國內(nèi)大部分普通高校實(shí)驗(yàn)室的嵌入式實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)基本上是基于8位CPU的單片機(jī)，這些系統(tǒng)的技術(shù)已經(jīng)十分成熟且實(shí)驗(yàn)內(nèi)容大多停留在單一的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，因此只能提供基礎(chǔ)知識(shí)的教學(xué)而不能涵蓋基礎(chǔ)、綜合、創(chuàng)新三個(gè)層次，也不能培養(yǎng)出市場(chǎng)對(duì)嵌入式系統(tǒng)需求的學(xué)生。而建立以ARM為內(nèi)核的嵌入式處理器和嵌入式Linux操作系統(tǒng)相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，能使學(xué)生在軟、硬件知識(shí)結(jié)合上和能力上有新的提高。 ARM是當(dāng)前全球領(lǐng)先的16/32位RISC微處理器內(nèi)核，現(xiàn)在大多數(shù)功能強(qiáng)大的嵌入式處理器都是基于ARM內(nèi)核構(gòu)建的，如本課題中教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)硬件部分以IntelXscale處理器PXA270為核心，軟件部分以Linux操作系統(tǒng)為核心進(jìn)行開發(fā)，教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是基于嵌入式Linux操作系統(tǒng)，高速的網(wǎng)絡(luò)型硬件平臺(tái)功能強(qiáng)大、復(fù)雜，起點(diǎn)高，適合于各高校的教學(xué)和實(shí)驗(yàn)，以及各種嵌入式系統(tǒng)的課題和科研項(xiàng)目。 構(gòu)建教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的主要工作是完成硬件的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)及操作系統(tǒng)移植。本論文主要在闡述嵌入式概念和主要開發(fā)技術(shù)、方法的基礎(chǔ)上，對(duì)PXA270硬件平臺(tái)和嵌入式Linux操作系統(tǒng)軟件平臺(tái)作了相關(guān)介紹；詳細(xì)講述了移植Linux到硬件平臺(tái)的過程，實(shí)現(xiàn)ARM—Linux嵌入式系統(tǒng)軟硬件的結(jié)合，并在該教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上設(shè)計(jì)了如觸摸屏控制實(shí)驗(yàn)、USB設(shè)備實(shí)驗(yàn)與數(shù)字視頻接口等實(shí)驗(yàn)。
標(biāo)簽： ARMLinux 嵌入式 教學(xué)實(shí)驗(yàn)
上傳時(shí)間： 2013-07-04
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網(wǎng)絡(luò)的普及和計(jì)算機(jī)微型化的趨勢(shì)使得移動(dòng)終端成為未來人們生活中的必備。移動(dòng)終端具有體積小，重量輕，易于攜帶的特點(diǎn)。它將PC的部分功能與手機(jī)的通訊功能結(jié)合起來，可以進(jìn)行無線通訊，還可以通過互聯(lián)網(wǎng)得到豐富多彩的服務(wù)。因此，針對(duì)移動(dòng)終端的研究具有非常重要的意義。 本文針對(duì)移動(dòng)終端的移動(dòng)性和無線上網(wǎng)功能提出一套基于ARM Linux平臺(tái)的解決方案。移動(dòng)終端硬件部分采用基于S3C2410控制器的硬件平臺(tái)。采用USB接口的WiFi模塊作為無線網(wǎng)卡。采用FPGA模塊做信息加密處理。軟件部分采用嵌入式Linux系統(tǒng)作為操作系統(tǒng)，采用基于Qt的嵌入式Konqueror瀏覽器作為應(yīng)用程序。采用移動(dòng)IPv6技術(shù)支持終端的移動(dòng)性。 本文闡述了移動(dòng)終端軟件部分從底層到頂層的實(shí)現(xiàn)。包括了引導(dǎo)加載程序移植，Linux內(nèi)核的移植，NOR Flash驅(qū)動(dòng)移植，網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)移植，無線網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)移植，LCD驅(qū)動(dòng)的移植，觸摸屏驅(qū)動(dòng)的移植，根文件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，Qt/Embedded和Qtopia的移植以及嵌入式Konqueror的移植。并對(duì)原理、相關(guān)知識(shí)點(diǎn)以及實(shí)現(xiàn)過程進(jìn)行了詳細(xì)的說明。本文介紹了如何在移動(dòng)終端上支持移動(dòng)IPv6技術(shù)，搭建基于Linux的移動(dòng)IPv6的實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)，并測(cè)試移動(dòng)終端在不同的WiFi子網(wǎng)之間移動(dòng)過程中與通信對(duì)端的連接情況。 經(jīng)過測(cè)試表明，該移動(dòng)終端可以在無線條件下通過瀏覽器訪問Internet，支持中文網(wǎng)頁并能通過鼠標(biāo)、鍵盤和觸摸屏進(jìn)行操作。在移動(dòng)性上，移動(dòng)終端在從家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)和外地網(wǎng)絡(luò)之間的漫游過程中能夠在一定的切換延遲下保持和通信對(duì)端的連接。
標(biāo)簽： ARMLinux 移動(dòng)終端
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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視頻監(jiān)控系統(tǒng)是一個(gè)集計(jì)算機(jī)的交互性、多媒體信息的綜合性、通信的分布性和監(jiān)控的實(shí)時(shí)性等技術(shù)于一體的綜合系統(tǒng)。隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬，計(jì)算機(jī)處理能力和存儲(chǔ)容量的快速提高，以及各種實(shí)用視頻處理技術(shù)的出現(xiàn)，視頻監(jiān)控進(jìn)入了全數(shù)字化的網(wǎng)絡(luò)時(shí)代。視頻監(jiān)控系統(tǒng)的核心功能主要包括兩大部分，一是視頻圖像采集和壓縮處理，一是圖像數(shù)據(jù)的傳輸。系統(tǒng)的主要硬件模塊分為監(jiān)控終端和監(jiān)控控制終端兩個(gè)部分。 本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種基于ARM和嵌入式Linux的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)了視頻圖像的采集壓縮和圖像數(shù)據(jù)流基于RTP協(xié)議的傳輸。本系統(tǒng)的核心硬件平臺(tái)采用韓國SamSung公司的S3C2410微處理器，ARM端作為視頻監(jiān)控終端，PC機(jī)作為監(jiān)控控制終端。ARM端主要承載了圖像采集、編碼和對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行RTP打包并傳輸?shù)墓δ埽琍C端主要承載的功能是圖像數(shù)據(jù)的接收、顯示和對(duì)監(jiān)控終端的控制、訪問。 在視頻圖像采集和壓縮處理部分，利用Video for Linux提供的接口函數(shù)，實(shí)現(xiàn)了利用攝像頭采集圖像的過程，并設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了V4L視頻采集及壓縮模塊，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)JEPG圖像采集和壓縮模塊和MPEG-4圖像采集和壓縮模塊的具體編程流程和實(shí)現(xiàn)過程，并實(shí)現(xiàn)了基于這兩種編碼方式的視頻壓縮。用Visual C++實(shí)現(xiàn)了用戶控制終端，可對(duì)應(yīng)JPEG和MPEG-4兩種編碼方式進(jìn)行解碼并顯示。 在圖像數(shù)據(jù)的傳輸部分，系統(tǒng)采用了RTP協(xié)議作為視頻數(shù)據(jù)流傳輸協(xié)議，并實(shí)現(xiàn)了視頻數(shù)據(jù)在局域網(wǎng)內(nèi)的實(shí)時(shí)性傳輸。移植了現(xiàn)在比較常用的JRTPLIB源碼庫，為RTP的實(shí)現(xiàn)提供了可調(diào)用的庫函數(shù)，按照MPEG-4數(shù)據(jù)流的RTP封裝格式和流程，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了RTP編程。 最后對(duì)系統(tǒng)的功能和性能進(jìn)行了測(cè)試。測(cè)試結(jié)果顯示MPEG-4在保證與JPEG相當(dāng)?shù)膱D像質(zhì)量時(shí)，大大減少了傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。同時(shí)，使用RTP協(xié)議進(jìn)行傳輸，保證了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，也保證了圖像的傳輸質(zhì)量。
標(biāo)簽： ARMLinuz 視頻監(jiān)控 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-07-12
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目前，大多數(shù)嵌入式自動(dòng)化系統(tǒng)都以MCU為核心，與監(jiān)測(cè)、伺服、顯示等儀器、設(shè)備配合實(shí)現(xiàn)一定的功能。現(xiàn)場(chǎng)信息往往止步于“現(xiàn)場(chǎng)”，嵌入式自動(dòng)化系統(tǒng)從而成為了“信息孤島”，因而制約了其本身的發(fā)展。要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的信息集成、綜合實(shí)施自動(dòng)化，就需要一種能在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下運(yùn)行、可靠性高且實(shí)時(shí)性好的通信系統(tǒng)，形成工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的底層網(wǎng)絡(luò)，完成現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化設(shè)備之間的多點(diǎn)通信。 Ethernet（以太網(wǎng)）和CAN-bus（控制器局域網(wǎng)）分別是目前全球應(yīng)用最為廣泛的國際互聯(lián)技術(shù)和開放式現(xiàn)場(chǎng)總線。隨著測(cè)控技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日益緊密的結(jié)合，測(cè)控系統(tǒng)接入互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為大勢(shì)所趨，這也促成了近年來嵌入式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展。以太網(wǎng)技術(shù)正在迅猛發(fā)展，將其應(yīng)用到工控領(lǐng)域，可以達(dá)到降低成本，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)等成效。隨著技術(shù)的發(fā)展以及實(shí)際的需要，將兩者結(jié)合無疑會(huì)為控制領(lǐng)域的飛速發(fā)展帶來巨大的原動(dòng)力。本文設(shè)計(jì)了一種以ARM7處理器為核心的高性能嵌入式CAN-Ethernet網(wǎng)關(guān)，可以用來實(shí)現(xiàn)監(jiān)控設(shè)備和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間穩(wěn)固、簡(jiǎn)潔的互連通信，完成對(duì)大規(guī)模現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的實(shí)時(shí)測(cè)控。 本文具體的研究?jī)?nèi)容如下： 1）以LPC2290為主控MCU的CAN-Ethernet互連系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想以及整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 2）CAN-Ethernet互連系統(tǒng)轉(zhuǎn)換電路及外圍接口電路設(shè)計(jì)，MCS-51單片機(jī)與MCP2510實(shí)現(xiàn)CAN總線通信； 3）μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)在LPC2290上的移植以及互連系統(tǒng)應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)與探討； 4）CAN-Ethernet互連系統(tǒng)核心交換模塊的設(shè)計(jì)； 5）使用HTTP協(xié)議實(shí)現(xiàn)Web服務(wù)的功能，并通過Web頁面實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的遠(yuǎn)程測(cè)控。
標(biāo)簽： ARM CAN 總線 以太網(wǎng)
上傳時(shí)間： 2013-08-06
上傳用戶：夜月十二橋
目前，許多高校在機(jī)房管理上使用了IC 卡，其中少數(shù)機(jī)房是使用接觸式IC卡，眾所周知，接觸式IC 卡在可靠性、易用性、安全性、高抗干擾性和工作距離方面不及非接觸式IC 卡，因此很多接觸式IC 卡基本已被非接觸式IC 卡取代。 經(jīng)過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，使用IC 卡的機(jī)房管理系統(tǒng)的基本工作方式是每個(gè)機(jī)房中配置了1個(gè)IC 卡讀寫終端和1 臺(tái)監(jiān)控機(jī)。IC 卡讀卡終端只是一個(gè)普通的讀卡器，只負(fù)責(zé)讀取卡內(nèi)信息，并通過串口等通信方式將IC 卡信息傳輸給監(jiān)控機(jī)，讀卡終端本身沒有信息存儲(chǔ)功能，實(shí)際的計(jì)費(fèi)管理完全是通過監(jiān)控計(jì)算機(jī)控制，監(jiān)控計(jì)算機(jī)向中心服務(wù)器端定時(shí)或?qū)崟r(shí)傳輸刷卡信息。由于整個(gè)系統(tǒng)要占用一臺(tái)微機(jī)，而且中間的信息傳遞、計(jì)費(fèi)環(huán)節(jié)都要由它來完成，不僅浪費(fèi)資源，而且也增加了安全隱患。在這種工作模式下，會(huì)出現(xiàn)一些問題和漏洞： 1) 可靠性不高由于讀卡設(shè)備與監(jiān)控計(jì)算機(jī)之間的信息傳輸只是暫時(shí)保存在監(jiān)控計(jì)算機(jī)中，如果監(jiān)控計(jì)算機(jī)遭到病毒襲擊或者出現(xiàn)硬件故障，將出現(xiàn)無法挽回的后果。而且由于學(xué)生信息都保存在監(jiān)控計(jì)算機(jī)中，因此存在著人為偽造、篡改和徇私舞弊行為的極大可能。 2) IC卡的特點(diǎn)未完全體現(xiàn)IC卡除了能標(biāo)識(shí)身份外，還有電子錢包功能，能對(duì)其進(jìn)行充值和扣款，但是上述方法基本上IC卡只用做標(biāo)識(shí)身份，實(shí)際的每次扣款，都是由監(jiān)控計(jì)算機(jī)和中心服務(wù)器來完成，基本與讀卡設(shè)備無關(guān)。 3) 不方便學(xué)生上機(jī)和收費(fèi)管理學(xué)生每次上機(jī)刷卡，都要由監(jiān)控計(jì)算機(jī)連接中心服務(wù)器端，由中心服務(wù)器端讀出學(xué)生信息，進(jìn)行核對(duì)，而且對(duì)學(xué)生的扣款需要額外的計(jì)算機(jī)軟件來進(jìn)行計(jì)時(shí)和計(jì)費(fèi)處理，顯得比較繁瑣。 鑒于以上問題，為提高機(jī)房管理效率，降低工作強(qiáng)度，并及時(shí)處理機(jī)房發(fā)生的故障，采用機(jī)房計(jì)費(fèi)管理系統(tǒng)勢(shì)在必行。如果能在讀卡終端設(shè)備中完成計(jì)費(fèi)的大部分功能，并且增加存儲(chǔ)功能，這樣就可以減少監(jiān)控計(jì)算機(jī)的負(fù)擔(dān)，甚至讀卡終端設(shè)備可以直接與中心服務(wù)器通信，不僅能增加系統(tǒng)的可靠性和安全性而且還充分利用了IC 卡的功能，還降低了財(cái)務(wù)統(tǒng)計(jì)和計(jì)算帶來的麻煩。 目前已經(jīng)應(yīng)用于機(jī)房管理的解決方案主要有3種方式，即:軟硬件結(jié)合控制方式、帳號(hào)方式和門禁方式。鑒于設(shè)計(jì)要求，并且考慮到安全、可靠、簡(jiǎn)單等因素，如果在軟硬件結(jié)合控制方式中，把更多的任務(wù)交由讀卡終端，比如由讀卡終端來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、計(jì)費(fèi)管理，同時(shí)如果讀卡終端能實(shí)現(xiàn)TCP/IP 通信，那么監(jiān)控計(jì)算機(jī)的任務(wù)就大大降低，甚至可以由讀卡終端直接與中心服務(wù)器通信。就減少了一些不必要的麻煩和安全風(fēng)險(xiǎn)。本論文的設(shè)計(jì)就是基于這一點(diǎn)來進(jìn)行的。 本系統(tǒng)要求數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定可靠，實(shí)時(shí)性要好，另外考慮到性價(jià)比等因素，綜合考慮選擇將μC/OS-II 操作系統(tǒng)移植到ARM7 上作為開發(fā)平臺(tái)。在此平臺(tái)基礎(chǔ)上，考慮到TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)與要采用的硬件的性能以及實(shí)現(xiàn)的成本有關(guān)。從解決這一技術(shù)問題出發(fā)，結(jié)合本論文研究的應(yīng)用對(duì)象，決定使用嵌入式操作系統(tǒng)，此種方案可以描述為嵌入式TCP/IP協(xié)議棧＋嵌入式操作系統(tǒng)＋微控制器。 本文介紹了一種基于ARM7的IC 卡機(jī)房管理終端的設(shè)計(jì)方案。該系統(tǒng)在ARM7的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)的移植和TCP/IP協(xié)議棧的嵌入，能夠正確讀寫IC 卡信息，增加了SD 卡存儲(chǔ)功能，完成計(jì)費(fèi)操作，實(shí)現(xiàn)液晶顯示功能，能夠通過以太網(wǎng)或串口直接與服務(wù)器通信。 本文詳細(xì)介紹了整個(gè)機(jī)房管理系統(tǒng)終端的硬軟件設(shè)計(jì)，給出了嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ在ARM7 處理器上的詳細(xì)移植過程，介紹了一種TCP/IP協(xié)議棧和基于套接字的編程方法，同時(shí)也提供了一種多卡操作的防沖突機(jī)制。 同目前大多數(shù)機(jī)房管理系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)有如下特點(diǎn)： 1) 由于使用了嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ，提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和反應(yīng)時(shí)間，任務(wù)管理和調(diào)度更加方便有效。 2) 由讀卡終端來進(jìn)行計(jì)費(fèi)操作，降低了服務(wù)器端的工作壓力，同時(shí)降低了安全風(fēng)險(xiǎn)。 3) 增加了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，提高了系統(tǒng)的可靠性，有利于數(shù)據(jù)的查詢和故障的恢復(fù)。 4) 增加了對(duì)無效卡、注銷卡和欠費(fèi)卡的判斷與處理，對(duì)惡意操作或者有意或者無意的逃費(fèi)操作采取了積極有效的措施。 5) 以太網(wǎng)通信克服了以往串口通信的傳輸距離短、傳輸速率慢等缺點(diǎn)，使得通信更加方便、高效，并且可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸和控制。
標(biāo)簽： ARM IC卡 機(jī)房管理 終端設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-07-09
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TCP/IP協(xié)議作為Internet上的通信實(shí)現(xiàn)方式的一種，是近年來嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。嵌入式設(shè)備要與Internet網(wǎng)絡(luò)直接交換信息，就需要支持TCP/IP協(xié)議。嵌入式系統(tǒng)具有內(nèi)核小、專用性強(qiáng)、系統(tǒng)精簡(jiǎn)、實(shí)時(shí)性高、功耗和環(huán)境要求嚴(yán)格等特點(diǎn)，所以傳統(tǒng)的TCP/IP協(xié)議不適合移植到嵌入式系統(tǒng)中。實(shí)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接入有兩種選擇，第一種是按照TCP/IP協(xié)議的原理編寫簡(jiǎn)化版的通信協(xié)議；第二種是將已有小型的，適用于嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議移植到系統(tǒng)中。 首先本文簡(jiǎn)要介紹了嵌入式網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的研究現(xiàn)狀和研究?jī)?nèi)容，分析了LwIP協(xié)議棧中IP協(xié)議、TCP協(xié)議、UDP協(xié)議和ICMP協(xié)議的原理。由于LwIP沒有使用和操作系統(tǒng)相關(guān)的系統(tǒng)調(diào)用和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，所以在LwIP和操作系統(tǒng)之間增加了一個(gè)操作系統(tǒng)封裝層為操作系統(tǒng)服務(wù)。LwIP不僅保持了TCP協(xié)議主要功能，而且減少了對(duì)RAM的占用。 其次，移植中實(shí)現(xiàn)了操作系統(tǒng)模擬層和LwIP底層接口。操作系統(tǒng)模擬層為協(xié)議和操作系統(tǒng)提供了一個(gè)接口，使協(xié)議對(duì)操作系統(tǒng)透明，可以不依賴操作系統(tǒng)運(yùn)行，需要實(shí)現(xiàn)信號(hào)量、郵箱、線程和臨界保護(hù)。LwIP底層接口為不同的硬件提供不同的驅(qū)動(dòng)程序，需要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)初始化、網(wǎng)卡初始化、線程接收、數(shù)據(jù)包的讀取和發(fā)送。 最后提出測(cè)試設(shè)計(jì)框架，在ARM開發(fā)板和μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)上對(duì)移植的協(xié)議進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明，移植協(xié)議可以正常工作，實(shí)現(xiàn)了基本的網(wǎng)絡(luò)功能。
標(biāo)簽： LwIP ARM 協(xié)議棧 移植
上傳時(shí)間： 2013-07-11
上傳用戶：iswlkje
在工業(yè)過程中，許多對(duì)象具有滯后特性，由于純滯后的存在，使得系統(tǒng)的超調(diào)量變大，調(diào)節(jié)時(shí)間變長(zhǎng)。因此滯后過程被公認(rèn)為較難控制的對(duì)象，而且純滯后占整個(gè)動(dòng)態(tài)過程的時(shí)間越長(zhǎng)，難控的程度越大。所以大純滯后對(duì)象的控制一直是困擾自動(dòng)控制和計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的一大難題。而這類對(duì)象又廣泛存在于石油、化工、釀造、制藥、冶金等工業(yè)生產(chǎn)過程中。因此對(duì)該問題的研究具有重大的實(shí)際意義。 傳統(tǒng)的PID配合Smith預(yù)估補(bǔ)償器的控制方法，對(duì)模型誤差反映比較靈敏，當(dāng)存在建模誤差或干擾時(shí)，控制效果并不能取得令人滿意的效果。近年來隨著模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等智能控制研究的不斷深入，有些學(xué)者將它們與Smith預(yù)估控制、PID控制及預(yù)測(cè)控制等相結(jié)合，提出了針對(duì)不確定大滯后系統(tǒng)的新的控制方法。雖然有些控制方案效果不錯(cuò)，但系統(tǒng)的復(fù)雜程度和調(diào)試難度也隨之增加。因此設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、快速、可靠的控制器，仍是一個(gè)重大課題。 本文首先介紹了大滯后過程的控制特點(diǎn)，概述了常用的大滯后過程的控制方法及其優(yōu)缺點(diǎn)。接著概要地介紹了嵌入式系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)、發(fā)展歷史、現(xiàn)狀及前景。并針對(duì)性地介紹了ARM控制器的概況以及它的應(yīng)用領(lǐng)域。然后本文針對(duì)大滯后對(duì)象提出了自抗擾控制器與Smith預(yù)估補(bǔ)償器相結(jié)合的設(shè)計(jì)方案。通過仿真對(duì)比了本方案、PID配合Smith預(yù)估補(bǔ)償器及單一的自抗擾控制器的控制效果，表明自抗擾控制器與Smith預(yù)估補(bǔ)償器的結(jié)合有效地改善了大滯后對(duì)象的控制效果，增強(qiáng)了系統(tǒng)的魯棒性和抗干擾能力。為驗(yàn)證該控制方案的實(shí)際控制效果，我們以PCT-II型過程控制實(shí)驗(yàn)裝置中的具有大滯后特性的盤管內(nèi)部的溫度為被控對(duì)象，以JX44BO開發(fā)板作為主要的控制平臺(tái)設(shè)計(jì)并完成大滯后控制實(shí)驗(yàn)。所以接下來本文介紹了實(shí)現(xiàn)這個(gè)嵌入式溫度大滯后控制系統(tǒng)所涉及到的硬件平臺(tái)、系統(tǒng)框圖以及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。然后本文介紹了嵌入式控制平臺(tái)的控制界面以及各個(gè)主要功能的程序的實(shí)現(xiàn)，以及遠(yuǎn)程客戶端程序在以太網(wǎng)通訊方面的程序?qū)崿F(xiàn)和遠(yuǎn)程客戶端程序的操作界面。最后本文給出了本次實(shí)驗(yàn)的參數(shù)設(shè)置以及最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在實(shí)際應(yīng)用中本文所提出的方案對(duì)于大滯后對(duì)象具有較好的控制效果。
標(biāo)簽： ARM 控制 系統(tǒng)研究
上傳時(shí)間： 2013-06-11
上傳用戶：baitouyu
針對(duì)現(xiàn)代中低壓電網(wǎng)電能質(zhì)量的監(jiān)測(cè)及諧波治理的需要，論文綜合運(yùn)用嵌入式技術(shù)、現(xiàn)代信號(hào)處理技術(shù)、虛擬儀器技術(shù)設(shè)計(jì)了一種新型低功耗、集成化的電網(wǎng)參數(shù)監(jiān)測(cè)儀。此系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)三相電網(wǎng)相/線電壓、電流、有功功率、無功功率、視在功率、電網(wǎng)頻率、功率因數(shù)以及三相電壓、電流的31次以內(nèi)諧波的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。 論文分析了基于微處理器的電力系統(tǒng)基本參數(shù)的測(cè)量原理；對(duì)被測(cè)信號(hào)的交流參量通過抽樣方法獲得，由多點(diǎn)的抽樣數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)得到的結(jié)果可以減小隨機(jī)誤差的影響；基于DFT和FFT的諧波測(cè)量原理，將FFT應(yīng)用于諧波分析獲得信號(hào)的頻域參數(shù)；針對(duì)諧波測(cè)量中的混疊誤差設(shè)計(jì)了二階抗混疊濾波器；分析了非同步采樣和對(duì)非時(shí)限信號(hào)的截?cái)嘣斐傻念l譜泄露和柵欄效應(yīng)及其對(duì)諧波測(cè)量精度的影響。討論了常用的幾種窗函數(shù)對(duì)頻譜泄漏的抑制作用，在此基礎(chǔ)上選擇加海明窗對(duì)采樣信號(hào)進(jìn)行處理；針對(duì)DDS具有高精度頻率合成的特點(diǎn)，將其應(yīng)用到電網(wǎng)信號(hào)的采樣上，提高了采樣的同步性，使得測(cè)量精度滿足了系統(tǒng)的要求。上述方法需要大量快速的迭代運(yùn)算，系統(tǒng)微處理器選用了32位ARM芯片LPC2132，提高了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力和實(shí)時(shí)性。系統(tǒng)供電電源采用了開關(guān)電源、減小了體積，提高了效率；完成了下位機(jī)數(shù)據(jù)采集部分、二階抗混疊濾波器、測(cè)頻電路及通信模塊電路的設(shè)計(jì)；最后介紹了軟件設(shè)計(jì)部分，主要包含了數(shù)據(jù)采集的實(shí)現(xiàn)過程，F(xiàn)FT程序的設(shè)計(jì)，給出了各部分程序的流程圖；系統(tǒng)上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)了電網(wǎng)數(shù)據(jù)處理程序，該軟件以LabWindows/CVI6.0為開發(fā)平臺(tái)，利用CVI豐富的庫函數(shù)，完成對(duì)數(shù)據(jù)的處理、顯示和記錄等工作，并采用雙線程運(yùn)行模式，在數(shù)據(jù)采集和處理的同時(shí)完成了顯示、命令的發(fā)送和運(yùn)行曲線等功能。 按上述方案設(shè)計(jì)的樣機(jī)經(jīng)過三次電路制作與軟件調(diào)試，主要技術(shù)參數(shù)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，通過了實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，目前正在電力系統(tǒng)諧波治理系統(tǒng)中進(jìn)行工業(yè)實(shí)驗(yàn)。
標(biāo)簽： ARM 電網(wǎng)參數(shù) 儀的研制 監(jiān)測(cè)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶：我好難過
電力變壓器性能的好壞直接影響著電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。變壓器繞組溫度是變壓器安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行以及使用壽命的決定性因素，已經(jīng)成為變壓器狀態(tài)監(jiān)測(cè)中健康隱患和故障發(fā)展的重要表現(xiàn)形式。通過對(duì)變壓器繞組溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并判斷其健康狀況，以此來進(jìn)行變壓器的負(fù)荷調(diào)整和預(yù)知性維修，避免因繞組過熱導(dǎo)致的變壓器故障，可以提高變壓器安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平，為電網(wǎng)安全運(yùn)行帶來重要保證。 傳統(tǒng)的檢測(cè)電力變壓器溫度的方法主要有紅外溫度檢測(cè)、熱電阻、熱電偶溫度檢測(cè)等。紅外測(cè)溫為非接觸測(cè)量，它只能測(cè)量變壓器的表面溫度，易受環(huán)境溫度及周圍磁場(chǎng)的干擾，且需人工操作，無法實(shí)現(xiàn)在線測(cè)量。對(duì)于熱電阻、熱電偶等測(cè)量法，在高頻交變場(chǎng)中，導(dǎo)線會(huì)拾取噪聲并由于渦流效應(yīng)而發(fā)熱。電導(dǎo)線的熱導(dǎo)還會(huì)導(dǎo)致被測(cè)溫度的擾動(dòng)，測(cè)量效果不很理想。光纖光柵傳感技術(shù)以其體積小、電絕緣、抗電磁干擾、易復(fù)用、傳感信號(hào)可遠(yuǎn)距離傳輸、便于實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)，為電力變壓器溫度的測(cè)量提供了很好的技術(shù)手段。 本文在對(duì)國內(nèi)外光纖光柵傳感技術(shù)及其解調(diào)方案進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了光纖布拉格光柵傳感信號(hào)解調(diào)所需的硬件和軟件，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。論文涉及的主要工作有： 介紹了光纖的基本結(jié)構(gòu)、布拉格光柵的工作機(jī)理及其制作方法，分析了光纖布拉格光柵作為傳感元件時(shí)的基本參數(shù)，推導(dǎo)了光纖布拉格光柵的溫度傳感模型；詳細(xì)介紹了目前常用的布拉格光纖光柵解調(diào)技術(shù)。 重點(diǎn)分析了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)及其原理，主要有微控制器相關(guān)電路的設(shè)計(jì)、光電轉(zhuǎn)換電路、前置放大及濾波電路、AD轉(zhuǎn)換電路、以太網(wǎng)通訊電路及液晶顯示電路等。在硬件平臺(tái)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)并測(cè)試了相關(guān)模塊的驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)溫度的實(shí)時(shí)采集和發(fā)送。主要工作包括uC/OS—Ⅱ在LPC2148上的移植，利用LwIP實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)通訊等。 最后，搭建了系統(tǒng)光路，對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試，得到了有益的數(shù)據(jù)，為下一步工作打下了良好的基礎(chǔ)。
標(biāo)簽： ARM 光纖光柵 溫度監(jiān)測(cè)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶：it男一枚
減搖鰭是船舶與海洋工程中的一種重要系統(tǒng)，目前已在多種船舶中廣泛應(yīng)用。減搖鰭對(duì)于提高船舶耐波性，增加船舶使用壽命，改善設(shè)備與人員的工作條件，提高艦艇的戰(zhàn)斗力具有重要作用。減小船舶橫搖是目前船舶運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域的重要課題之一。本文以船舶減搖鰭系統(tǒng)作為研究對(duì)象，重點(diǎn)講述了基于ARM處理器的減搖鰭控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方案。 減搖鰭系統(tǒng)目前大多采用基于力矩對(duì)抗原理的PID控制器。控制器的性能對(duì)船舶自然橫搖周期和無因次橫搖衰減系數(shù)有著很大的依賴關(guān)系。由于船舶橫搖運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性、非線性、時(shí)變性和海況的不確定性，經(jīng)典PID控制難以獲得滿意的控制效果。采用先進(jìn)的控制策略是解決這一問題的有效方法。本論文將模糊控制與PID控制相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了無須精確的對(duì)象模型，只須將操作人員和專家長(zhǎng)期實(shí)踐積累的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)用控制規(guī)則模型化，然后用模糊推理在線辨識(shí)對(duì)象特征參數(shù)，便可對(duì)PID參數(shù)實(shí)現(xiàn)自整定。另外，浪級(jí)調(diào)節(jié)器做為減搖鰭控制器的一個(gè)重要組成部分，本論文也對(duì)其設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，提出了一種基于海浪譜估計(jì)的浪級(jí)調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)方法，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)浪級(jí)調(diào)節(jié)器不能充分利用海浪信息的不足。 目前大多數(shù)的減搖鰭控制器使用單片機(jī)作為主處理器或者以工控機(jī)為基礎(chǔ)開發(fā)而來的，前者集成度不高，穩(wěn)定性也不好，而后者成本較高。因此，本課題設(shè)計(jì)了一款新型的基于ARM處理器的減搖鰭控制器，解決了上述問題。該系統(tǒng)主要由硬件平臺(tái)和軟件平臺(tái)兩部分組成。硬件平臺(tái)主要包括基于飛利浦公司的LPC2214的控制器核心電路和輔助實(shí)現(xiàn)控制的驅(qū)動(dòng)電路；軟件平臺(tái)主要是基于ARM的軟件，包括啟動(dòng)代碼和應(yīng)用程序。 研究結(jié)果表明：開發(fā)的嵌入式減搖鰭控制系統(tǒng)不僅具有集成度高、性價(jià)比高、性能優(yōu)越、抗干擾能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好、實(shí)時(shí)性高等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)更能夠適應(yīng)減搖鰭控制系統(tǒng)智能化的發(fā)展趨勢(shì)，所以該減搖鰭控制器具有很好的使用價(jià)值及意義。
上傳時(shí)間： 2013-07-10
上傳用戶：giser
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