目前，織機向著高速化、智能化方向發(fā)展，無梭織機也越來越占主導地位，開發(fā)中高檔織機控制系統(tǒng)是當前紡織機械領域的重要課題?？棛C的電子送經(jīng)和卷取控制系統(tǒng)是中高檔織機控制的關鍵技術之一，同時它也是無梭織機優(yōu)越于有梭織機的重要特征之一，因此研究送經(jīng)和卷取控制系統(tǒng)具有重要意義。 本文研究的內(nèi)容是織機的送經(jīng)和卷取控制系統(tǒng)，主要目的是保證織機在織造過程中紗線張力的動態(tài)穩(wěn)定。主要工作如下： （1）在分析送經(jīng)卷取系統(tǒng)原理和功能的基礎上，提出了一種用較低成本完成所需控制功能的解決方案——以ARM嵌入式處理器S3C44B0為中心構建硬件平臺，以嵌入式操作系統(tǒng)uClinux為基礎構建軟件平臺。 （2）利用嵌入式處理器S3C44B0豐富的硬件資源，對電子送經(jīng)卷取控制系統(tǒng)進行硬件設計：包括以S3C44B0為核心的最小系統(tǒng)電路的設計、與上位機通訊接口電路的設計、經(jīng)紗張力檢測與采樣電路的設計、伺服電機驅(qū)動接口電路的設計和編碼器接口電路的設計等． （3）利用嵌入式操作系統(tǒng)uClinux高實時、多任務等優(yōu)點，對電子送經(jīng)卷取控制系統(tǒng)進行軟件設計： ●在分析uClinux系統(tǒng)的特點和功能的基礎上，完成了在硬件電路板上的移植； ●在分析系統(tǒng)引導程序功能的基礎上，完成了Boot Loader的設計； ●完成了系統(tǒng)設備驅(qū)動程序的設計：包括串口驅(qū)動程序設計、A/D驅(qū)動程序的設計和IIC驅(qū)動程序的設計等； ●在對織機工藝了解的基礎上，以模塊化的思想完成了系統(tǒng)應用程序的設計：包括張力傳感器數(shù)據(jù)采集模塊、控制算法模塊和通訊模塊等； （4）詳細介紹了整個控制系統(tǒng)的調(diào)試過程。 本文設計的系統(tǒng)能使控制的經(jīng)紗張力恒定，反應快速，控制精度高，很好地解決了開車痕等問題，能滿足中高檔織機的要求，具有實際應用價值。
標簽： ARM 控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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AGV(Automated Guided Vehicle)即自動導引車，是具備一定自主能力的運輸設備，在自動化物流系統(tǒng)和工廠自動化系統(tǒng)中具有重要的應用價值。 AGV是一種高度自動化產(chǎn)品，它所涉及的技術包括針對特定用途的車體結(jié)構、貨物移送機構、路徑導引技術、貨位檢測技術、防碰撞技術、驅(qū)動技術和控制技術。更深入的研究還包括多車協(xié)調(diào)與優(yōu)化調(diào)度技術、智能控制技術等。 本文首先對AGV的發(fā)展及關鍵技術進行了總結(jié)與歸納，并分析了現(xiàn)有技術的特點與不足，在此基礎上設計了一個模擬貨物分揀的小型AGV系統(tǒng)。車體采用二輪驅(qū)動和前后萬向輪支承的結(jié)構，可以實現(xiàn)靈活的轉(zhuǎn)向和快速移動。導引方式采用光電傳感器路徑導引，以計數(shù)方式實現(xiàn)貨位識別檢測。ARM是一種高性能的嵌入式微處理器，AGV控制系統(tǒng)采用了基于ARM7核的微控制器LPC2210，其豐富的片上資源可以很方便地實現(xiàn)AGV的所有檢測、信息處理及控制功能。利用LPC2210的串行通信功能，再配合無線通信模塊建立與PC機的通信聯(lián)系，通過PC機實現(xiàn)對AGV小車的控制與調(diào)度。 制作完成后的AGV樣機在實驗室模擬環(huán)境下進行了性能測試，其性能指標均滿足設計要求。
上傳時間： 2013-04-24
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在電力現(xiàn)代化建設中，提高發(fā)電機發(fā)電效率是其中重要的一環(huán)，氫氣作為導熱性冷卻介質(zhì)廣泛的應用于發(fā)電設備，作為冷卻劑，它可以有效地提高其發(fā)電效率，但它又是一種易燃易爆氣體，所以使氫氣參數(shù)處于正常范圍，保證發(fā)電機高效、安全正常工作就變得至關重要，因此對氫氣參數(shù)進行實時監(jiān)測有著重要的意義。 本論文研究和開發(fā)了基于ARM和CPLD的氫氣參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)，首先簡要的分析了氫冷發(fā)電機系統(tǒng)對氫氣參數(shù)進行監(jiān)測的必要性以及當前電力系統(tǒng)氫氣參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展情況。然后提出了一種利用無線通信手機短消息業(yè)務SMS、工控總線Modbus通信協(xié)議和RR485總線、SD卡海量存儲等技術實現(xiàn)發(fā)電機系統(tǒng)多氫氣參數(shù)的現(xiàn)場實時監(jiān)測系統(tǒng)的設計方案。該方案以功能強大的ARM處理器作為系統(tǒng)的核心。采用高精度的16位AD轉(zhuǎn)換芯片，并使用兩種濾波算法的結(jié)合對信號進行數(shù)字濾波，滿足系統(tǒng)對氫氣參數(shù)采集精度的要求。同時系統(tǒng)結(jié)合CPLD技術，用于解決系統(tǒng)內(nèi)微控器I/O口不足以及SD卡驅(qū)動的問題，本論文采用一片CPLD擴展I/O口，每一個擴展的I/O口都分配固定的地址，ARM微控器可以通過外部總線控制擴展I/O口的輸出電平。SD卡(Secure Digital Memory Card)中文翻譯為安全數(shù)碼卡，是一種基于半導體快閃記憶器的新一代記憶設備，具有低成本，大容量的特點，系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)存儲使用了SD卡作為存儲介質(zhì)，系統(tǒng)并沒有直接使用ARM處理器讀寫SD卡，而是使用了擁有1270個邏輯單元的MAXⅡ1270 CPLD來驅(qū)動SD卡，在CPLD中使用VHDL語言設計了SD卡的總線協(xié)議，外部總線接口，SRAM的讀寫時序等，這樣既可以提高微處理器SD卡的讀寫速度，增強微處理器程序的移植性，又可以簡化微處理器讀寫SD卡的步驟并減少微處理器的負擔。 本論文的無線數(shù)據(jù)傳輸采用GSM無線通信技術的SMS業(yè)務遠傳現(xiàn)場數(shù)據(jù)，設計了GSM模塊的軟件硬件，實現(xiàn)了報警等數(shù)據(jù)的無線傳輸，系統(tǒng)的有線傳輸采用了基于Modbus通信協(xié)議的RS485總線通信方式，采用這兩種通信方式使系統(tǒng)的通信更加靈活、可靠。本論文最后分析了系統(tǒng)的不足并且提出了具體的改進方向。
上傳時間： 2013-05-26
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發(fā)電機是電力系統(tǒng)的關鍵設備，如何有效監(jiān)測發(fā)電機的工作狀態(tài)一直是電力部門研究的重要課題之一。發(fā)電機可以正常工作，其中絕緣體部分起著不可或缺的作用，以前的發(fā)電機絕緣體監(jiān)測系統(tǒng)都存在著一些不足，比如精度低，適用范圍窄等?；诖嗽颍疚慕榻B了FJR裝置，它可以用來監(jiān)測發(fā)電機絕緣體是否出現(xiàn)過熱或老化的情況，為發(fā)電機的安全運行提供了保障。該裝置具有很高的靈敏度，可適合于空冷、水冷等不同發(fā)電機。整個檢測系統(tǒng)分為氣路和電路兩部分，氣路部分負責將發(fā)電機絕緣體的狀況轉(zhuǎn)化成電流信號，而電路部分負責對這些電流信號進行處理。文中將FJR系統(tǒng)的氣路部分等效為一個黑盒子，而重點介紹其電路部分。電路部分主要的功能是采集從氣路傳送過來的兩路電流信號，并進行計算和分析，決定是否報警，同時將采集到的數(shù)據(jù)和分析的結(jié)果定性地顯示給工作人員。 本文第一章介紹了課題的研究背景，并在此基礎上提出了課題的必要性和研究方向；第二章從整體入手，對監(jiān)測系統(tǒng)的功能進行了分析，明確了要實現(xiàn)的功能和目標，并提出了使用ARM做上位機，負責系統(tǒng)控制和界面顯示，DSP做下位機負責信號的采集和計算；后面幾章則分別介紹了系統(tǒng)的各個模塊；第三章主要介紹嵌入式系統(tǒng)及其軟件開發(fā)，包括系統(tǒng)的設計以及各個功能的實現(xiàn)，比如串口通信、CF卡存儲等等，從本章中可以了解到系統(tǒng)的界面顯示內(nèi)容和鍵盤操作步驟；第四章介紹了負責信號采集和計算的DSP系統(tǒng)，并且詳細介紹了實現(xiàn)各項功能時所用到的外部設備，包括RTC時鐘，AD采樣芯片等；本章接下來闡述了DSP和ARM兩個模塊如何通過雙口RAM實現(xiàn)通信以及通信幀的格式；第五章介紹了系統(tǒng)中的一些硬件電路，包括模擬放大器等，使得讀者可以更全面地了解本系統(tǒng)，同時在本章作者還總結(jié)了一些電路板設計的心得和體會。論文最后一章對本文所做的工作進行了總結(jié)，指出了需要改進之處，也指明了以后進一步研究的任務和方向。
上傳時間： 2013-04-24
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機械手是自動裝配生產(chǎn)線上必不可少的設備，它可以模擬人手臂的部分動作，按預定的程序、軌跡和要求，實現(xiàn)抓取、搬運和裝配等工作。在減輕人的勞動強度和提高裝配質(zhì)量和在惡劣環(huán)境下作業(yè)等方面，起到了積極的作用。嵌入式系統(tǒng)是近年來發(fā)展起來的以應用為中心并且軟硬件可裁剪的實時系統(tǒng)，它的特點是高度自動化，響應速度快等，非常適合于要求實時的和多任務的場合。 本文分析了機械手控制系統(tǒng)的功能要求，研究設計了一種基于ARM和DSP的機械手數(shù)控系統(tǒng)的方案。嵌入式ARM處理器，具有運行速度快、功耗低、程序設計靈活、外圍硬件資源豐富等優(yōu)點，但其很難在處理大數(shù)據(jù)量、復雜算法時保證系統(tǒng)的靈活性和實時性。DSP作為數(shù)字信號處理的核心器件，能夠?qū)崟r快速的完成控制算法運算，由于DSP普通輸入輸出口的高低電平變化周期最快只能到1微秒左右，不適合高速輸入輸出；FPGA芯片高速輸入輸出數(shù)據(jù)，時間可縮短至幾十納秒。另外利用FPGA可以方便的實現(xiàn)各種接口的邏輯時序，豐富的接口使得該系統(tǒng)能夠方便的進行移植，擴展了該系統(tǒng)的應用領域，從而提升了其性價比，通過ARM處理器和DSP以及FPGA技術的有機結(jié)合，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，使系統(tǒng)具有程序設計靈活、以太網(wǎng)通信、大容量存儲、高速數(shù)據(jù)輸出、可移植等特點，既滿足高速機械手自動控制的要求，同時又具有一定的通用性。 通過本課題實踐表明，基于ARM和DSP構建嵌入式數(shù)控系統(tǒng)的應用方案全可行、合理，同傳統(tǒng)的人機交互系統(tǒng)設計相比，能大量地減輕研發(fā)任務，提高發(fā)速度，能夠在短時間內(nèi)得到控制性能優(yōu)秀的數(shù)控系統(tǒng)。
標簽： ARM DSP 數(shù)控 系統(tǒng)研究
上傳時間： 2013-06-11
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UM71系列(包括ZPW-2000A)無絕緣軌道電路已成為我國鐵路的主流制式，軌道電路的正常工作對行車安全意義重大。軌道信號失真或者受到噪聲污染有可能導致鐵路信號設備錯誤動作進而發(fā)生行車事故。通過對鐵路信號做出監(jiān)測以及判斷，可以幫助信號設備維護人員對故障設備進行及時修復從而避免事故發(fā)生。 本文設計了一種基于ARM/DSP雙核結(jié)構的鐵路信號測試儀，用以幫助設備維護人員及時檢修故障設備。其中，DSP芯片選用TI公司的32位浮點處理器TMS320VC33作為信號分析與處理的核心，實現(xiàn)信號的解調(diào)、頻譜分析和細化處理等功能。本測試儀作為一種實時的信號檢測設備，充分利用了浮點DSP芯片高效靈活以及系統(tǒng)可裁減的特性，因而更適合于現(xiàn)場環(huán)境的應用。本測試儀主要針對目前使用較為廣泛的UM71、ZPW-2000A系統(tǒng)以及站內(nèi)25Hz相敏軌道電路，實現(xiàn)對移頻信號的數(shù)字解調(diào)、區(qū)間載波頻率檢測、信號幅度檢測、站內(nèi)軌道信號的相位角及其幅度檢測等功能。 本文著重分析了頻譜細化技術中的ZFFT算法在實時信號分析中的應用，采用ZFFT算法可以在保證運算效率的同時提高頻譜的分辨率。在此基礎上，本文就這種算法提出了若干改進措施并且通過MATLAB對該算法及其改進措施進行了軟件仿真。同時本文完成了基于這種算法的DSP軟件設計：為了提高系統(tǒng)實時性，DSP算法均采用匯編語言實現(xiàn)。理論分析和實驗表明調(diào)制頻率的分辨率可以達到0.03Hz，滿足實際應用要求。此外，本文設計了測試儀的硬件結(jié)構，主要是VC33的外圍器件及其與雙口RAMCY7C028的接口電路，以及基于這個接口電路的通信規(guī)程。
上傳時間： 2013-06-29
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國內(nèi)電力市場的開放給電力公司帶來了新的挑戰(zhàn)。各家電力公司都在尋求提高公司效率，增加客戶、改善服務的方案。在此競爭的舞臺上，采用先進技術的自動抄表和負荷管理系統(tǒng)就成為一個強有力的工具。它可以加強企業(yè)內(nèi)部管理，加強對電網(wǎng)負載能力的控制。集軟硬件于一體的一整套電力負荷控制系統(tǒng)就成為滿足當前市場需求、順應國家電力改革的解決方案。 論文是基于ARM和GPRS電力負荷管理系統(tǒng)的研究與設計，主要工作是研制應用于電力負荷管理系統(tǒng)的GPRS終端，包括終端的軟硬件系統(tǒng)的設計和調(diào)試。自主開發(fā)了PPP協(xié)議，成功地將PPP協(xié)議應用于GPRS終端，所以此終端具有很強的后續(xù)擴展性和移植性。 論文首先介紹了電力負荷管理系統(tǒng)的研究背景、目的及意義，結(jié)合國內(nèi)外發(fā)展情況，指出了現(xiàn)有系統(tǒng)的不足，伴隨GPRS、CDMA等新一代無線通信技術的發(fā)展對其進行改進。 其次對GPRS無線通信技術進行研究，了解GPRS終端數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議——TCP/IP、PPP協(xié)議的基本原理。并對電力負荷系統(tǒng)的整體架構和通信方式進行了研究分析。 再次是對GPRS終端硬件的設計，主要包括ARM微處理器硬件系統(tǒng)的設計、串行擴展電路以及GPRS模塊的電路的設計。 最后本文著重對PPP協(xié)議做重點研究和設計。按照自身狀態(tài)機機制，從PPP的協(xié)議結(jié)構、運行機制、協(xié)商分析過程來展開，對PPP協(xié)議的實現(xiàn)進行詳細設計說明。同樣也對GPRS終端撥號上網(wǎng)程序進行了設計與實現(xiàn)。 經(jīng)測試，GPRS終端能夠順利地進行撥號，并發(fā)送數(shù)據(jù)。證明了GPRS終端運行穩(wěn)定可靠，達到了預期的效果和設計要求，有利于配電網(wǎng)絡運行的安全性和經(jīng)濟性管理，對加強用電管理和提高電網(wǎng)供電質(zhì)量起到了積極的作用。
標簽： GPRS ARM 電力負荷 管理系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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隨著汽車電子和現(xiàn)代化交通的飛速發(fā)展，人們對汽車的行駛性能和安全性能提出了更高的要求。在汽車測試試驗中使用記錄儀，可以實現(xiàn)實時測量，控制汽車的車速，對超速進行報警，滿足汽車試驗中對汽車運行情況的了解，特別是根據(jù)汽車試驗要求而制定的試車計劃得到的準確實施，從而進一步提高汽車制造商的市場競爭力。 隨著微電子技術的發(fā)展，超大規(guī)模集成電路技術的成熟，嵌入式計算機系統(tǒng)的功能越來越強大，在某些場合完全可以取代傳統(tǒng)的工控機，并且其獨特的優(yōu)勢在于它的體積小、功耗低、性價比高，便于攜帶，使得它非常適合應用到汽車試驗記錄儀中。 本論文在嵌入式系統(tǒng)平臺的構建中做了探索性研究，以汽車試驗記錄儀的發(fā)展和功能要求為目標，以嵌入式計算機系統(tǒng)的硬件設計入手，深入研究了嵌入式計算機硬件系統(tǒng)設計和電磁兼容性問題和能夠長時間可靠運行的嵌入式計算機主板。主要模塊包括電源、復位、JATG模塊，數(shù)據(jù)存儲模塊、數(shù)據(jù)通信模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、人機交互模塊。 在軟件部分，實現(xiàn)了嵌入式計算機系統(tǒng)的引導程序(u-boot-1.1.4)的移植，嵌入式Limux2.6.14內(nèi)核的移植，根文件系統(tǒng)的制作，新增硬件驅(qū)動程序編寫以及嵌入式圖形界面GUI系列MiniGUI的移植，完成了嵌入式計算機系統(tǒng)從硬件到軟件系統(tǒng)平臺的構建。 目前，國內(nèi)市場上缺乏專門應用與汽車試驗中的記錄儀，本文設計中的汽車記錄儀正是基于此目的而設計和研制的，該新型的汽車試驗記錄儀使用方便，性價比高，適用于國內(nèi)中小型汽車制造廠商。
上傳時間： 2013-04-24
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隨著國有銀行向商業(yè)銀行的轉(zhuǎn)變,銀行的設備采購標準會越來越高，與此同時，銀行柜臺業(yè)務量的增加，使得老一代的銀行專用打印機無論在速度上還是在使用的方便性上都顯得力不從心，為了占領市場，公司有必要開發(fā)新型的、使用更加方便的打印機。 老一代打印機在打印存折時，柜臺工作人員要把存折放準位置，要不然打印會偏離預定位置，在打印信函時，有的冷僻字無法打印出來，軟件無法下載升級。為了加快柜臺處理速度，減小柜臺工作人員的工作量，需要開發(fā)能自動糾偏定位，字符完善的打印機。 本文在分析需求的基礎上，比較當前流行的處理器，選用Atmel公司的ARM芯片AT91M42800A作為處理核心，使用Xilin公司的20萬門的FPGA XC2S200做硬件邏輯控制，通過光電傳感器和相關的控制電路來實現(xiàn)自動糾偏定位。在嵌入式操作系統(tǒng)上選用Nucleus Plus，約95％的Nucleus Plus代碼用C語言編寫，因此它能很方便移植，同時它還提供全部源代碼，這樣便于開發(fā)。另外，它還只要一次性付費，這使得它有很好的成本優(yōu)勢。 文中詳細說明了本系統(tǒng)的硬件、固件的實現(xiàn)。在硬件上闡述了一些單元電路，包括存儲器電路，接口電路，傳感器電路等的設計思路和實現(xiàn)方法。通過光電傳感電路，步進電機控制和軟件結(jié)合，形成閉環(huán)控制，從而實現(xiàn)了快速自動糾偏定位；通過大屏幕的LCD顯示實現(xiàn)了操作界面的簡單化；采用大容量的存儲器以及大字庫解決了冷僻字無法打印的問題；固件部分詳細闡述了系統(tǒng)上電啟動過程，包括Bootstrap模塊和loader模塊，Bootstrap模塊主要功能是重定位存儲器，初始化基本硬件以及Loader模塊的自動在線下載升級。Loader模塊的主要功能是下載FPGA的配置代碼，初始化鍵盤和顯示器，然后調(diào)用Nucleus Plus初始化代碼，從而建立和調(diào)用任務。 本文通過總結(jié)測試結(jié)果，與老一代打印機相比，新打印機在智能化上實現(xiàn)了自動糾偏定位，使得打印機操作人員不需要準確放置存折，就能正確打印，提高了工作效率；在打印速度上比原系統(tǒng)提高30％，還可方便地實現(xiàn)軟件升級。 當然，新的打印機在存折偏移很大時，要耗費長時間才能把存折推到正確位置。這要在糾偏算法上做進一步的改進。
上傳時間： 2013-04-24
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增強現(xiàn)實是一種將虛擬世界和真實環(huán)境相結(jié)合的技術。它將計算機繪制的虛擬模型疊加到使用者所看到的真實世界景象中，使用戶可以從虛擬模型中獲得額外的信息，增強了對現(xiàn)實的感知。涉及到的技術有圖像處理、位置跟蹤、三維注冊等。增強現(xiàn)實技術廣泛應用于裝配維修、醫(yī)療研究、軍事領域和商業(yè)應用。 第一部分，增強現(xiàn)實技術介紹。該部分首先闡述了增強現(xiàn)實的定義，接著介紹了該項技術的國內(nèi)外發(fā)展狀況，以及在工業(yè)領域、醫(yī)療領域、建筑領域等的應用，最后分析了目前AR系統(tǒng)的缺點和不足，得出了在嵌入式增強現(xiàn)實研究具有重要意義。 第二部分，嵌入式硬件環(huán)境的設計。硬件電路由以下幾部分構成：USB控制器用于連接USB攝像頭設備，液晶顯示驅(qū)動用于控制顯示屏輸出，外圍電路主要有內(nèi)存電路、Flash電路、時鐘電路和RS-232電路等。 第三部分，嵌入式軟件方案的設計。首先，選用U-boot1.2.0作為Bootloder，特點是U-boot的網(wǎng)絡功能較強，支持平臺較多。其次，移植Linux2.6.22內(nèi)核作為系統(tǒng)核心，該版本內(nèi)核具有實時性強等特點。再次，用busybox1.9.1構建基礎命令環(huán)境，并將轉(zhuǎn)為NandFlash設計的YAFFS文件系統(tǒng)安裝到開發(fā)板上。最后，在以上的軟件環(huán)境基礎上，開發(fā)了基于OV511芯片的USB設備驅(qū)動和FrameBuffer顯示驅(qū)動程序。 第四部分，開源視覺處理庫OpenCV的移植。該部分介紹了OpenCV的特性，常用的數(shù)據(jù)結(jié)構，在嵌入式Linux下的編譯選項配置，庫依賴文件安裝，底層文件修改，以及如何編譯、安裝OpenCV。 第五部分，基于OpenCV的攝像頭標定程序。該攝像頭標定程序是基于張氏標定算法的開發(fā)，本文首先闡述了攝像頭標定算法的核心內(nèi)容，以及對應的OpenCV實現(xiàn)方案，然后給出了攝像頭標定程序在平臺運行的細節(jié)和結(jié)果。
標簽： OpenCV ARM 增強現(xiàn)實
上傳時間： 2013-07-06
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