本文將電路接口技術(shù)與硬件可編程技術(shù)相結(jié)合，提出了用可編程芯片來控制IDE硬盤進(jìn)行高速數(shù)據(jù)記錄，能夠滿足機(jī)載數(shù)據(jù)記錄設(shè)備重量輕、容量大、速度快的要求。 論文對(duì)硬盤ATA接口標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了研究，對(duì)VHDL語言、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列器件(FPGA)實(shí)現(xiàn)硬件電路的原理和方法進(jìn)行了深入分析，在此基礎(chǔ)上完成了基于FPGA的數(shù)據(jù)記錄控制器的設(shè)計(jì)。文中選擇了具有低功耗、低成本、高性能的FPGA芯片(型號(hào)為CycloneEP1C3T144C8)，將各功能模塊級(jí)聯(lián)成系統(tǒng)在該芯片上完成了控制器系統(tǒng)級(jí)的設(shè)計(jì)與仿真驗(yàn)證，驗(yàn)證結(jié)果表明了用FPGA實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)記錄控制器的可行性。所設(shè)計(jì)的VHDL代碼經(jīng)QuartusⅡ綜合、布局布線、管腳分配后，在FPGA內(nèi)部可以達(dá)到104.46Mhz的電路工作速度，F(xiàn)PGA與硬盤之間采用ATA接口的UltraDMA模式2傳輸方式，可以達(dá)到33.3MByte/s的突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸率。文中對(duì)所用到的FPGA設(shè)計(jì)技術(shù)給予了詳細(xì)說明，對(duì)各功能模塊的設(shè)計(jì)給予了詳細(xì)闡述，對(duì)關(guān)鍵設(shè)計(jì)給出了VHDL源代碼，還討論了FPGA設(shè)計(jì)中時(shí)序約束的作用，給出了本文所做時(shí)序約束的方法。 本文中所論述的工作對(duì)以后機(jī)載數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有重要的鋪墊作用。文中在總結(jié)所做工作的同時(shí)，還對(duì)下一步工作提出了有益的建議。
標(biāo)簽： FPGA 機(jī)載 高速數(shù)據(jù) 記錄系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-08-05
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數(shù)字電視近年來飛速發(fā)展，它最終取代模擬電視是一個(gè)必然趨勢(shì)。可編程邏輯技術(shù)以及EDA技術(shù)的升溫也帶來了電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的巨大變革。本論文將迅速發(fā)展的FPGA技術(shù)應(yīng)用于數(shù)字電視系統(tǒng)中，研究探討了數(shù)字電視前端系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備——傳輸流復(fù)用器的FPGA建模和實(shí)現(xiàn)，以及相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)。本論文首先介紹了數(shù)字電視的發(fā)展現(xiàn)狀和前景，概述了數(shù)字電視前端系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)，以及可編程邏輯技術(shù)的發(fā)展和優(yōu)勢(shì)。然后介紹了數(shù)字電視系統(tǒng)中的重要標(biāo)準(zhǔn)MPEG-2以及傳輸流復(fù)用器的原理和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并且從理論上闡述了復(fù)用器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)：PSI重組和PCR調(diào)整。接著詳細(xì)說明了如何運(yùn)用創(chuàng)新思路，采用獨(dú)特的硬件架構(gòu)在一片F(xiàn)PGA上實(shí)現(xiàn)整個(gè)復(fù)用器的軟件和硬件系統(tǒng)的方案，并且舉例說明了復(fù)用器硬件邏輯設(shè)計(jì)中所運(yùn)用的幾個(gè)FPGA設(shè)計(jì)技巧。最后對(duì)本文進(jìn)行總結(jié)，并提出了數(shù)字電視系統(tǒng)中復(fù)用器設(shè)備未來發(fā)展的設(shè)想。本文中介紹的基于SOPC的硬件復(fù)用器設(shè)計(jì)方案，將系統(tǒng)的軟件和硬件集成在一款A(yù)ltera公司新推出的低成本高密度cyclone系列FPGA上，并且將FPGA設(shè)計(jì)技巧運(yùn)用于復(fù)用器的硬件邏輯設(shè)計(jì)中。整個(gè)設(shè)計(jì)方案不但簡(jiǎn)化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)，而且實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定，高速，低成本，可擴(kuò)展性強(qiáng)的復(fù)用器系統(tǒng)。
上傳時(shí)間： 2013-06-02
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作為一種16/32位的高性能、低成本、低功耗的嵌入式RISC微處理器，ARM微處理器目前已經(jīng)成為應(yīng)用最為廣泛的嵌入式微處理器。 本書在全面介紹ARM處理器的體系結(jié)構(gòu)、編程模型、指令系統(tǒng)和開發(fā)工具的同時(shí)，以Samsung公司的一款基于以太網(wǎng)系統(tǒng)的ARM處理器－S3C4510B為核心，詳細(xì)講解系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、調(diào)試，以及相關(guān)的軟件設(shè)計(jì)和嵌入式操作系統(tǒng)的移植、應(yīng)用程序的開發(fā)、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的開發(fā)過程。通過閱讀本書，可以使具備一定的系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力的讀者全面掌握開發(fā)基于ARM微處理器系統(tǒng)的多方面知識(shí)，從而具備設(shè)計(jì)開發(fā)基于ARM微處理器的特定應(yīng)用系統(tǒng)的能力。 本書可作為基于ARM的軟件編程和硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的參考手冊(cè)，也可作為16/32位微處理器教學(xué)用書，以及嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì)人員的參考用書。
標(biāo)簽： ARM 應(yīng)用系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-05-27
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刀具狀態(tài)的精確監(jiān)測(cè)是保證金屬切削加工過程順利進(jìn)行的關(guān)鍵，因此研制準(zhǔn)確、可靠且成本低廉的刀具狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一直是研究人員所追求的目標(biāo)。在眾多刀具狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法中，聲發(fā)射監(jiān)測(cè)技術(shù)，以其信號(hào)直接來源于切削區(qū)，具有靈敏度高、響應(yīng)快，能有效避開低頻干擾等優(yōu)點(diǎn)，非常適用于刀具狀態(tài)監(jiān)測(cè)。 圍繞如何獲取高信噪比的刀具狀態(tài)信號(hào)特征，擬結(jié)合嵌入式技術(shù)，構(gòu)建準(zhǔn)確、穩(wěn)定、低成本的實(shí)時(shí)刀具狀態(tài)監(jiān)測(cè)與辨識(shí)系統(tǒng)。給出了基于ARM& WinCE平臺(tái)的刀具狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理平臺(tái)軟硬件初步解決方案。作為課題的前期研究本文主要進(jìn)行了以下工作： （1）分析了聲發(fā)射信號(hào)與刀具磨損狀態(tài)的相關(guān)性，驗(yàn)證了利用聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行刀具狀態(tài)監(jiān)測(cè)的可行性； （2）確定刀具狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的整體方案，包括系統(tǒng)整體架構(gòu)、軟硬件設(shè)計(jì)方案。ARM& WinCE構(gòu)成本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理與顯示平臺(tái)，EVC為圖形界面應(yīng)用程序開發(fā)工具； （3）構(gòu)建了數(shù)據(jù)處理與顯示平臺(tái)。選用MagicARM2410實(shí)驗(yàn)開發(fā)平臺(tái)，簡(jiǎn)化了硬件設(shè)計(jì)；根據(jù)系統(tǒng)的功能需求，進(jìn)行ARM平臺(tái)的接口設(shè)計(jì)、操作系統(tǒng)和必要的驅(qū)動(dòng)程序的剪裁及移植； （4）完成了數(shù)據(jù)處理與顯示應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)。系統(tǒng)軟件包括界面模塊、數(shù)據(jù)管理模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、圖形及結(jié)果顯示模塊、參數(shù)設(shè)置模塊等，其中數(shù)據(jù)處理模塊主要包括小波消噪、小波包分解特征提取等算法； （5）實(shí)現(xiàn)了ARM& WinCE平臺(tái)與PC機(jī)的實(shí)時(shí)可靠通訊。
標(biāo)簽： WinCE ARM 刀具 狀態(tài)監(jiān)測(cè)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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生物發(fā)酵作為現(xiàn)代生物技術(shù)工業(yè)的重要組成部分，已被廣泛用于食品、制藥等各個(gè)領(lǐng)域，并顯示出良好的發(fā)展前景和巨大的市場(chǎng)潛力。但由于生物發(fā)酵過程是一種復(fù)雜的生化反應(yīng)過程，控制變量眾多且相互關(guān)聯(lián)度較大，采用傳統(tǒng)控制方法難以實(shí)現(xiàn)有效控制。 因此，本文根據(jù)生物發(fā)酵的流程特點(diǎn)和當(dāng)今國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的切實(shí)需要，在總結(jié)國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，針對(duì)非線性、時(shí)變、大滯后的發(fā)酵過程，將智能控制技術(shù)融入到了生物發(fā)酵控制系統(tǒng)中，主要對(duì)發(fā)酵過程中的溫度、PH值的控制算法進(jìn)行研究，分別設(shè)計(jì)了仿人智能模糊PID控制和仿人智能模糊控制，模擬仿真和實(shí)驗(yàn)分析表明，控制效果優(yōu)于傳統(tǒng)算法。 基于32位ARM架構(gòu)的嵌入式微處理器以其高性能、低功耗、低成本的優(yōu)勢(shì)，得到了很好的推廣，同時(shí)國(guó)內(nèi)微電子與嵌入式技術(shù)得到了迅速發(fā)展。鑒于此背景，本系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)控制的下位機(jī)的硬件平臺(tái)采用基于S3C2410的處理器，軟件設(shè)計(jì)中采用了嵌入式Linux系統(tǒng)。同時(shí)采用了集散控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)一臺(tái)上位機(jī)可以同時(shí)與多臺(tái)下位機(jī)的數(shù)據(jù)通訊和遠(yuǎn)程監(jiān)控，且下位機(jī)可以脫離上位計(jì)算機(jī)單獨(dú)對(duì)各種參數(shù)進(jìn)行控制。 本文的工作重點(diǎn)主要包括：主要參數(shù)測(cè)量與控制、發(fā)酵過程系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)、嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。本發(fā)酵控制系統(tǒng)對(duì)發(fā)酵過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、優(yōu)化操作，不僅能避免人工操作的不確定因素，提高自動(dòng)化水平，而且能夠?qū)Πl(fā)酵過程中主要參數(shù)進(jìn)行有效控制，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
標(biāo)簽： ARMLinux 生物發(fā)酵 智能控制系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)對(duì)于電力的需求和依賴性也越來越大。同時(shí)，對(duì)變電站及電網(wǎng)的安全和穩(wěn)定也提出了更高的要求。2008年的南方冰雪災(zāi)害造成了電力設(shè)施及輸電線路的重大損失，嚴(yán)重危害了電網(wǎng)的正常工作，影響了人民的正常生活和工廠的正常運(yùn)行。電力部門需要一種能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控變電站設(shè)備的監(jiān)控系統(tǒng)，第一時(shí)間監(jiān)測(cè)到電力設(shè)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(wǎng)路化的全面普及，各個(gè)變電站有了相應(yīng)的通訊網(wǎng)絡(luò)，使得監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)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(nèi)核精簡(jiǎn)、性能強(qiáng)悍、源碼開放及開發(fā)成本低的操作系統(tǒng)，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了基于ARM9和嵌入式Linux操作系統(tǒng)的變電站監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)變電站設(shè)備的實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控、紅外線監(jiān)測(cè)和煙霧火災(zāi)探測(cè)等功能。系統(tǒng)硬件采用模塊化設(shè)計(jì)，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(shè)計(jì)了外圍接口電路和其它外圍設(shè)備電路；視頻監(jiān)控模塊采用OV511系列USB攝像頭進(jìn)行圖像采集；紅外線防盜監(jiān)測(cè)模塊采用熱釋電紅外線傳感器配合菲涅爾透鏡設(shè)計(jì)了報(bào)警電路；煙霧火災(zāi)探測(cè)模塊采用Motorola公司生產(chǎn)的離子型煙霧檢測(cè)芯片MC14468，設(shè)計(jì)了監(jiān)測(cè)電路。系統(tǒng)軟件開發(fā)分兩層，下層軟件開發(fā)構(gòu)建了交叉編譯環(huán)境，移植了嵌入式Linux操作系統(tǒng)并利用Video4Linux API庫函數(shù)接口完成了視頻圖像采集程序的設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)攝像頭驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行了提取和編譯；上層軟件開發(fā)實(shí)現(xiàn)了對(duì)采集的視頻數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸，使用Visual C++設(shè)計(jì)了客戶端監(jiān)控應(yīng)用界面，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，并對(duì)所采集視頻圖像進(jìn)行了最優(yōu)化處理。 課題針對(duì)現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)存在的不足進(jìn)行改進(jìn)，集視頻監(jiān)控、紅外線防盜監(jiān)測(cè)和火災(zāi)報(bào)警等功能于一體，充分發(fā)揮嵌入式系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)出了功能豐富，性能優(yōu)良的變電站監(jiān)控系統(tǒng)。提高了變電站運(yùn)行和維護(hù)的安全性及可靠性，并逐步實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)的可視化監(jiān)控和調(diào)度，使電網(wǎng)調(diào)控運(yùn)行更為安全、可靠。
標(biāo)簽： ARM 電站監(jiān)控 系統(tǒng)研究
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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智能電表、水表、煤/燃?xì)獗怼崃勘淼却罅康爻霈F(xiàn)在人們的生活中，同時(shí)這些儀表的抄錄工作變得越來越煩瑣，工作量大，工作效率低，不僅給用戶帶來不便，而且會(huì)存在漏抄、誤抄、估抄的現(xiàn)象。隨著電子技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，人工抄表已經(jīng)逐步被自動(dòng)抄表所代替。 集中器是一個(gè)數(shù)據(jù)集中處理器，是多對(duì)象自動(dòng)抄表系統(tǒng)的通信橋梁，負(fù)責(zé)對(duì)各智能表的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)和管理，及時(shí)有效地向上位機(jī)傳輸數(shù)據(jù)并執(zhí)行上位機(jī)發(fā)送的指令。提高多對(duì)象集中器數(shù)據(jù)處理能力，有效完成上下行通信是多對(duì)象自動(dòng)抄表系統(tǒng)AMRS（Automation Meter Reading System）目前需要解決的關(guān)鍵問題。 本文針對(duì)多對(duì)象集中器這樣一個(gè)較復(fù)雜的通信與控制系統(tǒng)，提出采用32位的高性能嵌入式微處理器。32位ARM9微處理器處理速度快、硬件性能高、低功耗、低成本，集成了相當(dāng)多的硬件資源，硬件的擴(kuò)展和設(shè)計(jì)大大簡(jiǎn)化，ARM9（S3C2410）為工業(yè)級(jí)芯片，抗干擾能力強(qiáng)，能夠適應(yīng)運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)的較惡劣環(huán)境，8/16位微控制器運(yùn)算能力有限，對(duì)于較復(fù)雜的通信與控制算法難以順利完成；硬件平臺(tái)依賴性強(qiáng)，不利于軟件的開發(fā)、升級(jí)與移植；在缺乏多任務(wù)調(diào)度機(jī)制的情況下，應(yīng)用軟件不僅實(shí)現(xiàn)難度大，且可靠性難以保證。 本文首先對(duì)多對(duì)象遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，主要研究了多對(duì)象遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)中集中器的軟件和硬件實(shí)現(xiàn)，對(duì)硬件資源進(jìn)行了外圍擴(kuò)展，對(duì)S3C2410微處理器芯片的外圍硬件進(jìn)行了擴(kuò)展設(shè)計(jì)，使之具備了滿足使用需求的最小系統(tǒng)硬件資源，包括時(shí)鐘、復(fù)位、電源、外圍存儲(chǔ)、LCD、RS-485通信模塊、CAN通信模塊等電路設(shè)計(jì)。實(shí)時(shí)時(shí)鐘為多對(duì)象集中器定時(shí)抄表提供時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)；電源電路為多對(duì)象集中器系統(tǒng)提供穩(wěn)定電源；看門狗電路的設(shè)計(jì)保證多對(duì)象集中器系統(tǒng)可靠運(yùn)行，防止系統(tǒng)死機(jī)；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器主要用于存儲(chǔ)參數(shù)、變量、集中器自身的參數(shù)，負(fù)責(zé)智能表的參數(shù)以及智能表用量等。上行通道即多對(duì)象集中器與上位機(jī)之間的通信線路，采用CAN現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行通信；下行通道即多對(duì)象集中器與智能表之間的通信，采用RS-485總線進(jìn)行通信。軟件設(shè)計(jì)上，主要針對(duì)多對(duì)象集中器的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能和串行通訊功能進(jìn)行程序編寫。基于ARM的多對(duì)象遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)集中器可以實(shí)現(xiàn)多對(duì)象遠(yuǎn)程抄表，提高了數(shù)據(jù)處理能力，有效完成了上下行通信，可靠性強(qiáng)，穩(wěn)定性高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
標(biāo)簽： ARM 對(duì)象 遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng) 集中器
上傳時(shí)間： 2013-06-07
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海洋臺(tái)站自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)是一套應(yīng)用于海濱觀測(cè)的儀器設(shè)備，負(fù)責(zé)對(duì)氣象、水文參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)。諸多的參數(shù)通過相應(yīng)的傳感器進(jìn)行測(cè)量，海洋臺(tái)站自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)對(duì)測(cè)量的信息進(jìn)行匯總，再將其通過有線或無線的通訊方式傳輸?shù)礁骷?jí)海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)中心，供天氣預(yù)報(bào)和海洋預(yù)報(bào)使用。 本文以我國(guó)“海洋臺(tái)站自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)政府采購(gòu)計(jì)劃”為背景，重點(diǎn)設(shè)計(jì)了低成本、低功耗、高性能、高可靠性的新型海洋臺(tái)站自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)。本課題主要研究基于arm7+uClinux海洋臺(tái)站自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)。根據(jù)實(shí)際的需要，分析海洋臺(tái)站自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)的整體要求，對(duì)傳感器進(jìn)行選型，進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，完成整個(gè)系統(tǒng)的搭建。為了降低系統(tǒng)功耗，CPU所采用的是Samsung公司推出的無內(nèi)存管理單元的處理器S3C44BO，設(shè)計(jì)了8MFLASH、64MSDRAM、液晶、USB以及鍵盤等相關(guān)電路。同時(shí)，為了減少驅(qū)動(dòng)開發(fā)所帶來的不便，使用TL16C554A對(duì)串口電路進(jìn)行了擴(kuò)展，便于數(shù)據(jù)處理，也使得系統(tǒng)具有更好的可擴(kuò)展性。軟件方面設(shè)計(jì)主要涉及了BootLoader引導(dǎo)裝載程序的建立，選用uClinux操作系統(tǒng)，并對(duì)其內(nèi)核進(jìn)行配置和裁剪，添加源代碼中沒有的驅(qū)動(dòng)程序。為了縮短研發(fā)周期和降低開發(fā)難度，選用MiniGUI作為圖形用戶界面系統(tǒng)，深入分析了MiniGUI的結(jié)構(gòu)、原理，并將其移植到uClinux系統(tǒng)中。本系統(tǒng)采用的是MiniGUI－Threads多線程模式，主線程協(xié)調(diào)各個(gè)線程進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理。為了使系統(tǒng)操作變得直觀、簡(jiǎn)單，對(duì)用戶界面進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)，使用復(fù)用I/O的方法解決多串口通訊容易造成的數(shù)據(jù)阻塞問題。此外，為了更好的將臺(tái)站所測(cè)得的信息量發(fā)送給海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)中心，需要完善通訊協(xié)議以便于數(shù)據(jù)交換。 最后，根據(jù)本系統(tǒng)實(shí)際研究開發(fā)結(jié)果，總結(jié)分析了系統(tǒng)的特點(diǎn)，并對(duì)下一步設(shè)計(jì)工作進(jìn)行了展望。
標(biāo)簽： ARM 海洋 測(cè)系統(tǒng) 自動(dòng)
上傳時(shí)間： 2013-07-12
上傳用戶：juyuantwo
隨著計(jì)算機(jī)、通信、電子技術(shù)的進(jìn)步，嵌入式系統(tǒng)和以太網(wǎng)技術(shù)的融合將成為嵌入式技術(shù)未來的重要發(fā)展方向。基于ARM的嵌入式系統(tǒng)由于具有低功耗、高性能、低成本、可以進(jìn)行多任務(wù)操作等優(yōu)點(diǎn)，在控制領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。 本選題來自中山大學(xué)與北京航天五院合作研制的流體網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)地面原理樣機(jī)控制器設(shè)計(jì)項(xiàng)目。論文研究的主要目的是利用基于ARM920T內(nèi)核的嵌入式微處理器AT91RM9200融合多傳感器設(shè)計(jì)一種可以在地面實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中可靠運(yùn)行的數(shù)據(jù)采集與溫度控制系統(tǒng)。 本文從嵌入式測(cè)控系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)和軟件設(shè)計(jì)兩方面進(jìn)行分析。在硬件設(shè)計(jì)上，主控制板以Atmel公司生產(chǎn)的AT91RM9200 CPU為核心，主要包括串口模塊、存儲(chǔ)模塊、以太網(wǎng)接口模塊、基于SPI串行接口設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)采集模塊（A/D）、基于I2C接口設(shè)計(jì)的PID控制信號(hào)輸出模塊（D/A）和采用PIO接口設(shè)計(jì)的開關(guān)控制輸出模塊等電路，其中后三個(gè)模塊承擔(dān)了流體網(wǎng)絡(luò)回路的傳感器數(shù)據(jù)采集，關(guān)鍵點(diǎn)的溫度控制和多路電磁閥的開關(guān)控制等任務(wù)，后文將重點(diǎn)介紹。在軟件設(shè)計(jì)方面，主要分兩個(gè)方面進(jìn)行討論，分別為主控制器上基于嵌入式Linux系統(tǒng)的軟件和上位機(jī)采用Visual C++編寫的監(jiān)控軟件。主控制器軟件采用多線程進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括主線程、服務(wù)器子線程和數(shù)據(jù)采集子線程，三個(gè)線程同時(shí)運(yùn)行，提高了系統(tǒng)的運(yùn)行效率。上位機(jī)和主控制器通過接入以太網(wǎng)中，然后由服務(wù)器線程和上位機(jī)客戶端利用socket套接字實(shí)現(xiàn)通信。同時(shí)上位機(jī)軟件也提供形象美觀的圖形用戶界面，配合主控制器實(shí)現(xiàn)特定的溫度、流量和壓力監(jiān)控。 本論文設(shè)計(jì)的嵌入式測(cè)控系統(tǒng)充分利用了AT91RM9200內(nèi)嵌的的強(qiáng)大功能模塊，包括SPI接口模塊和I2C接口模塊等，可廣泛應(yīng)用于控制領(lǐng)域。對(duì)該系統(tǒng)的一些研究成果和設(shè)計(jì)方法具有一定的先進(jìn)性和良好的實(shí)用性，具有良好的應(yīng)用前景。
標(biāo)簽： ARM 流體 網(wǎng)絡(luò)測(cè)控
上傳時(shí)間： 2013-06-30
上傳用戶：hmy2st
目前，國(guó)內(nèi)礦井的排水系統(tǒng)多采用傳統(tǒng)的人工監(jiān)測(cè)、繼電器控制的方法。傳統(tǒng)方法設(shè)備運(yùn)行的自動(dòng)化程度低、可靠性較差、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、應(yīng)急能力不足，存在一定的安全隱患，不適應(yīng)數(shù)字化礦井發(fā)展的需要。本課題設(shè)計(jì)的自動(dòng)排水系統(tǒng)采用嵌入式微控制器作為就地控制系統(tǒng)與上位機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控相結(jié)合的方式，提高了工作的可靠性和穩(wěn)定性，具有運(yùn)行成本低、調(diào)試方便等特點(diǎn)。 本文首先根據(jù)某礦井下排水的實(shí)際情況，對(duì)各種排水形式和相關(guān)設(shè)備進(jìn)行了分析和比較，選擇其中一種典型的排水系統(tǒng)形式作為模型。根據(jù)井下排水系統(tǒng)的運(yùn)行原理展開研究和論證，制定了井下水位監(jiān)控和水泵啟動(dòng)方案。在綜合自動(dòng)控制的相關(guān)理論和傳感器應(yīng)用技術(shù)的基礎(chǔ)上分析了排水系統(tǒng)中需要監(jiān)控的、能夠反映排水系統(tǒng)工作特征的關(guān)鍵參數(shù)，并提出了這些參數(shù)的監(jiān)測(cè)方法和這些方法的可行性。 全面分析了目前常用的微處理器和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，詳細(xì)研究了ARM和μC/OS-Ⅱ的性能和特點(diǎn)，充分利用ARM微處理器高性能、低功耗、低成本的優(yōu)勢(shì)，以及μC/OS-Ⅱ可移植性好、開發(fā)成本低的優(yōu)點(diǎn)。選用以ARM7TDMI-S為CPU的LPC2220芯片作為就地控制系統(tǒng)，選用μc/OS-Ⅱ?yàn)閷?shí)時(shí)操作系統(tǒng)。并根據(jù)排水系統(tǒng)工作方案和要求設(shè)計(jì)了系統(tǒng)和接口硬件電路，完成了系統(tǒng)運(yùn)行程序代碼的編寫。 應(yīng)煤礦信息化發(fā)展趨勢(shì)的要求，選用LabVIEW作為上位機(jī)監(jiān)控軟件，以串行通訊協(xié)議與井下就地控制系統(tǒng)組成遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。從而實(shí)現(xiàn)工作人員能夠在地面監(jiān)控室輕松了解到井下水倉(cāng)水位、各排水設(shè)備工作狀態(tài)等信息，實(shí)現(xiàn)了排水系統(tǒng)運(yùn)行的“避峰就谷”和水泵房的無人化值守。此項(xiàng)研究對(duì)礦井的安全生產(chǎn)、節(jié)能降耗和數(shù)字化建設(shè)等工作具有一定參考價(jià)值。
標(biāo)簽： ARM 自動(dòng) 排水 監(jiān)控系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-06-04
上傳用戶：Kecpolo
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