行時間。當儀器無人操作一段時間后，系統(tǒng)會自動關(guān)閉一部分外圍器件并且使微處理器處于掉電狀態(tài)以減少功耗。 在操作的可靠性方面，設(shè)計了一鍵開機功能；同時為了延長電池的使用壽命，設(shè)計了電源智能管理模塊。
上傳時間： 2013-05-21
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智能電表、水表、煤/燃氣表、熱量表等大量地出現(xiàn)在人們的生活中，同時這些儀表的抄錄工作變得越來越煩瑣，工作量大，工作效率低，不僅給用戶帶來不便，而且會存在漏抄、誤抄、估抄的現(xiàn)象。隨著電子技術(shù)、通信技術(shù)和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，人工抄表已經(jīng)逐步被自動抄表所代替。 集中器是一個數(shù)據(jù)集中處理器，是多對象自動抄表系統(tǒng)的通信橋梁，負責(zé)對各智能表的數(shù)據(jù)進行采集、存儲和管理，及時有效地向上位機傳輸數(shù)據(jù)并執(zhí)行上位機發(fā)送的指令。提高多對象集中器數(shù)據(jù)處理能力，有效完成上下行通信是多對象自動抄表系統(tǒng)AMRS（Automation Meter Reading System）目前需要解決的關(guān)鍵問題。 本文針對多對象集中器這樣一個較復(fù)雜的通信與控制系統(tǒng)，提出采用32位的高性能嵌入式微處理器。32位ARM9微處理器處理速度快、硬件性能高、低功耗、低成本，集成了相當多的硬件資源，硬件的擴展和設(shè)計大大簡化，ARM9（S3C2410）為工業(yè)級芯片，抗干擾能力強，能夠適應(yīng)運行現(xiàn)場的較惡劣環(huán)境，8/16位微控制器運算能力有限，對于較復(fù)雜的通信與控制算法難以順利完成；硬件平臺依賴性強，不利于軟件的開發(fā)、升級與移植；在缺乏多任務(wù)調(diào)度機制的情況下，應(yīng)用軟件不僅實現(xiàn)難度大，且可靠性難以保證。 本文首先對多對象遠程抄表系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)進行研究，主要研究了多對象遠程抄表系統(tǒng)中集中器的軟件和硬件實現(xiàn)，對硬件資源進行了外圍擴展，對S3C2410微處理器芯片的外圍硬件進行了擴展設(shè)計，使之具備了滿足使用需求的最小系統(tǒng)硬件資源，包括時鐘、復(fù)位、電源、外圍存儲、LCD、RS-485通信模塊、CAN通信模塊等電路設(shè)計。實時時鐘為多對象集中器定時抄表提供時間標準；電源電路為多對象集中器系統(tǒng)提供穩(wěn)定電源；看門狗電路的設(shè)計保證多對象集中器系統(tǒng)可靠運行，防止系統(tǒng)死機；數(shù)據(jù)存儲器主要用于存儲參數(shù)、變量、集中器自身的參數(shù)，負責(zé)智能表的參數(shù)以及智能表用量等。上行通道即多對象集中器與上位機之間的通信線路，采用CAN現(xiàn)場總線進行通信；下行通道即多對象集中器與智能表之間的通信，采用RS-485總線進行通信。軟件設(shè)計上，主要針對多對象集中器的數(shù)據(jù)存儲功能和串行通訊功能進行程序編寫。基于ARM的多對象遠程抄表系統(tǒng)集中器可以實現(xiàn)多對象遠程抄表，提高了數(shù)據(jù)處理能力，有效完成了上下行通信，可靠性強，穩(wěn)定性高，結(jié)構(gòu)簡單。
標簽： ARM 對象 遠程抄表系統(tǒng) 集中器
上傳時間： 2013-06-07
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隨著嵌入式的廣泛應(yīng)用，對傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的改造，開發(fā)新型的嵌入式采集系統(tǒng)，目前已成為研制的熱點。起重機采集系統(tǒng)類似于飛機上的“黑匣子”，能自動記錄起重機運行數(shù)據(jù)，并能以文件的形式存儲起重機的運行數(shù)據(jù)，而且可以通過USB通信接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)移。與傳統(tǒng)的采集數(shù)據(jù)相比，此系統(tǒng)有采集速度快，性能穩(wěn)，功耗低，讀取數(shù)據(jù)方便的優(yōu)點。只需插入U盤，幾分鐘內(nèi)就可以將數(shù)據(jù)取走，避免了傳統(tǒng)將電腦帶入現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)的缺點。在起重機采集系統(tǒng)的項目開發(fā)過程中，本人的主要工作是實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計，通過構(gòu)建基于ARM微處理器和開源Linux操作系統(tǒng)的平臺，實現(xiàn)起重機運行數(shù)據(jù)的U盤存儲。 本研究首先對課題研究的背景和整個系統(tǒng)做了概述；其次詳述了系統(tǒng)的硬件設(shè)計和Linux移植到AT91RM9200平臺的方法；然后詳細討論了系統(tǒng)的軟件設(shè)計即基于Linux的U盤驅(qū)動的實現(xiàn)以及Mass Storage類協(xié)議及其子類UFI命令集，并采用單批量傳輸協(xié)議實現(xiàn)了部分UFI子類命令以實現(xiàn)對U盤邏輯扇區(qū)讀、寫等操作的驅(qū)動程序；在U盤上采用目前主流操作系統(tǒng)（Windows，Linux等）所支持的FAT32文件格式，實現(xiàn)了文件的讀寫等API函數(shù)，并在此基礎(chǔ)上按文件系統(tǒng)的實現(xiàn)層次對其進行設(shè)計與優(yōu)化，實現(xiàn)了起重機運行數(shù)據(jù)的可靠存儲；最后對課題研究做了總結(jié)。
標簽： ARM 起重機 數(shù)據(jù)采集 存儲
上傳時間： 2013-07-09
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本文設(shè)計一個智能時鐘日歷溫度計，要求既能掌握時間又能了解天氣溫度的變化，方便又適用的智能時鐘日歷溫度計是以單片機（AT89C51）為核心，使用溫度采集芯片DS18B20來對當時室溫進行采集，通過液晶屏TS1602-1來顯示，DS12C887時鐘芯片來讀取時間。時鐘芯片需要初始化進行啟動，設(shè)置初值后不用再反復(fù)設(shè)置，并且可以準確顯示年、月、日、時、分、秒，少于31天的月份自動地調(diào)整，包括閏年補償，還可以設(shè)置鬧鈴并通過蜂鳴器鳴報來提示，電路安裝四個按鍵來控制溫度及時間的修改，通過選擇鍵分別對要修改的值進行修改
標簽： 時鐘 數(shù)字溫度計
上傳時間： 2013-04-24
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