為實現實時數據的遠程采集與顯示,設計了基于Modbus 協議和RS-485 總線為基礎的智能數據采集模塊,能夠采集PT100 信號或4~20mA 的工業標準信號。其硬件系統主要由單片機、A/D 轉換、
上傳時間: 2013-06-12
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汽車行駛記錄儀(文中也簡稱為記錄儀),亦稱“汽車黑匣子”,是安裝在車輛上,對車輛行駛速度、時間、里程以及有關車輛行駛的其它狀態信息進行監控、記錄、存儲并可通過接口實現數據輸出的數字式電子記錄裝置。為分析和判斷汽車駕駛狀態和處理交通事故提供了可靠準確的科學依據。本課題的來源是國家信息產業部下達的電子發展基金項目,與同類產品相比,增加了音/視頻功能,目前已通過信產部驗收。 本文主要分析和設計了一種具有低成本高擴展性的基于ARM與ARMLinux的汽車行駛記錄儀方案,該系統作為信產部項目中的主控模塊實現了記錄儀的標準功能。硬件方面分析了汽車行駛記錄儀的標準功能對應ARM片內外圍電路與外部器件的設計。軟件方面分析了基于YAFFS文件系統與Linux 2.6的軟件平臺在嵌入式應用方面的高可用性,主要描述YAFFS的特點與基本原理,Linux中線程的實現機制與Linux Kernel 2.6在響應時間上的改進。并給出了該記錄儀基于Liinux的多線程結構應用程序的設計要點、流程圖和主要的數據結構。 作為擴展,為記錄儀增加了采集和處理音/視頻信號的DSP模塊。DSP采用TI公司的專用于數字媒體應用的高性能DSP DM642。DSP模塊同時采集3路視頻并進行壓縮,壓縮算法可以采用MPEG-2、MPEG-4、H.263、H.264等。論述了實現音/視頻功能的基本原理、DSP模塊的存儲器結構、ARM與DSP的通信及一些實用性的考慮。
上傳時間: 2013-07-02
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無線傳感器網絡是一項融合計算機技術、半導體技術、通信技術、傳感器技術等的新興技術,它在軍事、工業、農業、建筑、醫療、交通等各個領域均有廣闊的應用前景。無線傳感器網絡中包含眾多關鍵技術,因此需要一種功能強大的節點支持網絡的正常運行,為用戶提供多功能的服務。 目前無線傳感器網絡節點的硬件平臺絕大部分是基于單片機實現的,它們具有有限的存儲和處理能力,只能完成簡單的傳感器數據采集、處理和轉發功能。有少部分硬件平臺采用32位的處理器,但是這些平臺的價格昂貴或者靈活性較差,不利于無線傳感器網絡的實驗研究及應用的拓展。 基于上述研究現狀,本文設計并實現一個基于32位ARM處理器和Linux操作系統的無線傳感器網絡節點。該節點具有強大的存儲、處理能力,而且成本和功耗較低,能夠配合不同類型的傳感器節點使用,便于二次開發,對于無線傳感器網絡各種理論和算法的驗證及實現各種應用有重大意義。論文主要分為三部分: 1、無線傳感器網絡節點硬件設計:在分析現有硬件平臺缺點的基礎上,設計本文的無線傳感器網絡節點硬件結構,進行硬件選型并分析各個模塊的結構和硬件原理,搭建好硬件平臺。 2、無線傳感器網絡節點軟件實現:根據設計的無線傳感器網絡節點硬件結構分析軟件應包含的內容及層次結構。由于Linux支持多種體系結構、開源等優點,因此本文選擇其作為無線傳感器網絡節點的操作系統,并分層次地實現基于Linux的整個軟件系統,包括引導程序、內核、根文件系統、驅動程序。 3、無線傳感器網絡節點的應用:在1、2部分完成的基本功能上需要擴充具體的應用程序才能將該節點應用到實際環境中。這部分首先分析本文所實現的節點的幾種典型應用場景,然后在該節點上實現幾種常用的服務程序,最后設計并實現質心定位應用案例,展示了在此節點上可方便地實現功能擴充和特定應用開發,同時也說明了該節點強大的功能。
上傳時間: 2013-04-24
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本文介紹了在非死卡爾智能賽車競賽中的一份技術報告:模糊PID控制算法在賽車中的應用
上傳時間: 2013-07-13
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電液控制作為液壓控制的一個新分支,因為其本身的特點正得到越來越廣泛的應用。電液控制系統的發展對電液控制技術提出了更高的要求,這必將促進電液控制技術的發展。本文在教研室多年電液控制經驗的基礎上,提出開發通用型電液系統數字控制器。 通過對電液控制技術的研究,了解電液系統的一般構成,結合多個具體實例,本文提出數字式電液控制器概念,以ARM微處理器為硬件核心,采用多種智能控制算法解決電液系統閉環控制問題。 數字控制器以PHILIPS公司的32位ARM7微處理器LPC2292為硬件核心,配有高速AD、DA轉換器。硬件設計注重通用性,具有多種輸入、輸出通道,可以采集和輸出多種、多個模擬量信號和數字量信。具有多種通信接口,可以實現近距離監控或者遠距離操控。人機交互通道豐富,具有報警、狀態指示、參數顯示等功能。采用光電隔離、獨立電源、屏蔽外殼等措施保證控制器具有良好的穩定性、可靠性。軟件設計采用UC/OS-II嵌入式操作系統,內部集成多種智能控制算法,保證電液系統閉環控制取得良好的效果。開發模擬試驗系統,可以模擬電液系統現場的各種信號和閉環回路,實現實驗室調試。采用Visual Basic開發上位機軟件,配合控制器完成參數修改、保存,繪制實時監控曲線,控制硬件等功能。 控制器解決了電液系統多樣性難題,客服模擬控制的缺點。研發出模糊自整定PID算法,它成功解決了閉環控制過程中設定信號不斷變化的難題。經過多次現場調試,目前控制器已經成功應用于國內多家企業的輪胎耐久性試驗機和密煉機兩種電液系統,在這兩種系統中成功取代進口國外模擬控制器,并且控制效果好于國外模擬控制器。關鍵詞:電液系統;ARM7;UC/OS-II;模糊自整定
上傳時間: 2013-05-31
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隨著計算機網絡的廣泛應用以及嵌入式技術、圖像技術的不斷進步,視頻監控領域進入了一個快速發展的時期。基于嵌入式技術的視頻監控技術作為一種先進的、廉價的視頻監控技術,為視頻監控設備的開發提供了一種全新解決方案。近年來,采用無線網絡技術的視頻監控系統由于其更低廉的價格、更靈活的部署方式受到廣大視頻監控用戶的青睞,逐漸成為視頻監控技術的發展方向之一。 運動目標檢測算法是一種在視頻圖像檢測中經常使用的算法,主要用來發現視頻中的運動物體。在視頻監控系統中引入運動目標檢測算法可使監控系統具備簡單的智能功能,即在有運動物體進入監控區域時才傳輸視頻并錄像。常用的運動目標檢測算法包括幀間差分法和背景差法等。 論文在融合嵌入式技術、運動目標檢測技術的基礎上,結合視頻監控系統在室內及小型辦公場所應用的實際需求,提出了一種基于嵌入式技術的無線智能視頻監控系統解決方案。該方案的視頻監控端采用三星公司基于ARM體系結構的芯片S3C2440A作為處理器,在使用該處理器的硬件板上構建了嵌入式Linux操作系統作為應用程序開發的平臺。在視頻監控系統的視頻監控端應用程序開發中,論文分析了幀間差分法和背景差法的優缺點,并在此基礎上實現了兩種算法的融合,完成了在視頻采集的同時實現對運動物體的檢測。系統的PC視頻接收端應用程序使用C#語言編寫,程序開發中使用了網絡編程技術,在Windows操作系統下實現了視頻接收、錄像及錄像播放功能。 實驗結果表明,論文設計圓滿地完成了功能要求,對基于嵌入式平臺的監控系統設計具有很大的參考價值。
上傳時間: 2013-06-11
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表面粗糙度是機械加工中描述工件表面微觀形狀重要的參數。在機械零件切削的過程中,刀具或砂輪遺留的刀痕,切屑分離時的塑性變形和機床振動等因素,會使零件的表面形成微小的蜂谷。這些微小峰谷的高低程度和間距狀況就叫做表面粗糙度,也稱為微觀不平度。表面粗糙度的測量是幾何測量中的一個重要部分,它對于現代制造業的發展起了重要的推動作用。世界各國競相進行粗糙度測量儀的研制,隨著科學技術的發展,各種各樣的粗糙度測量系統也競相問世。對于粗糙度的測量,隨著技術的更新,國家標準也一直在變更。最新執行的國家標準(GB/T6062-2002),規定了粗糙度測量的參數,以及制定了觸針式測量粗糙度的儀器標準[1]。 隨著新國家標準的執行,許多陳舊的粗糙度測量儀已經無法符合新標準的要求。而且生產工藝的提高使得原有方案的采集精度和采集速度,滿足不了現代測量技術的需要。目前,各高校公差實驗室及大多數企業的計量部門所使用的計量儀器(如光切顯微鏡、表面粗糙度檢查儀等)只能測量單項參數,而能進行多參數測量的光電儀器價格較貴,一般實驗室和計量室難以購置。因此如何利用現有的技術,結含現代測控技術的發展,職制出性能可靠的粗糙度測量儀,能有效地降低實驗室測量儀器的成本,具有很好的實用價值和研究意義。 基于上述現狀,本文在參考舊的觸針式表面粗糙度測量儀技術方案的基礎上,提出了一種基于ARM嵌入式系統的粗糙度測量儀的設計。這種測量儀采用了先進的傳感器技術,保證了測量的范圍和精度;采用了集成的信號調理電路,降低了信號在調制、檢波、和放大的過程中的失真;采用了ARM處理器,快速的采集和控制測量儀系統;采用了強大的PC機人機交互功能,快速的計算粗糙度的相關參數和直觀的顯示粗糙度的特性曲線。 論文主要做了如下工作:首先,論文分析了觸針式粗糙度測量儀的發展以及現狀;然后,詳細敘述了系統的硬件構成和設計,包括傳感器的原理和結構分析、信號調理電路的設計、A/D轉換電路的設計、微處理器系統電路以及與上位機接口電路的設計。同時,還對系統的數據采集進行了研究,開發了相應的固件程序及接口程序,完成數據采集軟件的編寫,并且對表面粗糙度參數的算法進行程序的實現。編寫了控制應用程序,完成控制界面的設計。最終設計出一套多功能、多參數、高性能、高可靠、操作方便的表面粗糙度測量系統。
上傳時間: 2013-04-24
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USB接口的數據采集卡原理圖,USB接口的數據采集卡電路圖
上傳時間: 2013-08-02
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隨著21世紀的到來,計算機技術,信息處理技術,半導體技術和網絡技術不斷發展,人類社會進入了信息化時代。與此同時,無線視頻傳感器網絡也得到了突飛猛進的發展,成為當今國際上備受關注的熱點研究領域。無線視頻傳感器網絡有著很多的優點和十分廣泛的應用前景。在軍事,工業,城市管理和監控系統等重要領域都有潛在的使用價值。 無線視頻傳感器網絡有著顯著的特征,例如:網絡節點能源有限;網絡帶寬有限;對處理速度要求較高等。由此可見,傳統的視頻編碼標準無法應用于無線視頻傳感器網絡。MPEG-4,H.263,H.264等視頻編碼標準,全是基于運動估計補償實現的,計算量十分巨大,在能量,存儲空間和處理能力均有限的節點難以實現這類高復雜度的編碼算法。 本文針對無線視頻傳感器網絡對視頻編碼算法的具體需求,提出一種基于運動檢測的低復雜度視頻編碼算法。該算法只對當前編碼幀中的運動對象進行編碼,并且以面向對象的結構輸出碼流。實驗結果表明,與H.264全I幀編碼相比,本文提出的算法編碼速度提高了約3倍,編碼性能提高了約2dB。與H.264基本檔次相比,雖然編碼性能略有下降,但是編碼速度平均提高了8倍左右。因此,本文提出的算法可以在編碼效率和編碼速度之間獲得很好的折衷,在一定程度上可以滿足無線視頻傳感器網絡的需求。 本文選用ALDVK_270作為硬件實驗平臺。在分析算法結構的同時,結合嵌入式系統的特點,從算法,內存,高級語言和匯編語言等幾個方面提出優化方案,最終在ARM嵌入式平臺下實現了面向無線視頻傳感器網絡的低復雜度視頻編碼算法。測試結果表明,與優化前相比,優化后的編碼速度有了很大的提高,對于CIF格式的監控視頻序列能夠滿足實時處理的要求。
上傳時間: 2013-07-26
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隨著通信技術的發展,無線通信技術在工業領域的應用日益增多。以前,工業中大多采用有線或人工的方式進行數據采集與傳輸,雖然簡單實用,卻耗費了大量人力、物力資源,且很大程度上限制了應用場所的拓展。因此,選取一種相對經濟、穩定而又高效的無線傳輸方式就變得緊迫和必要。 隨著GPRS網絡技術的逐漸成熟,GPRS無線網絡逐漸顯露出其在遠距離通信應用中的優勢。于此同時,嵌入式軟硬件技術的飛速發展也使得嵌入式產品進入千家萬戶。因此,采用基于嵌入式系統和GPRS網絡進行無線通信漸漸成為當今應用的熱點之一。 本系統采用高性能嵌入式微處理器S3C2410和GPRS無線通訊模塊MC39i構建硬件平臺,以嵌入式Linux操作系統和TCP/IP協議建立軟件平臺,完成基于ARM-Linux的嵌入式數據采集與遠傳系統設計。 本文首先對嵌入式系統的概況進行了綜述,接著對嵌入式處理器、嵌入式操作系統和GPRS無線網絡技術進行了概要介紹,然后提出了基于ARM-Linux的嵌入式數據采集與遠傳系統的設計方案,并從硬件設計和軟件實現兩方面具體闡述了該系統的開發實現過程,包括搭建以S3C2410和MC39i為核心的硬件平臺以及在該硬件平臺上建立基于嵌入式Linux操作系統的軟件平臺,并最終實現了數據采集與遠傳功能。 此系統由于采用了高性能的ARM處理器和嵌入式Linux系統,因此在多任務并行處理和進程實時處理等方面具有一定的優勢。該系統可以廣泛應用于燃氣、油田和電力等部門,具有較好的發展前景。
上傳時間: 2013-07-08
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