隨著計算機、通信、電子技術的進步,嵌入式系統和以太網技術的融合將成為嵌入式技術未來的重要發展方向。基于ARM的嵌入式系統由于具有低功耗、高性能、低成本、可以進行多任務操作等優點,在控制領域得到了越來越廣泛的應用。 本選題來自中山大學與北京航天五院合作研制的流體網絡系統地面原理樣機控制器設計項目。論文研究的主要目的是利用基于ARM920T內核的嵌入式微處理器AT91RM9200融合多傳感器設計一種可以在地面實驗室環境中可靠運行的數據采集與溫度控制系統。 本文從嵌入式測控系統的硬件實現和軟件設計兩方面進行分析。在硬件設計上,主控制板以Atmel公司生產的AT91RM9200 CPU為核心,主要包括串口模塊、存儲模塊、以太網接口模塊、基于SPI串行接口設計的數據采集模塊(A/D)、基于I2C接口設計的PID控制信號輸出模塊(D/A)和采用PIO接口設計的開關控制輸出模塊等電路,其中后三個模塊承擔了流體網絡回路的傳感器數據采集,關鍵點的溫度控制和多路電磁閥的開關控制等任務,后文將重點介紹。在軟件設計方面,主要分兩個方面進行討論,分別為主控制器上基于嵌入式Linux系統的軟件和上位機采用Visual C++編寫的監控軟件。主控制器軟件采用多線程進行設計,包括主線程、服務器子線程和數據采集子線程,三個線程同時運行,提高了系統的運行效率。上位機和主控制器通過接入以太網中,然后由服務器線程和上位機客戶端利用socket套接字實現通信。同時上位機軟件也提供形象美觀的圖形用戶界面,配合主控制器實現特定的溫度、流量和壓力監控。 本論文設計的嵌入式測控系統充分利用了AT91RM9200內嵌的的強大功能模塊,包括SPI接口模塊和I2C接口模塊等,可廣泛應用于控制領域。對該系統的一些研究成果和設計方法具有一定的先進性和良好的實用性,具有良好的應用前景。
上傳時間: 2013-06-30
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隨著計算機技術的飛速發展,嵌入式系統在人們的生產生活中發揮著越來越重要的作用。近年來,基于ARM處理器和μC/OS-II操作系統的嵌入式技術已經成為當前嵌入式領域的研究熱點之一。 論文主要研究基于ARM7處理器和μC/OS-II操作系統的嵌入式測控平臺架構,為測控系統開發提供一個方便功能擴展的軟硬件環境。在此基礎上,以加速度計為對象,利用嵌入式系統的豐富資源,完成對其內部溫度及加速度信號的采集實例。硬件設計分為核心系統設計和數據采集控制子系統設計兩部分。核心系統主要包括控制核心S3C44BOX模塊、存儲器模塊、調試接口模塊、液晶顯示模塊以及數控鍵盤模塊等。完成了母板的設計與驗證,并預留多種接口,增強了可擴展性。采集控制子系統作為數據采集及控制機構,主要由A/D轉換芯片完成和串行通信模塊,用來接收傳感器傳輸的數據,經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,平臺設計擴展了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試,并對調試結果進行了分析。 調試結果表明,該硬件平臺不僅響應速度快、成本低、可靠性好,而且具有良好的可移植性和可裁剪性,便于根據實際需求進行功能擴展和裁剪,達到了預期的設計目標。
上傳時間: 2013-07-26
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儀器儀表產品的總體發展趨勢是傳統的儀器儀表將仍然朝著高性能、高精度、高靈敏、高穩定、高可靠、高環保和長壽命的“六高一長”的方向發展;新型的儀器儀表與元器件將朝著微型化、集成化、電子化、數字化、多功能化、智能化、網絡化、計算機化的方向發展;其中占主導地位、起核心或關鍵的作用是微型化、智能化和網絡化。而我國儀器儀表在工業自動化儀表方面重點發展基本上是基于現場總線技術的主控系統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備的網絡、圖像傳輸等要求,而且對人際交互功能的支持也相對較弱。 本文正是針對現有閘門測控儀存在的功能單一、網絡功能差、接口標準不統一、不具備監控功能等問題,開發設計高性能新型智能儀表。以設計出一種智能型閘門測控儀表為研究出發點,在分析國內主流儀表廠家的儀表操作方式和儀表功能的基礎上,合理地進行軟硬件設計,為在同一硬件平臺下實現多種儀表的功能進行創新性和探索性研究。提出基于ARM的嵌入式閘門智能測控儀表的設計,構建基于ARM系統的硬件平臺和基于嵌入式Linux操作系統的軟件平臺。應用嵌入式系統技術設計開發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測;閘門運行狀態診斷與故障報警;實時工況圖像處理;工業以太網現場總線接口與網絡傳輸等。
上傳時間: 2013-04-24
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旋轉彎曲疲勞試驗機是測定材料機械性能的基本設備之一,應用范圍廣泛。隨著試驗機技術和微電子技術的快速發展,舊有的試驗機測控系統已逐漸不能適應廣大用戶的測試需求,迫切要求新一代試驗機測控系統向數字化、智能化、集成化方面邁進。 本課題研究的主要任務是在分析和總結國內外同類試驗機測控系統技術現狀的基礎上,吸收先進的微電子技術和試驗機控制技術,開發一套新型的基于ARM微處理器的旋轉彎曲疲勞試驗機測控系統。論文圍繞這個任務,主要進行了如下幾個方面的研究工作: 1.分析旋轉彎曲疲勞試驗機的系統工作原理與測量參數,制定試驗機測控系統的總體設計方案,并對測控系統中ARM主控制器要實現的功能進行具體分析。 2.依照總體方案,設計出以32位ARM微處理器LPC2210為核心的主控制器,對系統測量模塊、驅動模塊及外圍電路進行了電路設計;分析系統交流驅動單元的工作原理,并對ARM實現系統交流電機的調速控制作出具體闡述。 3.針對系統交流電機的調速控制,在建立交流系統數學模型的基礎上,采用一種基于現代控制理論的矢量控制算法并附以PID控制策略來實現無級精度調速。 4.移植實時嵌入式操作系統μC/OS-Ⅱ至LPC2210,編寫啟動代碼和主任務程序,對各任務模塊設計用戶應用程序,并對上位機的軟件系統設計進行結構規劃。 5.對基于ARM的旋轉彎曲疲勞試驗機測控系統進行軟硬件調試,并完成部分試驗。
上傳時間: 2013-06-06
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近年來,隨著電子技術的發展,消費電子產品(Consumer Electronics)已與計算機(Computer)、通信(Communication)兩項產品的技術結合在一起,成為目前所統稱的3C產品,并使家用電子電器產品步向智能家居的方向。但是目前大多數智能家居系統其控制器一般由8位或16位的單片機控制,其控制功能比較簡單,很難實現網絡化和無線傳輸,對于未來的智能家居系統的擴展性也比較有限。本文針對目前國內智能家居系統的局限性,提出一種基于嵌入式處理器ARM平臺以及以太網和GPRS網絡通信技術的智能家居系統,它不僅能對小區內住宅的安全狀況進行實時監控,還能實現家用電器的遠程控制、“三表”(即水表、電表、燃氣表)的遠程抄送。同時該系統還提供了規范的串行通信接口,對于未來的系統的擴展提供了廣闊的空間。 本文首先詳細的介紹了ARM處理器及嵌入式操作系統uClinux的發展概況,接著討論了GPRS網絡通信技術的工作原理,最后給出了智能家居控制系統的硬件設計和軟件設計。該智能家居系統的硬件主要包括ARM主控模塊的選型、報警I/O電路設計、以太網接口電路設計、圖像處理模塊電路和“三表”的串行口電路組成。軟件上主要包括uClinux在S3C4510上的移植、圖像采集與壓縮程序、以太網驅動及通訊程序、RS-485串行接口程序、GPRS網絡通信程序和報警I/O接口程序。 該系統主要部分包括小區內住宅的安防監控,GPRS無線智能家電的遠程控制和無線報警以及抄表的遠程傳送。利用當前較為成熟的GPRS技術和以太網實現對小區內用戶進行集中安防監控與管理,同時給出了系統的功能和結構以及硬件原理框圖和軟件設計思路及主要程序。
上傳時間: 2013-07-12
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21世紀是“信息世紀”,隨著人們生活水平的不斷進步,對于家居環境要求也日益增高。如何將信息產業的最新成果,應用于構建一個舒適和諧的家居環境,已日益引起人們的關注和重視。傳統的家庭電子電器類產品具有單個控制的特點,無法進一步構成網絡,和外界進行信息交互。“智能家居”概念的提出,改變了這種這種狀況。智能家居系統可以將相對獨立的電器產品“智能”地連接在一起,提供全方位信息交換功能,幫助家庭內部及外部實現信息暢通,從而優化生活環境,提高生活質量。 本文提出了一種基于GPRS網絡的以ARM和嵌入式Linux操作系統為基礎的家庭網關無線接入方案,能通過手機短信息對控制節點進行遠程控制,實時獲得當前圖像信息和家居環境的各項物理參數。 本文所做的主要工作為: 1.調研了國內外智能化家居系統的研究現狀和發展趨勢,并結合目前國內智能家居的發展特點,設計了基于嵌入式系統的智能家居監控系統。在設計中選用了ARM9 S3C2440處理器和嵌入式Linux操作系統,主要由基于ARM的主控模塊、GPRS短信發送模塊、基于nRF2401的無線(分)節點通信模塊幾個部分組成。 2.建立了嵌入式系統的平臺和開發環境。主要包括嵌入式Linux的裁減、設備驅動程序的編寫,交叉編譯和串口驅動的編寫,完成了USB驅動的移植。 3.在組網方式上選擇了nRF2401無線射頻模塊和GPRS模塊,完成了周邊器件的電路設計,實現了無線模塊的相互通信和信息傳輸。 4.實現了XMODOM協議,將圖片和物理信息傳送至GPRS模塊,并實現了彩信的MMS發送。 本文完成了智能家居監控系統的硬件設計和軟件設計,并進行了調試,驗證了所設計系統的有效性和實用性。實驗結果表明提出的監控系統設計方法是可行的,且整個系統具有良好的通用性和可擴展性。由于采用Linux作為嵌入式操作系統,符合嵌入式的發展潮流,方便了在該設計的基礎上進行二次開發和擴展。
上傳時間: 2013-04-24
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在基于工業以太網和現場總線技術的集散控制系統中,對智能測控模板— 熱電偶(TC)信號輸人模板進行了設計與研究。首先對該現場總線控制系統的結構與功能進行介紹和分析,然后給出了熱電偶信號輸人模板的設計與具
上傳時間: 2013-04-24
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現代社會中相控陣雷達的應用越來越廣泛,相控陣雷達在目標識別、空間探測、雷達成像等先進技術領域的研究不斷深入。相控陣雷達的各個部分開始采用全數字化的控制方式,這對波束控制器提出了更高的技術要求:運算速度快、設備量少、數據吞吐量大、工作方式多、集成度高。為適應這些要求,結合嵌入式技術的發展,論文先介紹了相控陣雷達波控系統的基本功能和發展趨勢,然后闡述了波束控制系統的實現方法,接著提出基于嵌入式ARM(Advanced RISC Machines)的雷達波束控制主控系統的詳細設計方案和開發調試過程,論證了基于ARM嵌入式處理器實現雷達波束控制主控系統的運算、控制、通信等功能的可行性,最后給出了波控分系統通常采用的幾種工程實現方法和其原理框圖,通過軟硬件相結合的設計滿足雷達波控系統對組件的控制功能,完善波控系統的通用化和系列化設計思想。
上傳時間: 2013-04-24
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近年來智能家居系統飛速發展,但是大多數功能欠完善,同時成本高昂。針對這種情況,介紹了基于RS一485總線網絡,以嵌人式系統作為主設備,傳感器接人模塊作為從設備的智能家居子網系統并給出了總體結構圖和硬件
上傳時間: 2013-06-09
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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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