基于ARM的嵌入式運動控制器是集計算機數字控制技術、ARM技術、運動控制技術以及嵌入式操作系統技術等技術為一體的技術含量高的運動控制器;是對低成本、高性能運動控制器研究的一個新的嘗試。本論文的研究重是點基于雙端口RAM上下位機通訊的數控系統總體軟件架構設計、嵌入式運動控制器軌跡規劃算法的研究、嵌入式系統軟件的構建以及運動控制器外設驅動程序的開發,其主要工作及成果如下: 1.針對數控系統上下位機信息交互頻繁,提出了一種基于雙端口RAM通訊結構的上下位機交互方式,實現了上下位機信息的高速、穩定通訊;且完成了基于雙端口RAM上下位機通訊結構的數控系統總體軟件架構設計。 2. 針對目前高速數控加工軌跡規劃中存在的一些關鍵問題進行深入的探討。提出一種軌跡拐角的速度平滑方法,當高速加工不在同一直線方向而形成拐角的加工段時,在拐角過渡時能獲得很好的速度響應和較小的輪廓誤差;還提出了一種高速數控加工小線段的前瞻平滑算法,當高速加工多段微小直線段時,能夠優化規劃多段微小線段的加工速度,有效避免了頻繁的加減速給系統帶來較大沖擊以及加工效率低的問題。 3. 構建了適合本運動控制器系統的系統軟件;研究了嵌入式運動控制器引導程序的移植、嵌入式Linux內核的優化配置以及根文件系統的構建。 4.探討了Linux驅動程序開發的原理以及流程;并以雙端口RAM為例介紹了運動控制外設驅動程序開發的方法。
上傳時間: 2013-07-02
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作為新能源與汽車工業相結合的產物,燃料電池汽車已經逐漸成為了汽車家族的后起之秀。隨著電子控制單元與車載設備的不斷增多,傳統內燃機汽車的儀表盤已經不能滿足以燃料電池為動力的汽車儀表復雜信息顯示的要求。本文以燃料電池汽車為研究背景,設計開發了基于嵌入式技術的儀表系統,實現了對燃料電池汽車整車運行狀態以及模塊數據的實時監測、存儲與圖形化顯示。 本文介紹了燃料電池汽車儀表系統的設計原理,對儀表系統進行了需求分析,確定了系統整體框架與模塊劃分,提出了基于ARM微處理器、實時操作系統以及圖形用戶界面的儀表系統解決方案。該方案采用高性能的S3C44BOX作為底層核心處理器,以RTOS和GUI為中間層構建軟件系統平臺,在此基礎上以實時多任務軟件設計方法進行儀表系統應用程序的開發。 在上述方案的基礎上,進行了儀表系統硬件平臺的設計,包括存儲器系統、通信總線、人機交互界面等接口電路的設計。根據高速數字電路的設計要求,在雙面板上實現了基于ARM的燃料電池汽車儀表系統的PCB布線。編寫了系統初始化代碼,完成了對硬件平臺的調試工作。 根據儀表系統的實際情況,選擇了實時多任務操作系統μC/OS-Ⅱ和嵌入式圖形用戶界面μC/GUI作為本系統的軟件平臺,完成了兩者在儀表系統硬件平臺上的移植。針對μC/GUI環境下簡體中文漢字的顯示問題,給出了一種比較完善的解決方案。μ按照實時多任務軟件的開發流程,設計了儀表系統應用程序,包括CAN總線監聽任務、數據處理任務、用戶界面任務以及歷史數據記錄任務等,劃分了各個任務的優先級,確定了任務之間的通信同步機制,描述了各個任務的主要功能和實現方法,重點論述了基于μC/GUI的用戶界面任務設計的思路與過程,最后介紹了在硬件平臺上進行系統集成、軟硬件聯合調試以及系統測試的流程。
上傳時間: 2013-06-20
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當代科學技術突飛猛進,極大促進了自動識別技術的發展——條形碼、光學字符識別、磁條(卡)、工C卡、語音識別、視覺識別、RFID等,其中,RFID無疑是最為前沿的自動識別技術,是一種非接觸式的識別技術;同時,隨著另外一項技術——嵌入式技術的飛速發展,機構小巧、性能優越、價格便宜、操作簡便的手持式數據自動讀寫設備發展尤為迅速。具體說來,一款好的手持式RFID讀寫器適用于工作現場,可以供工作人員對現場物品信息進行自動收集,而隨著嵌入式操作系統和網絡技術的應用,使讀寫器不僅有數據采集功能,而且可以對數據進行分析以供管理決策。在這其中,操作系統、芯片、總線、接口技術成為讀寫器的內核,嵌入式系統成為技術的代表。 隨著嵌入式操作系統(如linux、wirice.net)的出現,使得軟件開發人員在嵌入式系統和普通pc機上進行應用軟件開發不會感到太大的差別(借助于交叉開發環境,即在pc機上編譯連接,但生成的是目標機代碼)。但是,對于那些應用軟件開發者,往往對某一行業軟件開發比較熟悉卻對硬件有些陌生,熟悉硬件原理(嵌入式處理器架構、部件工作原理等)恰恰是構建一個嵌入式系統所必須的。因此,構建一個性能穩定、持續工作時間長、完善數據接口、方便讀寫器接口的手持式設備成為了當今一個比較熱門的技術領域。本項目就是根據以上事實,先分析了國內外研究現狀,再根據項目需求、生產成本以及RFID應用開發者的要求,決定采用以ARM920T為內核的$3C2410為嵌入式處理器、微軟公司力推的wiIice.net為嵌入式操作系統,設計開發了供RFID應用軟件開發者使用的手持式RFID讀寫器。針對手持式設備的特點和實際要求,對讀寫器軟硬件系統整體結構進行了規劃,完成了時鐘電路、nand flash存儲器接口電路、SDRAM電路、串行接口電路、RFID讀寫模塊接口電路、USB接口電路、無線通信模塊接口電路、LCD/觸摸屏接口電路的設計,并開發了讀寫器的二次發API;在wince.net平臺下,利用platform builder工具定制了適于讀寫器的操作系統,實現了嵌入式操作系統的設計,最后對整個系統進行了測試。
上傳時間: 2013-06-21
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本課題是江蘇省“十一五”工業攻關項目“總線化智能多參數高精度檢測及控制儀表開發與產業化(BE2006090)”。本項目要求多環境參數測控、多總線接口,選擇具有豐富接口的高速處理器作為本項目的核心。為滿足多參數測控精度和多網絡接口通訊可靠性,嵌入式設計是應用系統的理想選擇。本文所研究的多參數測控裝置是以三星公司生產的32位ARM微處理器S3C2410為核心的嵌入式系統,該系統能實時地獲取水環境參數,為水環境和多總線接口提供基本的數據和控制信息。 本文詳細地介紹了MODBUS和CAN-BUS總線協議和通訊原理,闡述了水產養殖幾個重要環境參數一溶解氧、溫度、PH值的檢測算法原理、以及傳感器調理電路和溫度、溶解氧的控制策略,進行了測控系統的硬件架構和各個模塊的原理設計,實現了操作系統的移植,編寫了驅動程序。在基于QT/E環境下實現了系統的測控和總線通訊部分上層軟件設計。提出并實施了系統測試方案,成功地完成了測控系統的硬件、軟件測試、以及通信功能測試和現場在線測試。 本論文的研究開發工作是在實踐的基礎上完成的,實驗結果證明該系統充分利用了S3C2410芯片提供的資源,具有高性能、低功耗、低成本的優點,在各個方面的性能比傳統的水環境參數測控系統有很大提高,通過測試實現了預期的各種功能,完全達到預期要求。
上傳時間: 2013-06-28
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按照公安部規定,我國從 2004 年開始換發第二代居民身份證,預計到 2008 年基本完成第二代居民身份證的換發工作。第二代身份證與第一代身份證最大的區別在于:它的內部嵌入了一枚指甲蓋大小的非接觸式 IC 芯片,該芯片內存儲有姓名、性別等9項信息。本課題設計出一款基于 ARM 和 GPRS 技術的第二代身份證無線手持閱讀器,該閱讀器能讀出第二代身份證內 IC 卡信息,并可通過 GPRS 網絡將信息進行無線傳輸。 本文以該閱讀器的設計為主線,論述的主要內容如下: 1.介紹了課題背景及意義。全國 9 億第二代身份證的換發,必然帶來各行業對閱讀器的大量需求,而現有閱讀器的弊端促使了對閱讀器做更深入的研究。 2.介紹了相關概念及技術,包括:無線射頻識別技術、ISO/IEC14443 協議、嵌入式系統、ARM、GPRS技術等。 3.詳細介紹了該閱讀器的硬件設計方法,并給出主要硬件模塊電路原理圖及其 PCB 板設計方法,同時也簡單介紹了硬件的焊接和調試過程。 4.詳細介紹了該閱讀器的軟件設計方法,包括:讀卡模塊驅動程序、GPRS 模塊驅動程序、人機對話模塊驅動程序、I/O 口驅動程序的流程圖和部分代碼。 5.為使該閱讀器安全可靠地運行,對閱讀器進行了各種功能測試,包括:讀卡功能、GPRS 數據傳輸功能、人機接口功能。 通過功能測試,該閱讀器能準確讀取第二代身份證內信息并通過GPRS 網絡成功將信息發送出去。該閱讀器與市面上現有的閱讀器相比,具有可脫機操作、無線傳輸、小巧靈便的優點。由于該閱讀器軟件采用模塊化的設計方法,可以方便移植到其他非接觸卡閱讀器中,因此本閱讀器具有非常廣泛的應用前景。
上傳時間: 2013-06-10
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隨著社會的進步,經濟的發展以及我國入世以后汽車行業的迅速發展,使得國內交通車輛與日劇增,隨之帶來的交通擁擠、交通堵塞、車輛盜竊等一系列問題成為人們生活中最直接的安全隱患。運用無線通信技術、ARM技術和GPS定位技術的車輛監控系統可以有效的解決這些問題,滿足運輸效率和安全保障的需要,并且帶來極大的經濟效益和社會效益。 通過對車輛監控系統和相關技術的研究與分析,本文提出了基于ARM和GPS的車輛監控系統研究。與傳統的單片機控制的車輛監控系統相比,該系統克服了單片機系統因其功能簡單、無操作系統、程序移植性差而只能滿足簡單控制的缺點,能實現復雜任務的監控,例如顯示復雜的電子地圖、數據進行復雜計算、高端產品甚至有網絡互聯和Web瀏覽功能等等。同時該系統采用了GPRS無線通訊方式,具有資源利用率高、傳輸速率高、計費合理等特點,解決了以往采用SMS短消息通訊技術中存在的通訊費用高、消息延時和消息丟失等問題,提高了系統的實時性和可靠性。 論文首先介紹了在車輛監控系統中應用的GPS全球衛星定位技術和GPRS通用無線分組業務,在GPS定位技術中介紹了GPS系統組成、GPS信號和編碼、定位原理以及GPS誤差;在GPRS通訊技術中介紹了GPRS的概念、GPRS網絡的總體結構、GPRS的主要優點及發展動向。 論文隨后分為車輛監控系統總體結構與功能、車載端的研究與設計、監控中心的研究與數據庫設計三大部分進行介紹。車輛監控系統由車載端、監控中心和兩者之間的通訊網絡三部分組成,車載端主要由GPS定位模塊、GPRS通信模塊和ARM數據處理與控制模塊這三大模塊構成;監控中心包括Internet接入設備、中心服務器、監控端計算機以及一些輔助設備等。車載端分布在各個移動車輛上,負責接受OPS衛星定位信息,通過數據控制處理器解算出車輛所處的位置坐標,坐標數據經過處理后通過GPRS模塊,最后將數據通過通訊網絡GPRS發送到監控中心的信息服務器,信息服務器將收到的車臺數據經過預處理之后分發給監控終端。
上傳時間: 2013-06-14
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隨著信息寬帶化和高速化的發展,以前的低速PCB已完全不能滿足日益增長信息化發展的需要,而高速PCB的出現將對硬件人員提出更高的要求,僅僅依靠自
上傳時間: 2013-05-22
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本文是四川省教育廳重點項目“經濟型網絡同步課堂關鍵技術研究與裝備開發”關鍵技術的一部分,主要內容是實現嵌入式視頻采集與存儲。通過構建基于ARM微處理器和開源Linux操作系統的平臺,實現視頻數據的通用USB移動存儲設備存儲,達到經濟型的目標。 本文詳細介紹了整個系統平臺研究開發和設計實現的過程。論文討論了ARM微處理器在嵌入式系統中的應用,實現了SDRAM存儲系統、Flash存儲系統、串口、USB接口、IIC接口等模塊的原理設計;分析了高速印制電路板設計中的難點并予以克服,實現了印制電路板設計。 論文介紹了Linux作為嵌入式操作系統的特點與優勢,實現了將其完整移植到一個新硬件平臺;論文同時還實現了引導代碼、根文件系統、驅動程序等內容;視頻采集與存儲應用,設計采用緩沖區的方法保證其銜接,采用Linux線程機制進行多任務調度,最終實現了視頻采集存儲功能。 本系統充分結合了計算機科學、嵌入式技術和數字視頻技術等前沿領域的眾多理論和成果,體現了學科交叉與技術集成的創新。
上傳時間: 2013-06-02
上傳用戶:wangchong
以嵌入式計算機為技術核心的嵌入式系統是繼網絡之后,又一個IT領域新的技術發展方向。由于嵌入式系統具有體積小、性能強、功耗低、可靠性高等特點,目前已經廣泛的應用在國防、消費電子、信息家電、網絡通信、工業控制等領域。其中具有代表意義的是32位的控制器和嵌入式操作系統的應用。 本文是以弧焊機器人的焊縫跟蹤系統為例,研究了基于嵌入式實時操作系統μC/OS-Ⅱ和32位ARM微處理器的嵌入式系統的實現。該焊縫跟蹤應用系統實例實現的功能是使弧焊機器人能及時檢測并自動糾正當前焊接點與焊縫之間出現的偏差,以提高弧焊機器人的智能化水平。 論文首先介紹了32位的ARM控制器工作原理,然后介紹了嵌入式操作系統的工作原理以及焊縫信號的處理原理,在此基礎上設計了弧焊機器人焊縫跟蹤系統的硬件電路,最后完成了嵌入式操作系統μC/OS-Ⅱ在S3C44BOX上的移植工作,并且編寫和調試了控制軟件。基本上達到了控制要求。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著人們物質文化生活水平的提高和科學技術的快速發展,智能家居已成為一個發展趨勢。智能家居系統采用傳感技術、計算機技術和信息傳輸與處理技術,能給用戶提供全方位的服務,同時對住房內的情況進行遠程監控和實時管理。安防系統是智能家居中的一個重要的組成部分。傳統的安防系統都是基于單片機設計實現的,它難以滿足現代家居中網絡家電功能,針對這些問題,設計并實現了一種基于ARM和藍牙的安防系統。 (1) 深入研究了安防系統中視頻監控的研究現狀與發展趨勢,分析了嵌入式Linux操作系統的優、缺點以及選擇內核版本為Linux2.6的原因,指出了選題研究的目的和意義。 (2) 從網絡拓撲結構和幾種重要協議這兩個方面入手,闡述了智能家居中的重要技術——藍牙。 (3) 根據智能家居的功能要求,設計了一種智能家居中的安防系統,論述了ARM9嵌入式微處理器S3C2410的原理以及性能,闡述了安防系統中的NANDFLASH模塊、SDRAM模塊、RS232串口模塊、以太網模塊、USB、USB藍牙、USB攝像頭的組成原理以及設計與實現方法。 (4) 根據系統軟件環境的需求,構建了嵌入式Linux系統軟件平臺,論述了交叉編譯環境和NFS開發調試環境的建立,移植S3C2410下啟動引導程序VIVI,移植嵌入式操作系統Linux(內核版本為2.6.14),闡述了系統相關設備驅動的移植(NAND FLASH、USB、USB攝像頭、USB藍牙)、文件系統的使用,分析了Linux下藍牙無線通信的實現過程。 (5) 在搭建的嵌入式Linux系統軟件平臺上,論述了在Windows XP下遠程登錄到Linux操作系統的方法,闡述了在Linux下使用V4L編程來截取攝像頭圖象,使用SOCKET編程將截取到的圖象傳送到室內PC機上,遠程監控電腦登錄到此PC機上,利用IE瀏覽器來實現對現場環境的監控。 (6) 結合實驗測試環境和測試數據,進行了視頻監控系統的性能測試,分析了測試結果并針對出現的問題給出了改進措施。 通過對安防系統的實驗測試表明,系統能夠很好地檢測不法分子的入侵,并通過遠程視頻監控方式來告知用戶,系統運行穩定,達到了預期的設計目標。
上傳時間: 2013-04-24
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