隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展,嵌入式系統(tǒng)在人們的生產(chǎn)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(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前嵌入式領(lǐng)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(gòu),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(chǔ)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(nèi)部溫度及加速度信號的采集實例。硬件設(shè)計分為核心系統(tǒng)設(shè)計和數(shù)據(jù)采集控制子系統(tǒng)設(shè)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(diào)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(shè)計與驗證,并預(yù)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(gòu),主要由A/D轉(zhuǎn)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(jīng)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(shè)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(diào)試,并對調(diào)試結(jié)果進行了分析。 調(diào)試結(jié)果表明,該硬件平臺不僅響應(yīng)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(yù)期的設(shè)計目標(biāo)。
標(biāo)簽: ARM 嵌入式 測控 平臺設(shè)計
上傳時間: 2013-07-26
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生物特征識別是指通過計算機,利用人體固有的生理特征,如指紋,靜脈來進行個人身份鑒別的技術(shù)。由于生物特征唯一性和不變性,使得生物特征識別與傳統(tǒng)的方法如數(shù)字密碼和身份證相比,具有更高的安全性和易用性。傳統(tǒng)的高性能自動識別系統(tǒng)大多基于PC平臺聯(lián)機應(yīng)用,然而在實際應(yīng)用中往往對自動識別系統(tǒng)要求有更高的便攜性和易用性,嵌入式技術(shù)的快速發(fā)展使得實現(xiàn)這樣的系統(tǒng)變?yōu)榱丝赡堋?生物特征識別系統(tǒng)主要由通用模塊的控制系統(tǒng)與非通用模塊的圖像采集設(shè)備與識別算法組成。本文針對通用模塊與非通用模塊接口問題進行研究和設(shè)計,實現(xiàn)了一個工作良好的嵌入式平臺。 本課題在設(shè)計核心板、擴展板、轉(zhuǎn)接板的硬件基礎(chǔ)上,移植實時操作系統(tǒng)Linux,編寫各種接口與模塊的驅(qū)動、多路攝像頭切換程序,并很好的解決了攝像頭采集生物特征時光強控制問題,為很好的采集到清晰圖像提供了一個良好穩(wěn)定的硬件平臺。 本課題所設(shè)計的嵌入式系統(tǒng)通過測試,做了大量的實驗,并將所采集到的手指靜脈圖像進行討論分析,具有實用價值。
上傳時間: 2013-06-03
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近年來,網(wǎng)絡(luò)音樂,特別是網(wǎng)絡(luò)電臺的風(fēng)行,受到越來越多的大眾追捧。網(wǎng)絡(luò)音樂以其及時、海量、靈活、個性化、時尚的風(fēng)格,吸引了越來越多消費者的加入和眾多商家的關(guān)注。但是,作為網(wǎng)絡(luò)音樂的終端--流媒體播放器,最直接面向大眾的窗口,卻顯得單一,大部分商家只提供PC上的流媒體播放器。正出于此,本課題把目光投向那些不使用PC或者不愿長時間使用PC的用戶,為他們量身定制流媒體播放設(shè)備,讓用戶不必使用PC也可享受網(wǎng)絡(luò)音樂帶來的快樂。 本課題的研發(fā)正是基于上述背景,研發(fā)支持無線網(wǎng)絡(luò)的嵌入式多功能流媒體播放設(shè)備。本課題的研究目標(biāo)是實現(xiàn)一個嵌入式流媒體播放器(亦稱為InternetRadio),Internet Radio是一個可以在家中自由移動、任意擺放的網(wǎng)絡(luò)流媒體播放設(shè)備。只要處在有網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中,Internet Radio的音樂平臺讓用戶不必打開計算機,就能接收全球數(shù)千個不同風(fēng)格、不同國家的各種類型音樂電臺。除了可以直接透過因特網(wǎng)收聽網(wǎng)絡(luò)廣播外,還可以播放儲存于計算機硬盤或MP3設(shè)備中的音樂。 本系統(tǒng)采用ARM920T作為處理器,基于嵌入式Linux操作系統(tǒng)、vTuner網(wǎng)絡(luò)電臺地址數(shù)據(jù)庫、Mplayer播放器軟件和FLTK界面開發(fā)工具來實現(xiàn)。系統(tǒng)實現(xiàn)了除一般意義的音頻流媒體播放和接收調(diào)頻廣播等功能之外,還增加了本地相框和網(wǎng)絡(luò)數(shù)碼相框Flickr在線分享的流行時尚元素。本論文具體分析了系統(tǒng)的硬件平臺,主要論述了軟件的實現(xiàn),系統(tǒng)的主要軟件功能包括bootloader和嵌入式Linux系統(tǒng)的移植,根文件系統(tǒng)的構(gòu)建,播放器軟件程序的研究、比較、移植和編寫,系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)電臺地址數(shù)據(jù)庫vTuner和網(wǎng)絡(luò)相框Flickr的交互,Microwindows、Nxlib和FLTK的移植和基于FLTK的圖形界面開發(fā),以及基于FLIK開發(fā)出良好的人機交互界面。作為項目的主要核心人員,作者負(fù)責(zé)系統(tǒng)的軟件架構(gòu)設(shè)計、Linux系統(tǒng)的移植、播放器軟件的研究和開發(fā)、GUI開發(fā)工具和圖形庫的移植、圖片播放的實現(xiàn)、用戶與設(shè)備交互的實現(xiàn)和大部分界面程序的編碼等關(guān)鍵工作。
上傳時間: 2013-07-10
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稀土永磁直流無刷電動機實際上是以電子換向代替機械換向的直流電動機,因而保持了直流電動機的優(yōu)良性能,具有較好的起動和調(diào)速性能,又因它無需機械換向使電機的結(jié)構(gòu)簡單,可以根本上克服一般有刷電動機易于產(chǎn)生換向火花的弊病,在航天、機器人、數(shù)控機床等許多工業(yè)領(lǐng)域已得到廣泛的應(yīng)用.本文從稀土永磁無刷直流電動機的基本工作原理出發(fā),分析了稀土永磁無刷電動機同普通無刷直流電動機的區(qū)別;闡述了稀土永磁電動機設(shè)計原理,并給出設(shè)計方法,然后運用實例來說明.在此基礎(chǔ)上介紹遺傳算法的特點,用遺傳算法對稀土永磁電動機進行優(yōu)化設(shè)計,達到預(yù)期的結(jié)果.最后,討論了電機的結(jié)構(gòu)參數(shù)對電機性能的影響.通過對稀土永磁直流無刷電動機的設(shè)計,分析在具體設(shè)計時所要解決一些疑難問題,對其特點進行總結(jié).用遺傳算法優(yōu)化后,得出一些有用的結(jié)論.
標(biāo)簽: 無刷直流電動機 優(yōu)化設(shè)計 參數(shù)分析
上傳時間: 2013-04-24
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永磁直流微電機作為一種機電能量轉(zhuǎn)換器件,隨著永磁新材料的開發(fā),得到了迅猛的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。作為元器件,它的失效會關(guān)聯(lián)到相應(yīng)的工作系統(tǒng)和機構(gòu)的正常運作,所以微電機的壽命可靠性分析和失效研究顯得很重要,是準(zhǔn)確估計其相關(guān)復(fù)雜工程系統(tǒng)穩(wěn)定可靠性的基礎(chǔ)。 論文基于永磁直流微電機產(chǎn)品是大批量且生產(chǎn)過程處于嚴(yán)格的統(tǒng)計質(zhì)量控制狀態(tài)下,而對其進行可靠性及失效分析。由于在影響微電機壽命的因素中,有很多屬于隨機性因素,因此可結(jié)合概率統(tǒng)計學(xué)原理,運用相關(guān)的數(shù)學(xué)工具,來探討微電機失效分布函數(shù)的特征、類型和評價指標(biāo)。論文針對微電機的特征,把一般的可靠性、失效分布類型函數(shù)進行整合、變換,運用到了微電機的可靠性分析上。 論文對微電機壽命可靠性及失效分析的數(shù)據(jù)處理也作了一些探討。具體包括三個方面的內(nèi)容:首先是根據(jù)試驗測量結(jié)果,對預(yù)先假定的可靠性分布模式,即隨機變量分布規(guī)律進行檢驗(假設(shè)檢驗)的方法作了探討;其次是基于試驗測量的樣本值,估計隨機分布參數(shù)的數(shù)值和推斷這種估計的誤差范圍(一定置信水平下);再次是在預(yù)先根本不知道或不確定分布函數(shù)類型情形下,而根據(jù)壽命試驗的測量數(shù)據(jù)結(jié)果,從中尋找出失效的分布特征,或者尋找出某一數(shù)學(xué)函數(shù)表達式,在某一確定精度下,運用數(shù)值分析原理來逼近數(shù)據(jù)分布規(guī)律。還結(jié)合微電機壽命試驗的結(jié)果,作了可靠性實例分析。 論文還針對微電機失效的常見主要形式、狀態(tài),對組成微電機的主要零部件從工程應(yīng)用角度作了系統(tǒng)分析。內(nèi)容包括結(jié)合個人護理應(yīng)用微電機的開發(fā)實例,建立了電刷振動分析模型,使用計算機軟件模擬分析技術(shù)和激光振動測試技術(shù),對微電機電刷片振動作了模擬和實際測量的對比分析,探討了微電機電刷失效問題及改善、優(yōu)化途徑;運用材料學(xué)分析方法系統(tǒng)地探索了杯士和換向器設(shè)計、材料選擇及失效問題;運用可靠性理論對電機結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化設(shè)計;并運用設(shè)計編程的電磁場有限元軟件,對微電機電磁場進行了模擬優(yōu)化設(shè)計;樣機的實際測量結(jié)果和理論模擬基本吻合,并略為有所提高;還探討了微電機壽命改善和能力提高的方法。
上傳時間: 2013-07-18
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基于手姿態(tài)的人機交互是以實現(xiàn)自然的人機交互為研究目標(biāo),可提高計算機的可操作性,同時使計算機能夠完成更加復(fù)雜的任務(wù)。而基于ARM的嵌入式系統(tǒng)具有功耗低、體積小、集成度高等特點,嵌入式與具體應(yīng)用有機地結(jié)合在一起,具有較長的生命周期,能夠根據(jù)特定的需求對軟硬件進行合理剪裁。結(jié)合嵌入式技術(shù)的手姿態(tài)跟蹤設(shè)備能夠?qū)崟r的檢測出人機交互系統(tǒng)中人手的位置與角度等數(shù)據(jù),并將這些數(shù)據(jù)及時反饋給計算機虛擬系統(tǒng)來進行人機交互,提高跟蹤設(shè)備的可靠性和空間跟蹤精度。 通過對嵌入式開發(fā)過程以及對控制系統(tǒng)構(gòu)成的分析,確定了手姿態(tài)信號輸入方案及系統(tǒng)的軟硬件總體設(shè)計方案。通過對目前流行的眾多嵌入式處理器的研究、分析、比較選擇了S3C2440處理器作為系統(tǒng)開發(fā)硬件核心,詳細(xì)介紹了S3C2440的相關(guān)模塊的設(shè)計,包括存儲單元模塊、通信接口模塊、JATG接口電路。同時設(shè)計了系統(tǒng)的外圍電路像系統(tǒng)時鐘電路、電源電路、系統(tǒng)復(fù)位電路。 選擇更適合于ARM開發(fā)的Linux系統(tǒng)作為軟件開發(fā)平臺。實現(xiàn)了Linux系統(tǒng)向開發(fā)板的移植、Bootloader的啟動與編譯、設(shè)備驅(qū)動程序的開發(fā);根據(jù)手姿態(tài)信號輸入方案系統(tǒng)采用分模塊、分層次的方法設(shè)計了系統(tǒng)的應(yīng)用程序——串口通信程序及手姿態(tài)識別子程序。通過分析常用的手姿態(tài)識別算法,系統(tǒng)采用基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)時間規(guī)整與模板匹配相結(jié)合的動態(tài)手姿態(tài)識別算法。并依據(jù)相應(yīng)的軟硬件測試方法對系統(tǒng)進行了分模塊調(diào)試及系統(tǒng)的集成。
上傳時間: 2013-07-11
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隨著現(xiàn)代計算機技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展,嵌入式系統(tǒng)成為當(dāng)前最熱門的焦點之一;ARM以其高性能低功耗等特性成為目前應(yīng)用最廣泛的32位嵌入式處理器。近年來得到快速發(fā)展的機電一體化設(shè)備的人民幣紙幣清分機系統(tǒng),是嵌入式系統(tǒng)的典型應(yīng)用;它的主要工作流程是:人民幣圖像通過圖像傳感器采集得到的模擬信號,經(jīng)過放大、A/D轉(zhuǎn)換和FPGA協(xié)調(diào)之后得到數(shù)字圖像,經(jīng)緩存后進入到主CPU--S3C2410,通過圖像識別,實現(xiàn)面向、面值、新舊分級、破損程度等特征的識別,最后送出結(jié)果到控制CPU對識別結(jié)果進行相應(yīng)的顯示和機械動作。論文主要涉及以下這些內(nèi)容: 1):基于ARM的嵌入式系統(tǒng)和清分機系統(tǒng)介紹。 2):人民幣清分機的硬件系統(tǒng)基本構(gòu)架,清分機的各關(guān)鍵硬件的選型及主要原理;著重介紹清分機的處理核心--S3C2410。 3):圖像處理基礎(chǔ)。介紹了清分機系統(tǒng)中各類圖像的特點,圖像分析中的常用工具--灰度直方圖,從而為識別算法做好準(zhǔn)備。 4):介紹了人民幣的特征識別算法原理及實現(xiàn)基本流程,通過MATLAB對算法進行仿真研究。 5):嵌入式linux設(shè)備驅(qū)動的開發(fā)。針對清分機設(shè)備種類繁多而又是多任務(wù)的特點,本文提出使用可裁剪而又穩(wěn)定的linux操作系統(tǒng)來管理整個清分機系統(tǒng);而實現(xiàn)操作系統(tǒng)對清分機的管理首先就要實現(xiàn)設(shè)備與操作系統(tǒng)的連接--設(shè)備驅(qū)動。
標(biāo)簽: ARM 嵌入式 系統(tǒng)開發(fā)
上傳時間: 2013-06-01
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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(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)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(yù)期的設(shè)計要求。
標(biāo)簽: ARM 設(shè)施農(nóng)業(yè) 網(wǎng)絡(luò) 可編程
上傳時間: 2013-04-24
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近些年來,隨著以計算機技術(shù)、通信技術(shù)為主的信息技術(shù)的快速發(fā)展和Internet的廣泛應(yīng)用,嵌入式系統(tǒng)也受到了越來越多的重視,日益廣泛的應(yīng)用與工業(yè)控制、移動通訊、家用電器以及消費電子設(shè)備中。 而數(shù)據(jù)采樣在現(xiàn)代工業(yè)中發(fā)揮著非常重要的作用,工業(yè)設(shè)備的監(jiān)測和控制都離不開數(shù)據(jù)的采集。但傳統(tǒng)的基于單片機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采樣模塊因為無法或很難完成操作系統(tǒng)的嵌入、文件的管理、各種接口的連接、與Internet的互聯(lián)、大容量存儲器的擴展等功能,所以在許多領(lǐng)域的應(yīng)用受到限制。針對這些問題,設(shè)計開發(fā)了基于Linux操作系統(tǒng)的嵌入式數(shù)據(jù)采集模塊。 本文在綜合分析了現(xiàn)有數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)存在問題的基礎(chǔ)上,新設(shè)計的嵌入式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用板卡式結(jié)構(gòu)提高了系統(tǒng)的可擴展性和靈活性;采用嵌入式Linux內(nèi)核作為系統(tǒng)的運行、調(diào)度的核心,提高了系統(tǒng)的軟件可移植性和穩(wěn)定性;采用基于ARM9核的32位嵌入式微處理器,作為控制、處理和通信的核心,提高了整個硬件系統(tǒng)的處理能力、控制靈活性以及抗干擾能力,并降低了功耗。系統(tǒng)有強大的網(wǎng)絡(luò)通信能力,為接入Internet提供了可能。 基于ARM的嵌入式數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰、通用性好、可擴展性強,可為各種嵌入式應(yīng)用提供一套完整的硬、軟件解決方案,在工業(yè)測量與控制領(lǐng)域具有較為廣闊的應(yīng)用前景。
標(biāo)簽: ARM 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
上傳時間: 2013-04-24
上傳用戶:chens000
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