隨著現代工業的發展,人機接口在工業生產以及社會生活中發揮著越來越重要的作用,同時,人機接口的各項技術問題也日益凸現出來,越來越受到世界各國的關注。 本課題就基于便攜式儀表人機接口的設計開展研究。設計的關鍵步驟包括:人機接口的軟硬件設計、實驗系統的搭建以及在一條天然氣管道上進行管道檢測實驗,驗證人機接口的實用性。 論文中介紹了人機接口技術的發展過程與現狀、人機接口系統的軟硬件詳細設計。人機接口硬件包括:ARM處理器控制核心、通信接口電路、LCD顯示接口電路、USB接口儲存電路;軟件包括人機接口的底層軟件與應用軟件。在實驗過程中,首先獲取一段有裂紋的天然氣管道,接著使用自行設計的采樣模塊檢測磁場信號,通過串口將數據發送到人機接口平臺,人機接口平臺使用嵌入式Linux作為操作系統,使用Qt程序在LCD上顯示實時曲線。而后人機接口將數據存儲在閃盤中,同時使用一系列算法程序對數據進行處理,最后利用檢測到的漏磁場法向分量HP(Y)的具有顯著特征的最大梯度值的位置來判斷裂紋的位置,再與實際的裂紋位置對比,得出可行性結論。經過大量的實驗,該系統可以很好的實現檢測目的,驗證了人機接口的實用性。
上傳時間: 2013-06-28
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在現代工業測控領域,人們對數據采集的要求越來越高;不僅要求高速、高精度還要求采集設備便攜化、網絡化和智能化,此外還需要友好的人機界面。傳統的8/16位單片機因資源極度受限,難以滿足上述要求;而PCI或ISA數據采集卡,則存在著安裝麻煩、價格昂貴且電磁兼容性差等缺點。32位嵌入式微處理器的出現很好地解決了上述矛盾,本文的研究正是基于ARM的嵌入式數據采集系統的設計。 本文以齒輪箱或機械轉軸的振動信號為采集對象設計了基于ARM處理器和嵌入式Linux的數據采集系統。該系統硬件平臺以S3C2410主控板和自行研制的振動信號調理板為核心,在此基礎上擴展了UART、RS485、USB、TCP/IP以及單總線通信接口,適應多種條件下的數據傳輸。同時系統提供了LCD顯示和觸摸屏輸入模塊,具備良好的人機交互功能。軟件方面,搭建Linux交叉開發環境,實現了基于Linux操作系統的Bootloader的移植。最后,根據課題需要,完成了A/D采樣和單總線驅動程序的設計。 本嵌入式數據采集系統存儲容量大,硬件接口豐富,軟件資源配置靈活,設計方案具有很好的通用性和可擴展性。
上傳時間: 2013-05-28
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隨著國民經濟的快速發展,我國對于電力的需求和依賴性也越來越大。同時,對變電站及電網的安全和穩定也提出了更高的要求。2008年的南方冰雪災害造成了電力設施及輸電線路的重大損失,嚴重危害了電網的正常工作,影響了人民的正常生活和工廠的正常運行。電力部門需要一種能夠實時監控變電站設備的監控系統,第一時間監測到電力設備的損壞和人為因素的破壞,迅速做出處理,將損失減小到最低值。隨著電力部門網路化的全面普及,各個變電站有了相應的通訊網絡,使得監控系統網絡傳輸成為可能。 課題探索了低功耗、高性能、低成本并具有豐富芯片資源的嵌入式處理器和內核精簡、性能強悍、源碼開放及開發成本低的操作系統,設計和實現了基于ARM9和嵌入式Linux操作系統的變電站監控系統,實現了對變電站設備的實時視頻監控、紅外線監測和煙霧火災探測等功能。系統硬件采用模塊化設計,主控制器模塊采用三星公司的S3C2410A高性能芯片作為嵌入式微處理器,設計了外圍接口電路和其它外圍設備電路;視頻監控模塊采用OV511系列USB攝像頭進行圖像采集;紅外線防盜監測模塊采用熱釋電紅外線傳感器配合菲涅爾透鏡設計了報警電路;煙霧火災探測模塊采用Motorola公司生產的離子型煙霧檢測芯片MC14468,設計了監測電路。系統軟件開發分兩層,下層軟件開發構建了交叉編譯環境,移植了嵌入式Linux操作系統并利用Video4Linux API庫函數接口完成了視頻圖像采集程序的設計,同時對攝像頭驅動程序進行了提取和編譯;上層軟件開發實現了對采集的視頻數據在網絡中傳輸,使用Visual C++設計了客戶端監控應用界面,實現人機交互,并對所采集視頻圖像進行了最優化處理。 課題針對現有監控系統存在的不足進行改進,集視頻監控、紅外線防盜監測和火災報警等功能于一體,充分發揮嵌入式系統和計算機網絡的優勢,設計出了功能豐富,性能優良的變電站監控系統。提高了變電站運行和維護的安全性及可靠性,并逐步實現了電網的可視化監控和調度,使電網調控運行更為安全、可靠。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著嵌入式的廣泛應用,對傳統的數據采集系統的改造,開發新型的嵌入式采集系統,目前已成為研制的熱點。起重機采集系統類似于飛機上的“黑匣子”,能自動記錄起重機運行數據,并能以文件的形式存儲起重機的運行數據,而且可以通過USB通信接口實現數據的轉移。與傳統的采集數據相比,此系統有采集速度快,性能穩,功耗低,讀取數據方便的優點。只需插入U盤,幾分鐘內就可以將數據取走,避免了傳統將電腦帶入現場采集數據的缺點。在起重機采集系統的項目開發過程中,本人的主要工作是實現數據采集模塊的設計,通過構建基于ARM微處理器和開源Linux操作系統的平臺,實現起重機運行數據的U盤存儲。 本研究首先對課題研究的背景和整個系統做了概述;其次詳述了系統的硬件設計和Linux移植到AT91RM9200平臺的方法;然后詳細討論了系統的軟件設計即基于Linux的U盤驅動的實現以及Mass Storage類協議及其子類UFI命令集,并采用單批量傳輸協議實現了部分UFI子類命令以實現對U盤邏輯扇區讀、寫等操作的驅動程序;在U盤上采用目前主流操作系統(Windows,Linux等)所支持的FAT32文件格式,實現了文件的讀寫等API函數,并在此基礎上按文件系統的實現層次對其進行設計與優化,實現了起重機運行數據的可靠存儲;最后對課題研究做了總結。
上傳時間: 2013-07-09
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近年來,嵌入式Internet遠程測控系統已成為計算機控制領域一個重要組成部分,它將計算機網絡、通信與自動控制技術相結合并成為新興的研究熱點。通過嵌入式Internet控制系統,用戶只要在有網絡接入的地方,就可以對與網絡連接的任何現場設備進行遠程測控。嵌入式系統可以根據應用進行軟硬件的定制,特別適用于對成本、體積、功耗有嚴格要求的各種遠程測控設備。該項技術的研究具有廣闊的應用前景。 嵌入式Web遠程監控不同于以往的C/S和B/S網絡監控技術,它通常采用嵌入式系統作為Web服務器,使得系統的成本大大降低,且設備體積小巧,便于安裝、易于維護,安全可靠,此技術自問世以來得到了業界的廣泛關注,各式各樣的解決方案和實現方式層出不窮。 本文提出了一種基于ARM的嵌入式網絡控制系統。該系統以嵌入式Boa服務器作為遠程信號的傳輸平臺。首先對網絡的系統結構和工作原理作了詳細介紹,然后對嵌入式網絡控制系統的實現作了深入的探討和研究。 整個嵌入式網絡控制系統主要劃分為三個部分:嵌入式網絡控制系統硬件設計;嵌入式網絡控制器的軟件設計;嵌入式網絡控制系統Web服務器實現。系統選用主流的ARM微處理器LPC2210作為系統主控制器,并根據需要給出了具體的硬件電路設計,包括:存儲器接口電路、網絡接口電路、串行通信接口電路以及信號調理電路設計。鑒于μ Clinux對ARM技術的有力支持,且μ Clinux具有內核可裁減、網絡功能強大、低成本、代碼開放等特點,通過對μ Clinux的裁減、配置和編譯,成功地將μ Clinux移植到LPC2210中。然后完成設備驅動開發、嵌入式網絡控制系統Boa服務器的構建及系統應用開發。 該嵌入式網絡控制系統融合監控網與信息網,實現了遠程分布式測控和通訊。系統穩定性高、實時性好、性價比高,具有廣泛的應用價值,適用于工業、交通、電力、能源等眾多控制領域。
上傳時間: 2013-04-24
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本文在充分了解并分析溫室監控技術及其配套設施發展現狀的基礎上,結合目前對溫室作物長勢診斷技術研究的需求,試圖將嵌入式遠程視頻采集技術應用到溫室監測中,綜合利用現代電子技術、視頻監測技術、網絡技術,獲取溫室作物的生長狀況、肥水需求情況以及病蟲草害動態等信息的反應載體作物的生長圖像,為作物生產管理者或管理決策者提供及時準確的圖像數據信息,便于采取各種管理措施。本文的主要研究內容如下: 遠程視頻監測硬件系統的設計和測試。本系統的主控制器選用以Samsung公司的基于ARM920T內核的微控制器S3C2410A為主控芯片的核心板,它已經完成了最小系統的設計,并擴展了存儲器,引出了相應的接口;視頻獲取設備選用基于中星微zc301p處理器的北大青鳥MPC-30B USB接口攝像頭;在最小系統上擴展了USB通信接口、SD卡存儲器接口、網絡通信接口、液晶顯示屏接口、以及JTAG仿真調試接口等;最后完成整個系統的焊接和測試。 嵌入式Windows CE.net操作系統的移植。針對本系統的特點對Windows CE.net操作系統進行裁剪,在Microsoft Platform Builder5.0集成開發環境下,定制一個適合本系統需要的操作系統;針對本硬件系統的特殊性編寫相應的系統啟動引導程序Bootloader;最后實現WindowsCE.net操作系統的移植和調試。 遠程視頻監測軟件系統的設計和調試。首先給系統的各個外設和接口設計驅動程序,以保證它們能夠正常工作,主要是視頻采集攝像頭驅動程序的設計和調試;在Embedded VisualC++開發環境下,設計視頻采集、編碼壓縮、存儲、本地顯示和網絡傳輸程序,并完成整個軟件系統的調試。在Visual C++6.0開發環境下設計遠程監測中心PC機的應用程序,通過網絡接收遠程傳來的圖像信息,并加以處理,實現圖像信息的網絡遠程接收、顯示、存儲等處理工作。 整個軟硬件系統聯合調試運行結果表明,系統應用于溫室作物長勢視頻圖像遠程監測是可行的,具有小巧便攜、成本低廉、能耗較低等特點;系統采集到的圖像信息基本上能夠滿足溫室作物長勢診斷研究的要求,具有一定的實用價值。
上傳時間: 2013-05-31
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視頻監控系統是安全防范系統的組成部分,它是一種防范能力較強的綜合系統。視頻監控以其直觀、方便、信息內容豐富而廣泛應用于許多場合。嵌入式視頻監控系統是以應用為中心、軟硬件可裁減的、適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積等綜合性嚴格要求的專用計算機系統,亦即為監控系統量體裁衣的專用計算機系統。嵌入式視頻監控系統主要由嵌入式處理器、相關支撐硬件、嵌入式操作系統及應用軟件系統等組成,它是集軟硬件于一體的可獨立工作的“器件”。在視頻監控上的嵌入式應用將是視頻監控領域的一個重要發展方向。 論文首先闡述了嵌入式網絡視頻監控系統的發展、現狀以及整體構建,然后介紹了嵌入式Linux操作系統以及ARM處理器的發展情況,分析了主要外圍電路的設計,以及如何在ARM硬件平臺上進行嵌入式Linux內核的編譯與移植,介紹了Bootloader的啟動原理及運行過程,并對在Linux操作系統下的USB驅動程序的開發進行了研究。本文重點討論了圖像采集、編碼和網絡通信程序的設計原理與實現。最后進行了系統整體測試,并提出進一步開發設想。 本文的研究結果具有較大的工程實際意義,對于基于IP技術的各種視頻通信應用具有一定的參考價值。
上傳時間: 2013-06-28
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隨著數字化和網絡化的發展,傳統的門禁系統由于鑒別方式、速度和性能等方面的限制,很難滿足安全可靠和網絡化的控制需求。由于識別技術的不斷成熟,基于人體生理特征的身份識別系統逐漸被人們開始采用,目前,從實用的角度看,指紋識別技術要比其它生物識別技術更安全和方便,這是因為人的指紋具有唯一性、不變性以及貼身性的特點。傳統的門禁控制器常采用單片機開發,利用串行通信接口向遠程上位機傳送數據,多個門禁控制器一般組成RS485網絡,通信線路專用且不易于實現網絡控制和遠程控制,而基于TCP/IP網絡通信的門禁系統通過局域網傳遞數據,很容易實現遠程控制和分布式管理。 文中設計了基于指紋識別和以太網的智能網絡型門禁控制器。在ARM9和Linux操作系統上采用FPS200指紋傳感器采集指紋圖像和USB攝像頭采集視頻圖像,以及采用以太網控制器芯片AX88796,實現了基于TCP/IP協議的網絡門禁系統。 論文首先分析了門禁系統的研究背景、意義及國內外的發展現狀,然后介紹了指紋識別網絡門禁系統的總體結構,闡述了系統各個重要功能模塊的硬件資源。根據系統的硬件資源搭建了嵌入式Linux的軟件平臺,移植了相關模塊的驅動程序。論文研究了指紋識別算法,包括指紋圖像預處理和指紋圖像的特征提取和匹配,重點分析了指紋圖像分割法,利用灰度梯度和灰度方差的結合設置一個合適的局部閾值對指紋進行分割。然后,闡述了門禁控制系統軟件的總體設計,并重點介紹Video4Linux采集圖像、指紋圖像采集、GoAhead Web Server的應用以及系統運用TCP/IP實現系統門禁控制器和上位機PC之間的網絡通信。 系統測試部分介紹了測試環境、測試方法以及測試內容。測試結果表明,本課題設計的指紋識別網絡型門禁系統在穩定性、可靠性以及實時性方面達到了較好的效果。文章最后提出了一些在工作中遇到的問題,并對近幾年來的一些新的研究趨勢做了簡單的總結與展望,指出了指紋識別網絡型門禁系統未來的研究方向。
上傳時間: 2013-07-23
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性價比超高的U盤讀寫模塊-PB375A PB375A是一個傻瓜化、簡單化的U盤讀寫解決方案。您無需了解繁瑣USB HOST底層協議和FAT文件系統,只需要將您的系統mcu與模塊通過SPI或者UART通信,操作幾個簡單命令,便可完成讀寫創建刪除文件等等功能,讓您的系統非常簡單快速的增加U盤讀寫功能。該解決方案是目前國內性價比最高的解決方案。可以根據您的需求提供芯片或者模塊,為您不斷壓縮成本,占領市場先機。 基本不需要占用單片機系統的存儲空間,最少只需要幾個字節的RAM 和幾百字節的代碼。 價格 :相比51MCU+SL811/CH375方案有著極其強的價格優勢 功能:新建、刪除、讀寫數據,打開關閉文件 檢測U盤是否存在,滿足單片機及嵌入式系統讀寫操作U盤的要求。 技術特征 # ● 用于嵌入式系統/單片機讀寫U 盤、閃盤、閃存盤、USB 移動硬盤、USB 讀卡器等。 ● 支持符合USB 相關規范基于Bulk-Only 傳輸協議的各種U 盤/閃存盤/外置硬盤。 ● 支持文件系統FAT12 和FAT16 及FAT32 ● 文件操作功能:新建、刪除、讀寫數據,打開關閉文件等。 ● SPI接口,支持3.3V電平 ● 單芯片解決方案,該模塊只需要一個主控芯片外加少量的電容電阻便可,相對于51MCU+SL811/CH375的模塊,無論模塊尺寸還是成本都有著極大的優勢。 ● 模塊尺寸:31mm*36mm ● 該模塊可根據要求進行定制 # 豐富的例程代碼幫助您更好的開發 # 更多詳情請查看資料或與我們聯系
上傳時間: 2013-04-24
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半導體技術的迅猛發展使得微控制器集成度越來越高,計算速度越來越快,價格和功耗越來越低。近年來異軍突起的一些32位ARM微控制器工作主頻高達幾百兆,很好的解決了困擾工程師們的實時性問題。 隨著計算機、通訊和控制技術的發展,工業控制系統正在朝著網絡化、分布化的方向發展。現場總線既是一個開放通信網絡,又是一種全分布控制系統。現已廣泛應用于多個工業領域。CAN總線即是現場總線的一種,它主要應用于各種設備檢測及控制,被公認為最有前途的現場總線之一。 本文基于ARM微控制器AT91RM9200,開發了一套帶有CAN總線接口的海洋氣象要素觀測系統。該系統可以掛接多個CAN總線傳感器節點,同時還具有以太網、USB、RS232、RS422、RS485等多種通信端口,并且可靠性高、抗干擾能力強。CAN總線傳感器節點,由傳感器、微處理器芯片(內嵌CAN控制器)和CAN收發模塊組成,可以獨立完成某一項或多項氣象要素的數據采集,同時還能實現與CAN總線的數據交換。 論文首先介紹了海洋氣象要素觀測系統的總體設計,接著介紹了傳感器節點的CAN總線實現方案,然后詳細闡述了以AT91RM9200為核心的開發平臺的硬件組成及實現,并以此硬件平臺為基礎,詳細的論述了嵌入式Linux開發流程以及移植到具體硬件平臺需要完成的工作,如U-BOOT的移植、Linux內核的編譯與裁剪、文件系統的制作、驅動程序的編寫、以及應用程序的開發。
上傳時間: 2013-05-20
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