風速是氣象測量的一個重要要素，利用超聲波進行風速測量現(xiàn)如今得到廣泛的應用，技術已經很成熟。當超聲波在空氣中傳播時，受到風速的影響，順風和逆風情況下存在一個時間差，基于這個原理制成的時差法超聲波風速測量儀表，具有精度高、可靠性強、集成度高等優(yōu)勢，并可以與雨量、濕度等測量儀表構成完整的移動氣象站，與傳統(tǒng)的機械式儀表、電磁式儀表相比，具有較強的優(yōu)勢，其關鍵參數(shù)是系統(tǒng)的測量精度。 ARM作為32位的微處理器，具有豐富的片上資源，高達60M的處理能力，而且功耗很小，適合作為智能儀表的核心處理器。本文給出了基于LPC2132的風速測量系統(tǒng)，可以實現(xiàn)風速的測量、顯示、精度調節(jié)以及與上位機之間的通信等功能。系統(tǒng)硬件電路包括ARM7處理器以及外圍的模擬、數(shù)字電路，并采用模塊化進行設計。這種思想大大簡化了系統(tǒng)硬件電路設計的復雜性，增強了系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。軟件部分根據(jù)超聲波信號的特點，選用新型的構造包絡的方法，在準確判斷超聲波到達時間的問題上有所改進。 文章共分六個部分。第一章緒論介紹了超聲波風速測量儀表的發(fā)展現(xiàn)狀、本篇論文選題的目的和意義、所做的工作以及創(chuàng)新點。第二章介紹了超聲波風速測量的基本原理。第三章是介紹基于ARM的超聲波風速測量的系統(tǒng)的硬件設計。第四章是系統(tǒng)的軟件設計。第五章是系統(tǒng)的誤差分析。第六章是全文的總結以及就下一步的工作提出一些設想。
標簽： ARM 超聲波 系統(tǒng)設計 風速測量
上傳時間： 2013-06-04
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地鐵信號設備中輸入輸出設備是信號邏輯和現(xiàn)場設備之間的接口，有著四高（高安全，高可靠，高可維護，高可用）要求，目前信號系統(tǒng)廠家的傳統(tǒng)做法是整個信號系統(tǒng)產品由一家公司來完成，可是隨著技算機技術的快速發(fā)展，邏輯部份目前已可以采用通用COTS產品，而輸入輸出部分還是需要各個信號廠家自己設計和生產，因此設計出一款通用型的輸入輸出控制器已成地鐵行業(yè)的發(fā)展方向。 為了滿足以上要求，本文從實際應用角度出發(fā)，使信號系統(tǒng)的產品更加的開放透明，設計出基于ARM的地鐵用安全型的智能I/O，從而使信號系統(tǒng)設計可以方便地和現(xiàn)場信號設備接口。 在硬件上采用冗余設計，以ARM為主處理器，整個系統(tǒng)無單點硬件故障，采集部分采用動態(tài)異或輸入設計，驅動部分采用安全驅動設計。 基于ARM的地鐵用安全智能I/O嚴格遵循歐洲鐵路信號產品的標準，使系統(tǒng)的安全性，可靠性，可用性和可維護性有了充分的保障。 本文主要介紹了地鐵用安全型智能I/O控制器的設計和實現(xiàn)，包括設計思想，具體實施，硬件和軟件的設計等。
上傳時間： 2013-06-12
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隨著生產自動化要求的不斷提高，控制技術和微型計算機技術的不斷發(fā)展，智能記錄儀已日益廣泛地應用在工業(yè)過程領域，并占據(jù)了越來越高的地位。近年來，新的應用也對智能記錄儀的設計提出了更高的要求。 嵌入式系統(tǒng)因其體積小、性能好、功耗低、可靠性高等優(yōu)點，其已經在各種記錄儀表的開發(fā)與設計等領域中得到廣泛的應用。為了改善工業(yè)現(xiàn)場傳統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)費時、費力且數(shù)據(jù)不夠及時準確的缺點，本課題基于嵌入式的技術，構建了一個由32位的嵌入式微處理器S3C24lO和實時操作系統(tǒng)IAnux組成的平臺，并對其進行了開發(fā)研究，設計并實現(xiàn)了針對工業(yè)過程數(shù)據(jù)處理的一種新型的記錄系統(tǒng)。 本文研究了無紙記錄儀通用開發(fā)方法，設計了系統(tǒng)結構、功能和性能設計指標。該系統(tǒng)以三星公司生產的S3C2410(ARM)微控制器為核心，配置大容量Flash存貯器、實時時鐘等，通過8個信號輸入通道，可配接熱電偶、熱電阻以及標準的電壓/電流信號，經16位采樣送ARM處理后，按設定要求完成信號監(jiān)測、數(shù)據(jù)記錄和柱狀圖、曲線顯示、異常數(shù)據(jù)報警等無紙記錄儀的功能，以及通過RS232通信接口與其它系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)通信；在系統(tǒng)軟件設計方面，采用結構化、模塊化方法，結合硬件配置設計了數(shù)據(jù)采集、檢測信號處理、數(shù)據(jù)存取、鍵盤操作功能模塊以及柱狀圖、曲線等圖形顯示功能函數(shù)，從而使具有了模塊化擴展功能。試驗表明了該系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行了準確、可靠的的采集與處理，較好地滿足了工業(yè)現(xiàn)場的需求。 本課題是數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)在工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、處理領域中的一次成功嘗試。在實際應用中，該系統(tǒng)凸顯出強大的功能、良好的靈活性。實踐證明本系統(tǒng)是一種優(yōu)秀的解決方案，能夠高效的實現(xiàn)各種測控任務。
標簽： ARM 工業(yè)過程 數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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直流電動機由于具有良好的調速特性，寬廣的調速范圍，在某些要求調速的地方，特別是對調速性能指標要求較高的場合，如軋鋼機、龍門刨床、高精度機床、電動汽車等中，得到了廣泛地應用。國外這類調速系統(tǒng)的價格高，而國內的同類產品性能指標不夠穩(wěn)定，因此設計一個性能價格比較高的直流調速系統(tǒng)，對工業(yè)生產具有重要的現(xiàn)實意義。 本文采用ARM S3C2410為控制芯片，以模糊PID為智能控制方法，設計了基于實時嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ的直流電機調速系統(tǒng)。首先對模糊控制及嵌入式系統(tǒng)作了簡單介紹，構建了模糊PID控制的直流電機調速系統(tǒng)模型，并在MATLAB環(huán)境下，對設計模型進行了仿真，在仿真的基礎上設計了控制系統(tǒng)硬、軟件，主要包括MOSFET驅動、光電隔離、鍵盤顯示、轉速測量、H橋可逆控制部分等，并將嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ移植到該系統(tǒng)中，實現(xiàn)了對直流電機的良好調速性能。 控制系統(tǒng)硬件實現(xiàn)模塊化設計，線路簡單，可靠性高。軟件設計采用可讀性強的C語言，自底層向上層的原則設計，程序邏輯性強、易于修改維護。以ARM為核心的控制系統(tǒng)，結構簡單，抗干擾能力強，性價比高。仿真和試驗表明：基于模糊PID智能控制的直流電機調速方法是可行的，有很好的應用前景。
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，使嵌入式技術迅速發(fā)展，這為智能IP電話的研發(fā)提供了軟硬件基礎。 現(xiàn)階段家庭網(wǎng)關接入互聯(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，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和藍牙通訊技術更安全可靠。 本文以IP電話與智能家電互聯(lián)為切入點，結合ARM、嵌入式Linux和網(wǎng)絡技術，設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)硬件和軟件設計，并進行了調試，驗證了所設計系統(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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嵌入式測控系統(tǒng)和測控裝置在工業(yè)生產過程控制、儀器儀表及自動化系統(tǒng)、智能樓宇監(jiān)控等方面得到廣泛的應用。由于嵌入式測控系統(tǒng)監(jiān)控對象的多樣性，因此通用性不是很強，傳統(tǒng)的設計方法都是從底層的硬件設計開始，再設計專用的軟件，導致設計周期長，重復工作多，成本增加。微電子技術和計算機技術的飛速發(fā)展，使得微處理器的性能和功能得到極大的提高，為通用型測控平臺的構建奠定了基礎。 本文提出了一種嵌入式測控平臺的設計思路。采用主板和擴展板相結合的模塊化設計，使嵌入式測控系統(tǒng)可以在一個標準化平臺上進行構建。平臺主板選用基于32位ARM7TDMI-S內核的微控制器LPC2292作為核心，加上以太網(wǎng)芯片、CPLD以及其它外圍電路，構成了一個維持系統(tǒng)正常運行的最小系統(tǒng)。擴展功能模塊包括ZigBee無線通信、USB、A/D、D/A、液晶觸摸屏等模塊，通過層疊式結構與主板連接。測控開發(fā)平臺在功能、電路、結構上實現(xiàn)了可裁剪、可擴展，能滿足大多數(shù)嵌入式測控系統(tǒng)的需求。 在實現(xiàn)嵌入式測控開發(fā)平臺硬件設計的基礎上，嵌入式測控平臺引入了Nucleus Plus實時操作系統(tǒng)來完成系統(tǒng)資源的管理和任務的調度。文中提出了啟動代碼模版的概念，簡化了移植操作系統(tǒng)的工作，提高了效率。 基于ARM的嵌入式測控開發(fā)平臺為開發(fā)各種智能化、小型化現(xiàn)代測控系統(tǒng)提供了可重用、高性能、圖形化、網(wǎng)絡化軟硬件基礎平臺和高效的開發(fā)模式。從而，大大縮短了軟、硬件開發(fā)的周期，具有十分重要的意義。 作為在測控開發(fā)平臺的基礎上構建測控系統(tǒng)的實例，研制了氣門彈簧負荷計算機自動分選系統(tǒng)的現(xiàn)場級控制器。
上傳時間： 2013-06-16
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研究如何將當前流行的嵌入式技術應用于工業(yè)領域中的數(shù)據(jù)采集與記錄方面，是當今工業(yè)過程測量控制領域發(fā)展的一個必然方向。 本論文所設計完成的嵌入式工業(yè)過程數(shù)據(jù)采集與記錄系統(tǒng)，是以32位ARM7微處理器S3C44B0X為核心，取代了傳統(tǒng)的單片機，并且引入了μClinux多任務實時操作系統(tǒng)。采集到的工業(yè)現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)，經A/D轉換等步驟處理后，顯示在高分辨率的彩色LCD上。在MiniGUI的支持下，通過豐富的圖形界面功能，以曲線或表格的形式顯示工業(yè)現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)的變化趨勢，具有良好的人機界面。輸入功能通過點擊觸摸屏來實現(xiàn)，可以像使用Windows操作系統(tǒng)一樣，點擊菜單、滾動條、列表框、按鈕等控件以完成相應的操作。數(shù)據(jù)的記錄完全脫離PC機，顯示在LCD上的數(shù)據(jù)，可以實時的以文件的形式存儲在Nand Flash中，必要的時候通過USB接口用U盤導出。μClinux操作系統(tǒng)中移植了BOA網(wǎng)絡服務器和CGI腳本程序，因此具有動態(tài)Web監(jiān)控功能，用戶可以在PC機上的瀏覽器中通過網(wǎng)絡隨時監(jiān)測工業(yè)現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)。 經過測試，該系統(tǒng)可以穩(wěn)定可靠的運行，完全實現(xiàn)了工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的實時采集、人性化顯示、規(guī)范化操作、脫機化記錄和網(wǎng)絡化監(jiān)測等一系列功能，取代了傳統(tǒng)的底層智能儀表搭配PC機的構架，將其功能合二為一，對工業(yè)企業(yè)的技術進步和生產過程的現(xiàn)代化有著重要的作用。
標簽： ARM 嵌入式 工業(yè)過程 數(shù)據(jù)采集
上傳時間： 2013-07-18
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無線數(shù)據(jù)傳輸是指終端和監(jiān)控中心通過無線網(wǎng)絡的方式進行數(shù)據(jù)通信。本文以ARM處理器S3C2440A為核心搭建硬件平臺，選用Linux作為嵌入式操作系統(tǒng)，實現(xiàn)了基于CDMA網(wǎng)絡的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。 系統(tǒng)以ARM920T微處理器芯片S3C2440A和CDMA模塊Q2438F為實現(xiàn)核心。論文首先研究了基于S3C2440A微處理器的嵌入式系統(tǒng)硬件平臺的架構，詳細分析了ARM最小系統(tǒng)中各個功能組成模塊；然后建立了嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的arm-linux-gcc交叉編譯環(huán)境，重點研究了Bootloader和Linux內核的配置與編譯，并且在硬件平臺上移植了Linux操作系統(tǒng)。在ARM嵌入式Linux開發(fā)平臺上，研究了基于Video4Linux的USB攝像頭采集圖像的解決方案，即在Linux內核中加載Video4Linux模塊，通過V4L模塊提供的編程接口，操作USB攝像頭設備文件/dev/video0，并且采用內存映射方式截取視頻，完成了圖像采集的軟件設計。此外，論文還研究了在Linux環(huán)境下PPP協(xié)議撥號上網(wǎng)的實現(xiàn)方法，即通過AT指令初始化CDMA模塊，使之附在CDMA網(wǎng)絡上，通過編寫腳本程序的方法建立PPP連接，獲得網(wǎng)絡運營商ISP動態(tài)分配給數(shù)據(jù)傳輸終端的IP地址，從而實現(xiàn)了無線模塊撥號上網(wǎng)功能。在無線終端通過PPP撥號上網(wǎng)后，采用了客戶端/服務器端模式，運行套接字(Socket)應用程序，將設備采集到的圖像數(shù)據(jù)通過CDMA網(wǎng)絡后再經過Internet傳送到監(jiān)控中心，實現(xiàn)了傳輸終端和監(jiān)控中心之間的數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收。 論文研究和實現(xiàn)的基于ARM嵌入式Linux和CDMA網(wǎng)絡的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)滿足設計要求，達到了預期目標。終端內嵌TCP/IP協(xié)議，可以通過CDMA網(wǎng)絡連接到互聯(lián)網(wǎng)，數(shù)據(jù)傳輸實時性強，為用戶提供透明的數(shù)據(jù)傳輸通道。相比于傳統(tǒng)的傳輸系統(tǒng)，它具有高可靠性、組網(wǎng)方便、可遠程控制等特點，因此在電力自動化、環(huán)保、交通監(jiān)控等領域有著廣泛的應用，特別適用于移動環(huán)境、難于布線的場所和邊遠地區(qū)。
標簽： ARM 嵌入式系統(tǒng) 儀的研制 渦流
上傳時間： 2013-06-11
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隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對住宅的安全性提出了更高的要求。由于視頻監(jiān)控具有直觀、方便、信息內容豐富等的特點，而被廣發(fā)的應用各種安防系統(tǒng)中。現(xiàn)有的家居監(jiān)控系統(tǒng)智能化程度低，無法更好的適應家居安防系統(tǒng)的要求，因此研究并開發(fā)出適合人們需要的智能化家居視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有重要的意義。 本課題針對現(xiàn)有家居視頻監(jiān)控系統(tǒng)的問題，選用SAMSLING公司基于ARM9核的S3C2410芯片作為CPU，擴展了USB攝像頭、Internet芯片、紅外傳感器模塊、液晶屏、鍵盤等外圍設備，設計出一種基于ARM的智能家居網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)的功能主要包括：攝像頭采集圖像并在LCD上進行顯示；在戶外PC上可以通過網(wǎng)絡查看ARM端家中情況，圖像經過壓縮后進行傳輸；截取圖像進行人臉檢測；當檢測到人臉時，GPRS發(fā)送短信通知主人有入侵情況發(fā)生；檢測到人臉的圖像壓縮后進行存儲。 本文介紹了系統(tǒng)各個硬件型號的選取，硬件的性能參數(shù)，硬件引腳和寄存器參數(shù)，設計了各個硬件之間的接口電路。系統(tǒng)的軟件部分采用嵌入式Linux作為操作系統(tǒng)，在目標板上移植了引導程序、Linux裁剪后的系統(tǒng)和文件系統(tǒng)，在此基礎上實現(xiàn)了攝像頭圖像采集和LCD上的顯示、基于膚色和模板匹配的人臉檢測算法、基于DCT變換的有損圖像壓縮算法、GPRS短信發(fā)送、圖像網(wǎng)絡傳輸?shù)溶浖δ堋?試驗結果表明，本系統(tǒng)能夠較好的實現(xiàn)預期的功能，具有較好的穩(wěn)定性和應用前景。
標簽： ARM 智能家居 網(wǎng)絡視頻監(jiān)控 系統(tǒng)研究
上傳時間： 2013-04-24
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隨著經濟與科技的發(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)境和控制家電設備；另一方面，小區(qū)管理人員要求實現(xiàn)對小區(qū)事務的統(tǒng)一管理。計算機、通信和ARM嵌入式技術為小區(qū)的智能化提供了有力的技術支持。 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、家庭中繼器和家庭傳感器/開關設備三部分。家庭中繼器通過RS485總線連接家庭內部各種傳感器和開關設備組成家庭內部通信網(wǎng)，中繼器可以在家庭內部網(wǎng)中集中采集傳感器數(shù)據(jù)和控制家電開關設備。小區(qū)網(wǎng)關通過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備。用戶可以通過Internet訪問小區(qū)網(wǎng)關的Web服務器來查看家庭內部傳感器信息或發(fā)送操作指令來遠程控制家電開關設備，小區(qū)管理人員也可以通過小區(qū)網(wǎng)關的服務器發(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計、系統(tǒng)軟件移植和應用軟件設計；小區(qū)網(wǎng)關的軟件設計；家庭內通信網(wǎng)與小區(qū)局域網(wǎng)的組網(wǎng)以及在通信網(wǎng)絡中采用的通信協(xié)議的設計。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)設計
上傳時間： 2013-07-27
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