超聲波電機是一種全新原理的直接驅(qū)動電機，它利用壓電陶瓷逆壓電效應(yīng)激發(fā)的超聲振動作為驅(qū)動力，通過定轉(zhuǎn)子間的摩擦力來驅(qū)動轉(zhuǎn)子運動。與傳統(tǒng)的電磁電機相比，它具有低速大轉(zhuǎn)矩、無電磁干擾、動作相應(yīng)快、運行無噪聲、無輸入自鎖等卓越特性，在非連續(xù)運動領(lǐng)域、精密控制領(lǐng)域要比傳統(tǒng)的電磁電機性能優(yōu)越得多。超聲波電機在工業(yè)控制系統(tǒng)、汽車專用電器、精密儀器儀表、辦公自動化設(shè)備、智能機器人等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景，近年來倍受科技界和工業(yè)界的重視，成為當(dāng)前機電控制領(lǐng)域的一個研究熱點。 本文主要研究了行波型超聲波電機的嵌入式驅(qū)動控制系統(tǒng)設(shè)計。系統(tǒng)是基于ARM嵌入式微控芯片設(shè)計的。全文共分為6部分。第一章主要介紹了國內(nèi)外超聲波電機驅(qū)動控制技術(shù)在國內(nèi)外的發(fā)展狀況，ARM芯片的結(jié)構(gòu)原理以及本課題的選題意義。第二章在前人的研究基礎(chǔ)上做了系統(tǒng)仿真，為系統(tǒng)的硬件設(shè)計提供設(shè)計指導(dǎo)。第三章提出了基于ARM的超聲波電機嵌入式驅(qū)動控制系統(tǒng)設(shè)計方案，并介紹了系統(tǒng)各個模塊的設(shè)計與調(diào)試的過程和結(jié)果。第四章介紹了uC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)在ARM上的移植，以及基于該操作系統(tǒng)的電機控制系統(tǒng)軟件設(shè)計流程。第五章介紹了系統(tǒng)各子程序的設(shè)計，速度控制與定位控制的算法設(shè)計，以及系統(tǒng)調(diào)試的結(jié)果。第六章總結(jié)了本論文的主要貢獻、存在問題以及后續(xù)課題的研究方向。
上傳時間： 2013-04-24
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傳統(tǒng)的家電采用各自獨立的工作模式，不同家電之間無法通信，這樣就不能有效地安排各種家電協(xié)同工作，容易造成浪費。同時它們無法自動獲取外界的信息，人們無法對其進行遠程操作，難以滿足現(xiàn)代生活的需求。所以開發(fā)智能化的家電及其控制系統(tǒng)己成為當(dāng)前的研究熱點。 傳統(tǒng)的電話只能進行語音通信，它存在利用率低、功能有限和安全性不好等缺點。近年來，以ARM為代表的高性能專用微處理器的出現(xiàn)，以及Linux、Windows CE等操作系統(tǒng)的完善，使嵌入式技術(shù)迅速發(fā)展，這為智能IP電話的研發(fā)提供了軟硬件基礎(chǔ)。 現(xiàn)階段家庭網(wǎng)關(guān)接入互聯(lián)網(wǎng)的方式主要為有線接入，因為這種方式網(wǎng)絡(luò)性能比無線隱定，延時性相對要小，用它來遠程控制智能家電比無線網(wǎng)要安全可靠。要實現(xiàn)智能家電的網(wǎng)絡(luò)化，如果采用PC機進行直接進行控制，或者讓每臺家電接入網(wǎng)絡(luò)，這樣成本很高，不利于一般家庭的普及。 為此，筆者采用基于.ARM9芯片、Windows CE 4.2嵌入式操作系統(tǒng)的IP電話作為家電的控制中心，智能家電采用ARM9芯片和linux2.4操作系統(tǒng)。各個智能家電與IP電話采用串口進行通信，IP電話采用網(wǎng)口與因特網(wǎng)通信。這樣可以大量的降低成本，而且通信方式比PLC和藍牙通訊技術(shù)更安全可靠。 本文以IP電話與智能家電互聯(lián)為切入點，結(jié)合ARM、嵌入式Linux和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，設(shè)計出一種較為完善的IP電話與智能家電的控制系統(tǒng)。采用這種方式，使智能家電集電腦、電信和消費類電子產(chǎn)品的特征于一體，讓家電具有信息的獲取、加工、傳遞等功能，提供全方位的信息交換，幫助家電與外部保持信息交流暢通，這樣可以優(yōu)化人們的生活方式，節(jié)約能源費用資金。 筆者完成了系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計，并進行了調(diào)試，驗證了所設(shè)計系統(tǒng)的有效性和實用性。并力爭將其拓展成為完善的智能家電控制系統(tǒng)。
上傳時間： 2013-04-24
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電液位置伺服系統(tǒng)具有控制精度高、響應(yīng)速度快、輸出功率大、信號處理靈活、易于實現(xiàn)各種參量反饋等優(yōu)點，因此它已經(jīng)遍及國民經(jīng)濟和軍事工業(yè)的各個技術(shù)領(lǐng)域。近年來，對電液位置伺服系統(tǒng)的快速性、穩(wěn)定性、準確性等控制性能提出了新的要求，作為電液位置伺服系統(tǒng)核心的控制器，起到更為關(guān)鍵的作用。 現(xiàn)階段，嵌入式微處理器以其小型、專用、便攜、高可靠的特點，已經(jīng)在工業(yè)控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，如工業(yè)過程、遠程監(jiān)控、智能儀器儀表、機器人控制、數(shù)控系統(tǒng)等，嵌入式微處理器嵌入實時操作系統(tǒng)，可以克服傳統(tǒng)的基于單片機控制系統(tǒng)功能不足和基于PC的控制系統(tǒng)非實時性的缺點，其性能、可靠性等都能滿足電液位置伺服系統(tǒng)控制的要求，在控制領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。 本文以實驗室的電液位置伺服系統(tǒng)為研究對象，按照系統(tǒng)的控制要求，提出以ARM9(S3C2410)微處理器為核心的控制器對電液位置伺服系統(tǒng)進行控制的一種方案，設(shè)計了一種新型的基于ARM9(S3C2410)微處理器的電液位置伺服控制器。本系統(tǒng)控制器的開發(fā)設(shè)計中，在以ARM9(S3C2410)微處理器為核心的控制器基礎(chǔ)上，通過外部擴展，使得系統(tǒng)控制器具有豐富的硬件資源，開發(fā)了A/D轉(zhuǎn)換電路、D/A(PWM)轉(zhuǎn)換電路、伺服放大電路、串行接口等電路，同時為了使得控制器的程序代碼具有較強的可讀性、可維護性、可擴展性，使用了操作系統(tǒng)，通過比較選擇了uC/OS-Ⅱ?qū)崟r內(nèi)核，并成功移植到ARM9(S3C2410)微處理器中，并編寫了A/D、數(shù)字濾波、D/A(PWM)等軟件程序，通過編譯、調(diào)試、驗證，程序運行正常。在對電液位置伺服系統(tǒng)進行控制策略的選擇中，分別采用PID、滑模變結(jié)構(gòu)、模糊自學(xué)習(xí)滑模三種控制策略進行仿真比較，得出采用模糊自學(xué)習(xí)滑模控制策略更有利于系統(tǒng)控制。
標簽： ARM 微處理器 伺服控制系統(tǒng) 電液位置
上傳時間： 2013-04-24
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隨著經(jīng)濟與科技的發(fā)展，人們對住宅小區(qū)提出了智能化的要求：一方面住戶要求能夠遠程監(jiān)視家庭環(huán)境和控制家電設(shè)備；另一方面，小區(qū)管理人員要求實現(xiàn)對小區(qū)事務(wù)的統(tǒng)一管理。計算機、通信和ARM嵌入式技術(shù)為小區(qū)的智能化提供了有力的技術(shù)支持。 本文來源于實驗室與日本NTT公司合作的智能家居項目，提出一種基于ARM-Linux平臺的小區(qū)智能監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)方案。系統(tǒng)包括小區(qū)網(wǎng)關(guān)、家庭中繼器和家庭傳感器/開關(guān)設(shè)備三部分。家庭中繼器通過RS485總線連接家庭內(nèi)部各種傳感器和開關(guān)設(shè)備組成家庭內(nèi)部通信網(wǎng)，中繼器可以在家庭內(nèi)部網(wǎng)中集中采集傳感器數(shù)據(jù)和控制家電開關(guān)設(shè)備。小區(qū)網(wǎng)關(guān)通過Ethernet連接各家庭中繼器組成小區(qū)局域網(wǎng)，它可以統(tǒng)一管理所有家庭中繼器和家庭設(shè)備。用戶可以通過Internet訪問小區(qū)網(wǎng)關(guān)的Web服務(wù)器來查看家庭內(nèi)部傳感器信息或發(fā)送操作指令來遠程控制家電開關(guān)設(shè)備，小區(qū)管理人員也可以通過小區(qū)網(wǎng)關(guān)的服務(wù)器發(fā)布小區(qū)管理信息。從而，實現(xiàn)家庭監(jiān)控和小區(qū)管理的智能化。 本文主要工作包括：家庭中繼器的硬件設(shè)計、系統(tǒng)軟件移植和應(yīng)用軟件設(shè)計；小區(qū)網(wǎng)關(guān)的軟件設(shè)計；家庭內(nèi)通信網(wǎng)與小區(qū)局域網(wǎng)的組網(wǎng)以及在通信網(wǎng)絡(luò)中采用的通信協(xié)議的設(shè)計。通過對實驗室原型系統(tǒng)的實驗與測試，證明小區(qū)智能監(jiān)控系統(tǒng)能夠良好運行。
標簽： ARMLinux 小區(qū)智能 監(jiān)控 系統(tǒng)設(shè)計
上傳時間： 2013-07-27
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網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)字信息新技術(shù)的發(fā)展為實現(xiàn)家庭生活智能化提供了強有力的技術(shù)支撐；傳感器技術(shù)的發(fā)展提供了家庭設(shè)備和家庭網(wǎng)絡(luò)進行信息交換的技術(shù)基礎(chǔ)；而計算機技術(shù)和嵌入式技術(shù)的發(fā)展為實現(xiàn)對接入家庭網(wǎng)絡(luò)的各類設(shè)備的監(jiān)測、控制和管理提供了技術(shù)支持。新技術(shù)的產(chǎn)生使人們對生活和工作的環(huán)境提出新的需求。以家庭網(wǎng)關(guān)為主導(dǎo)，將現(xiàn)有和將來可能的硬件設(shè)備納入家庭網(wǎng)絡(luò)，并且實現(xiàn)智能化服務(wù)和管理是數(shù)字家庭未來發(fā)展的主要方向。 由于傳統(tǒng)的家庭網(wǎng)關(guān)很難將分散于家庭各處的傳感設(shè)備連接到一起，因此，本文提出了中繼器的設(shè)計概念，將其從常規(guī)的復(fù)雜家庭網(wǎng)關(guān)中分離出來，實現(xiàn)了對分散于家庭各處的傳感器設(shè)備進行更為智能化的管理。中繼器需要完成的基本功能包括：對于接入的傳感器設(shè)備，能夠?qū)⑵溲杆偃谌胝麄€系統(tǒng)中，實現(xiàn)即插即用；根據(jù)采集信息的變化自動進行模仿人為分析、操作等功能；與家庭網(wǎng)關(guān)通信，提供遠程控制、查詢、管理等功能。 本控制系統(tǒng)核心部分采用S3C2410為處理器，嵌入式實時Linux為操作系統(tǒng)，極大地提高了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。本文詳細地介紹了傳感器中央控制系統(tǒng)的硬件、軟件設(shè)計，并且詳細地介紹了軟件的具體實現(xiàn)。另外，本文還提出了基于自主通訊協(xié)議的家庭網(wǎng)絡(luò)通信方式，有效地提高了控制系統(tǒng)的實時性與可靠性。 本論文基于和日本NTT研究所合作的科研項目“家庭傳感器及開關(guān)接入的中繼系統(tǒng)設(shè)計”為技術(shù)背景。
標簽： ArmLinux 智能傳感器 中央控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-08-03
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本文介紹了一種基于AT89S52單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)，闡述了系統(tǒng)的工作原理、硬件電路以及軟件設(shè)計。詳細論述了數(shù)字PID控
上傳時間： 2013-06-26
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本智能玩具小汽車以AT89C51單片機作為控制核心，其外圍電路包括電機驅(qū)動模塊、電源供電模塊、障礙物檢測模塊、防盜報警模塊、搖控控制模塊、LCD顯示模塊。其中使用使用直流電機驅(qū)動芯片L9110，實現(xiàn)直流電機驅(qū)動功能。使用9V/1000mA的蓄電池通過7805來降壓給系統(tǒng)供電。通過由555集成電路與紅外對管組成的紅外紅外線障礙物檢測傳感器，實現(xiàn)對障礙物的檢測。通過人體熱釋電紅外線傳感器LHI778，紅外信號處理芯片PS202以及模擬狗叫聲集成電路KD5608實現(xiàn)防盜報警功能。采用兩片AT89C2051作為搖控信號發(fā)射和接收處理，處理后的信號傳送給控制中心，以實現(xiàn)搖控控制的功能。利用LCD顯示模塊LM016l實現(xiàn)顯示功能。
標簽： 智能小車
上傳時間： 2013-04-24
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隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與公共安全保障需求的提高，視頻監(jiān)控系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)、日常生活、警備與軍事方面的應(yīng)用越來越廣泛。采用基于 FPGA 的SOPC技術(shù)、H．264壓縮編碼技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)傳輸控制技術(shù)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，在穩(wěn)定性、功能、成本與擴展性等方面都有著突出的優(yōu)勢，具有重要的學(xué)術(shù)意義與實用意義， 本課題所設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)由以Nios Ⅱ為核心的嵌入式圖像服務(wù)器、相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與若干PC機客戶端組成。嵌入式圖像服務(wù)器實時采集圖像，采用H．264 編碼算法進行壓縮，并持續(xù)監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)。PC機客戶端可通過網(wǎng)絡(luò)對服務(wù)器進行遠程訪問，接收編碼數(shù)據(jù)，使用H．264解碼算法重建圖像并實時顯示，使監(jiān)控人員有效地掌握現(xiàn)場情況， 在嵌入式圖像服務(wù)器設(shè)計階段，本文首先進行了芯片選型與開發(fā)平臺選擇。然后構(gòu)建圖像采集子系統(tǒng)，采用雙緩存乒乓交換的方法設(shè)計圖像采集用戶自定義模塊。接著設(shè)計雙Nios Ⅱ架構(gòu)的SOPC系統(tǒng)，闡述了雙軟核設(shè)計中定制連接、內(nèi)存芯片共享、數(shù)據(jù)搬移、通信與互斥的解決方法。同時完成了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的設(shè)計，采用μC/OS-Ⅱ進行多任務(wù)的管理與調(diào)度， H．264視頻壓縮編解碼算法設(shè)計與實現(xiàn)是本文的重點。文中首先分析H．264．標準，規(guī)劃編解碼器結(jié)構(gòu)。接著設(shè)計了16×16幀內(nèi)預(yù)測算法，并設(shè)計宏塊掃描方式，采用兩次判決策略進行預(yù)測模式選擇。然后設(shè)計4×4子塊掃描方式，編寫整數(shù)變換與量化算法程序。熵編碼采用Exp-Golomb編碼與CAVLC相結(jié)合的方案，針對除拖尾系數(shù)之外的非零系數(shù)值編碼子算法，實現(xiàn)了一種基于表示范圍判別的編碼方法。最后設(shè)計了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)拇a流組成格式，并針對編碼算法設(shè)計相應(yīng)解碼算法。使用VC++完成算法驗證，并進行測試，觀察不同參數(shù)下壓縮率與失真度的變化。 算法驗證完成后，本文進行了PC機客戶端設(shè)計，使其具有遠程訪問、H．264解碼與實時顯示的功能。同時將H．264 編碼算法程序移植到NiosⅡ中，并將嵌入式圖像服務(wù)器與若干客戶端接入網(wǎng)絡(luò)進行聯(lián)合調(diào)試，構(gòu)建完整的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)， 實驗結(jié)果表明，本系統(tǒng)視頻壓縮率高，監(jiān)控圖像質(zhì)量良好，充分證明了系統(tǒng)軟硬件與圖像編解碼算法設(shè)計成功。本系統(tǒng)具有成本低、擴展性好及適用范圍廣等優(yōu)點，發(fā)展前景十分廣闊。
標簽： FPGA 264 網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控 實現(xiàn)研究
上傳時間： 2013-08-03
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JPEG2000是由ISO/ITU-T組織下的IECJTC1/SC29/WG1小組制定的下一代靜止圖像壓縮標準，其優(yōu)良的壓縮特性使得它將具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。JPEG2000算法非常復(fù)雜，圖像編碼過程占用了大量的處理器時間開銷和內(nèi)存開銷，因而通過對JPEG2000算法進行優(yōu)化并采用硬件電路來實現(xiàn)JPEG2000標準的部分或全部內(nèi)容，對加快編碼速度從而擴展其應(yīng)用領(lǐng)域有重要的意義。 本文的研究主要包括兩方面的內(nèi)容，其一是JPEG2000算術(shù)編碼器算法的研究與硬件設(shè)計，其二是JPEG2000碼率控制算法的研究與優(yōu)化算法的設(shè)計。在研究算術(shù)編碼器過程中，首先研究了JPEG2000中基于上下文的MQ算術(shù)編碼器的編碼原理和編碼流程，之后采用有限狀態(tài)機和二級流水線技術(shù)，并在不影響關(guān)鍵路徑的情況下通過對算術(shù)編碼步驟優(yōu)化采用硬件描述語言對算術(shù)編碼器進行了設(shè)計，并通過了功能仿真與綜合。實驗證明該設(shè)計不但編碼速度快，而且流水線短，硬件設(shè)計的復(fù)雜度低且易于控制。 在研究碼率控制算法過程中，首先結(jié)合率失真理論建立了算法的數(shù)學(xué)模型，并驗證了該算法的有效性，之后深入分析了該數(shù)學(xué)模型的實現(xiàn)流程，找出影響算法效率的關(guān)鍵路徑。在對算法優(yōu)化時采用黃金分割點算法代替原來的二分查找法，并使用了碼塊R-D斜率最值記憶和碼率誤差控制算法。實驗證明，采用優(yōu)化算法在增加少量系統(tǒng)資源的情況下使得計算效率提高了60％以上。之后，分析了率失真理論與JPEG2000中PCRD-opt算法的具體實現(xiàn)，又提出了一種失真更低的比特分配方案，即按照“失真/碼長”值從大到小通道編碼順序進行編碼，通過對該算法的仿真驗證，得出在固定碼率條件下新算法將產(chǎn)生更少的失真。
上傳時間： 2013-07-13
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自90年代以來，LED顯示屏的設(shè)計制造和應(yīng)用水平得到日益提高，LED顯示屏經(jīng)歷了從單色、雙色圖文顯示屏，到圖像顯示屏，一直到今天的全彩色視頻顯示屏的發(fā)展過程。在此發(fā)展過程中，無論在器件的性能(超高亮度LED顯示屏及藍色發(fā)光二極管等)和系統(tǒng)組成(計算機化的全動態(tài)顯示系統(tǒng))等方面都取得了長足的進步。 LED顯示屏相比與其它的平板顯示器，有其獨特的優(yōu)越性，比如：可靠性高、使用壽命長、環(huán)境適應(yīng)能力強、性價比高且成本低等特點，且隨著全彩屏顯示技術(shù)的日益完善，使得LED顯示屏在許多場合得到廣泛的應(yīng)用。 本文詳細介紹了利用DVI接口作為視頻LED顯示屏數(shù)據(jù)源，利用查表的方法實現(xiàn)伽瑪矯正的實現(xiàn)方案和實現(xiàn)4096級灰度的LED視頻顯示屏控制系統(tǒng)的設(shè)計原理。通過對等長時間實現(xiàn)4096級灰度方案的分析，得到此方案在系統(tǒng)速度和顯示屏的亮度上存在的局限，提出采用變長時間和消影時間相結(jié)合的方案實現(xiàn)4096級灰度的方案及實現(xiàn)，這是在提高硬件成本以獲得成本，速度和亮度的折中。在此基礎(chǔ)上，提出了用脈沖打散輸出的方法改善LED顯示屏顯示效果，并探討了低幀頻無閃爍LED全彩屏的實現(xiàn)方法；對一些可以提高LED顯示屏系統(tǒng)技術(shù)的新技術(shù)展開討論，為今后的動態(tài)全彩色LED顯示屏具體實現(xiàn)打下堅實的理論基礎(chǔ)。
上傳時間： 2013-04-24
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