以電子計算機為中心,以最佳統計理論為方法,將載體上的某些或全部的導航設備綜合在一起,形成一個有機的統一整體,提高導航信息精度,擴大單一導航設備或系統的功能,這樣的系統通稱為組合導航系統。 本文以某校研制的綜導顯控臺為工程背景,在對綜導顯控臺進行需求分析的基礎上提出了基于ARM-Linux平臺的綜導顯控臺的設計方案。在對系統軟硬件平臺給出了詳細分析的基礎上闡述了系統應用軟件設計的思想和基本原則,然后對應用軟件的任務進行了詳細的劃分并完成了系統的相關軟件設計。研究了基于ARM-Linux平臺的綜合導航顯控臺的CAN總線、串口通信、以太網接口通信技術并完成了相應的軟件。 本文對嵌入式系統軟硬件開發技術作了詳細而深入的研究,介紹了嵌入式系統的組成原理及特點。深入研究了嵌入式實時操作系統Linux及linux環境下應用程序的開發,包括linux下設備驅動程序的開發、符合硬件環境的系統引導程序Bootloader和文件系統的、Linux內核的裁剪和移植、嵌入式GUI的開發。依照軟件工程學的一般流程對綜導顯控臺從分析、設計、實現進行完整的論述。最后從系統運行的情況來看本論文所設計的基于ARM-Linux的綜導顯控臺基本上滿足了用戶系統的要求,提高了組合導航系統的實時性。
上傳時間: 2013-07-05
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指紋識別是在指紋圖像上找到指紋的特征,通過計算機模糊比較的方法,把兩個指紋的特征模板進行比較,計算出它們的相似程度,最終得到兩個指紋的匹配結果。本文對現已存在的多種指紋識別算法進行編程比較,并對細化算法提出改進。同時采用基于ARM7TDMI內核的32位處理器S3C44B0作為主控制器,半導體電容傳感器FPS200作為指紋數據采集設備,構建了自動指紋識別系統。論文完成主要工作如下: 1、指紋采集模塊的設計:根據FPS200的相關寄存器資源和管腳特性,完成指紋傳感器FPS200的電路設計;研究FPS200主要寄存器的功能和圖像采集方式,給出FPS200在三種工作方式下的工作流程,并且對三種工作模式進行分析。 2、指紋識別算法研究:通過對現已存在的多種圖像預處理算法進行編程實現和對比研究發現,細化后的圖像多存在短線、斷線、毛刺等干擾以及細化不徹底的現象,為此提出了新的修復算法:分析目標點周圍紋線的走向趨勢,選擇去除或者保留周圍的相連點,較好地解決了細化不徹底的問題;再對細化后的圖像采用方形模板進行紋線跟蹤,去除偽特征點,克服了逐步遞進的紋線跟蹤算法過于復雜、不易實現等問題。 3、采用Sansung公司基于ARM7TDMI內核的32位RISC處理器S3C44B0,構建了自動指紋識別系統。該系統主要包括電源管理部分、指紋圖像采集模塊、存儲器模塊、JTAG調試接口以及與外設連接的串行接口。硬件部分主要完成指紋采集模塊接口的設計與開發,軟件部分主要完成指紋圖像采集程序、指紋識別算法程序和串口通信程序的開發,此外還通過串口實現指紋數據上傳到上位機,在VB環境下實現了簡易的人機交互軟件,提供指紋圖像的直觀顯示,用于對指紋識別程序進行測試,并對測試結果進行了分析。
上傳時間: 2013-05-22
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設計出一個用計算機中的普通聲卡,而不是專業的環保設備對環境噪聲進行采集和分析的系統。它利用噪聲的時間特性、數據庫技術以及labVIEW平臺編寫程序,實現信號的采集和分析。能用離散傅立葉變換數據
上傳時間: 2013-05-20
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在特定的工業測控應用中對處理器的功耗有嚴格的要求,類似X86處理器芯片系列由于繼承了原有8086的構架,功耗很大,不能滿足要求。當前應用廣泛的ARM系列處理器有低功耗、高處理器能力的優點,非常適合于此類應用。由于ARM處理器并沒有對PC/104總線有支持,所以本設計使用CPLD可編程邏輯完成ARM本地總線與PC/104總線的轉換。文章完成了以下工作: 1.介紹了工業控制計算機的發展情況和當前使用廣泛的PC/104計算機,描述了嵌入式系統的發展歷史和軟硬件組成,分析了X86與ARM處理器構架的特點與優缺點; 2.從PC/104總線規范出發,對基于ARM處理器的PC/104工業控制嵌入式工控機進行了總體設計,軟硬件選型部分對當前流行的軟硬件系統進行了詳細地描寫,硬件處理器選用SAMSUNG公司的S3C2410,軟件系統采用嵌入式Linux操作系統; 3.對系統硬件各個部分實現細節進行了描寫,包括最小系統、CAN網絡、以太網絡和PC/104總線控制器;其中著重對PC/104總線控制器的實現方案進行了討論,分析了ARM本地總線時序和PC/104總線時序,最后使用VHDL語言實現了了總線控制器邏輯; 4.移植了嵌入式Linux操作系統,Linux操作系統移植分為配置、編譯和下載運行調試三個步驟;基于Linux操作系統編寫了PC/104總線驅動,驅動完成映射PC/104地址到系統虛擬地址和中斷綁定;編寫了基于PC/104的CAN總線驅動,分析了驅動初始化、中斷處理流程、數據緩沖區管理和文件操作接口,描寫了驅動的編譯和下載過程;最后給出了應用程序接口; 5.根據機車工業控制領域的具體要求,開發了實際系統,給出了系統主要參數指標;對系統的運算性能進行了測試,測試表明定點運算能力與X86相當,符合設計要求:系統通過鐵標高低溫測試和射頻干擾測試,并進行了為期3個月的裝車試運行,試運行過程中系統工作正常,完全能夠滿足設計要求。
上傳時間: 2013-07-10
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T-Kernel作為一種嵌入式操作系統,由于實時性和開源性,在嵌入式操作系統領域中的應用越來越廣泛。ARM是一款比較好的微處理器,T-Kernel在ARM上的應用研究基本上是空白,所以結合兩者進行研究促進T-Kernel在國內嵌入式領域的發展。同時,T-Kernel內部調度機制存在著優先級反轉缺陷,優先級反向使得高優先級任務的執行時間無法預測,增加了實時系統的不確定性。早期的解決協議較好地解決了優先級反轉問題,但同時也存在著自身不足之處。 針對T-Kernel存在的缺陷,在深入研究相關協議的基礎上,本論文提出了一種新的改進的優先級繼承協議。該協議設置超時保護機制,避免任務在獲取信號量時長時間的阻塞,結合Havender提出的“有序資源使用法”防止死鎖發生,給出該協議的分析過程,并把該協議結合到T-Kernel中。在這個基礎之上,建立研究開發平臺;針對硬件設備,研究引導程序的執行原理,實現系統的引導程序;構建T-Kennel內核;移植內核到開發板;最后對T-Kernel的啟動過程進行了詳細的分析。 T-Kernel在ARM上的移植研究,為嵌入式系統開發的提供了一種開發流程,同時對于T-Kernel的啟動過程的分析,為以后的應用程序開發提供了一個接口;對于T-Kernel存在的優先級反轉問題的解決,可以改進T-Kernel的實時性和靈活性,同時為實時系統的性能改進提供了參考。
上傳時間: 2013-04-24
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線性預測技術作為一種基于全極點模型假定和均方預測誤差最小準則下的波形逼近技術。本文簡要介紹了LPC 技術的基本原理,并利用MATLAB 這一有力工具對語音信號進行了LPC 分析,并對階數的選取
上傳時間: 2013-05-26
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隨著國民經濟的發展,電力電子設備得到廣泛應用,使得電網中的諧波污染越來越嚴重,極大地危害了電力設備的安全運行。電網中的諧波成份非常復雜,因此諧波的檢測分析,是消除或降低諧波污染的前提。 通過大量資料的收集、閱讀及相關技術的研究,本文分析了嵌入式系統在電力系統測控中的應用優勢,設計了以ARM7TDMI內核處理器LPC2214為核心的電網諧波檢測分析系統。系統主要實現低壓配電網三相電壓、電流的諧波檢測與分析,包括電量數據采集和諧波分析兩個部分。詳細分析了諧波檢測分析系統的工作原理,明確了系統功能需求,對系統各模塊進行了設計,通過多路同步采集將電網電量數據輸入系統,在處理器中完成數據倒序處理和快速傅立葉變換等相關的運算處理工作,可以得到各次諧波含量。 通過文中設計的硬件同步電路,可以準確獲得電網信號三相電壓與電流周期,通過同步采樣的方法,消除或減小因快速傅立葉變換存在的頻譜泄漏和柵欄效應的誤差。結合諧波檢測分析的需求與FFT算法的特點,為了減小響應時間,提高運算速度,采用了實序列快速傅立葉變換對數據的整合運算,即通過一次快速傅立葉變換運算,完成各相電流與電壓兩組數據從時域到頻域的轉換,并分析得到頻域幅值和時域幅值之間的線性關系,避免了傅立葉反變換運算,提高了運算速度,實現諧波的準確檢測。 最后經過樣機測試證明,本文設計的電網諧波檢測與分析系統能夠準確、可靠的實現諧波含量的檢測與分析。
上傳時間: 2013-07-10
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隨著我國加入WTO,我國逐漸成為世界縫制設備生產和銷售中心。在縫制設備行業占據極其重要地位的繡花機行業也因此而得到迅速發展,我國繡花機產量已占據全球繡花機產量的70%。但是,我國的繡花機行業在發展的過程中仍存在和面臨著很多問題。一方面是產品結構和產品質量,我國的繡花機主要以中低檔為主,在噪聲、刺繡質量、效率、產品壽命以及維護性等方面與國外先進機型存在較大差距;另一方面是技術實力和創新能力,作為繡花機全部技術核心的控制器,國內能開發的公司屈指可數,缺乏有效的競爭,且技術實力和創新能力無法與國際企業相抗衡。 針對上述情況,本文分析了繡花機的工作原理和當前主流繡花機的控制方式及特點,在研究室已完成的中低速平繡型工業繡花機課題的基礎上,設計了一種基于硬實時嵌入式操作系統WinCE5.0,以32位RISC架構ARM9處理器S3C2440A為主控芯片,以MAXII系列CPLDEPM1270為接口芯片的高速繡花機控制器。整個繡花機以高速,高質量為目標,以伺服電機作為主軸驅動,步進電機作為X/Y軸驅動,帶USB接口和Ethernet接口,預留特種繡接口,帶高分辨率彩色觸摸屏,功能豐富,操作方便。 本文分7章,第一章闡述了課題背景,繡花機發展現狀和關鍵技術;第二章從原理出發完成了需求分析,硬件和操作系統選型和項目規劃;第三章完成了總體硬件系統設計并重點介紹了驅動系統,CPLD單元,主控制板的設計和各種資源的分配;第四章在分析WinCE及其項目開發流程和環境構建的基礎上,完成了軟件的總體框架設計并介紹了相關設計要點。第五章主要是驅動程序和運動控制模塊并以步進電機驅動的開發為例介紹了流驅動的開發過程和相關的技術要點。第六章設計了一種自主的內部花樣格式并完成了相應的測試。最后一章是對本課題的總結和展望。 本文不僅從項目研究與開發和軟件工程的高度詳細探討了基丁ARM和WinCE5.0的繡花機控制器的整個開發過程,也具體的從硬件設計,資源配置,軟件編寫,驅動開發,運動控制和花樣處理等多個方面進行了深入的分析和研究。本課題的工作對于高速高檔繡花機的開發具有很好的參考價值和實踐意義,對于提升國內繡花機行業在高端市場與國外企業的競爭力,提升民族品牌價值,改變國內繡花機控制器被少數公司所壟斷,增加良性有效競爭有積極影響。
上傳時間: 2013-06-29
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現代噴氣織機以其高速、高性能等優勢,占據了無梭織機的大部分市場,并成為最有發展前景的一種織機。送經、卷取機構是織機控制系統的重要組成部分,其對經紗張力的控制精度已成為評定織機質量的重要技術指標。因此,提高和改善噴氣織機的電子送經和卷取控制系統的性能非常必要,而且,開發具有高速、高精度的獨立電子送經和卷取控制模塊具有廣闊的應用前景。 本課題研究開發了一款獨立的電子送經和卷取控制模塊,通過人機界面或CAN通訊對該控制系統所需參數進行設置,使其可以根據參數設置應用于不同型號的噴氣織機。通過對系統的控制分析,本課題主要從硬件電路設計、軟件控制及張力控制算法三個方面進行研究。 首先,通過對噴氣織機的性能要求及控制器結構與性能的綜合考慮,系統采用以高速ARM7TDMI為內核的低功耗微處理器LPC2294作為系統控制器,該控制器不僅速度快、性能穩定,而且其豐富的外圍模塊大大簡化了硬件電路的設計。硬件電路設計采用模塊化設計方法,主要功能模塊包括嵌入式最小系統模塊、主軸編碼器采集模塊、張力采集模塊、電機控制模塊、通訊模塊、人機界面模塊、輸入輸出信號模塊等。根據系統需要,對各個模塊的控制器件進行選取,并設計出各個模塊的接口電路。最后,為了提高系統的穩定性和可靠性,在硬件電路設計中采取了隔離、去耦等硬件抗干擾措施。 在軟件設計方面,系統采用嵌入式實時操作系統μC/OS-II,便于系統升級和維護。在系統硬件平臺的基礎上,根據設計要求對操作系統內核進行剪裁和移植,并對系統時鐘節拍進行修改。結合硬件電路及系統控制要求,對系統啟動代碼進行修改;并根據系統對各個功能模塊控制的時效性要求,對系統任務進行合理規劃。為了說明系統采用該RTOS的可行性,對實時性要求最高的張力采集任務進行了實時性分析。對CAN通訊協議進行制定和編程實現,并對I2C、CAN和LCD驅動程序進行開發,另外,對每個任務的功能及控制流程和任務間及任務與中斷間的信息通訊進行了說明。系統在軟件方面也采用了一定的抗干擾技術,對硬件抗干擾進行補充。 最后,針對經紗張力的非線性和滯后性等復雜特性,對張力調節采用模糊參數自整定PID控制算法,設計出張力模糊參數自整定PID控制器。并在Matlab及Simulink工具下,對PID控制器下的張力算法及模糊參數自整定PID控制器下的張力算法進行仿真研究。而且對張力模糊PID控制算法在LPC2294中的實現進行了說明。關鍵詞:ARM; μC/OS-II;噴氣織機;送經卷取;模糊PID
上傳時間: 2013-06-11
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隨著信息技術的發展和數字化產品的普及以及Intemet廣泛深入的應用,從消費電器到工業設備,從民用產品到軍用器材,嵌入式系統己被廣泛的應用到網絡、手持通信設備、消費電子和自動化控制等各個領域。嵌入式系統的廣泛應用和發展潛力使其成為21世紀的應用熱點之一。為了學習、研究和使用嵌入式技術,國內許多高校都在開展或計劃開展嵌入式系統教學。因此,研制基于ARM的嵌入式系統教學實驗系統已迫在眉睫。 本文在分析了各種嵌入式教學實驗系統功能的基礎上,提出并研究設計了一款基于ARM的嵌入式系統教學實驗系統。本文概括地闡述了嵌入式系統的概念、設計流程、發展趨勢,分析了嵌入式系統教學開展的必要性。根據實驗系統的需求分析、功能規劃和教學內容安排,設計了一個基于ARM的嵌入式系統教學實驗系統的硬件平臺,詳細論述了硬件平臺的設計及實現過程,同時給出了電路原理圖。研究了嵌入式操作系統的啟動和移植,包括嵌入式操作系統的選型、系統引導程序Bootloader的設計與實現、嵌入式操作系統uCLinux內核的移植。以嵌入式網絡為應用背景,分析了嵌入式Boa服務器的程序結構,修改并實現了嵌入式Boa服務器。在Boa服務器的基礎上,設計并實現了遠程控制嵌入式系統I/O端口的應用程序,實現了通過瀏覽器控制A/D轉換器進行模擬信號采集并獲得采樣數據的功能。 實驗結果表明,所設計的基于ARM的嵌入式系統教學實驗系統達到了預期的設計目標,能夠滿足嵌入式系統教學實驗的要求。
上傳時間: 2013-05-23
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