随着海洋勘测技术的发展,研制高性能的海洋测流仪器越来越重要。多普勒声学海流剖面仪就是一种非常重要的用来测量海流速度的仪器。在调试多普勒声学海流剖面仪的过程中,多普勒声学海流剖面仪信号模拟器是很重要的设备,它是数字模拟技术与多普勒声学技术相结合的产物,它通过模拟的方法产生声学海流剖面仪回波信号,以便在不具备实际海洋情况的条件下,可以在实验室环境中对声学海流剖面仪的样机进行系统调试。在此情况下,本文研制了一种声学海流剖面仪信号模拟器,并对声学海流剖面仪回波信号接收过程中使用的算法进行了研究。 本文首先比较了多普勒声学海流剖面仪的发射信号与接收信号之间的关系,分析了产生多普勒频移的原因。选用直接数字频率合成技术(DDS)生成多普勒声学海流剖面仪调试所需要的回波信号o DDS技术克服了传统信号源的频率精度不高和频率不稳等问题。本文选用专用DDS芯片AD9833来实现回波信号的产生,利用ARM嵌入式技术对输出信号进行控制。 信号模拟器以S3C2410处理器为核心构建了硬件平台,采用核心板与扩展板相结合的硬件结构。核心板主要包括了存储系统、网络接口和各种通讯接口。其主要功能是存储大量数据信号和通讯功能;扩展电路包括了16路DDS信号输出及信号调理电路,可以通过软件来配置16路信号相应的工作状态及选择信号输出形式。硬件设计预留了一定数量的I/O接口以备将来扩展之用。 建立嵌入式Linux开发环境;并分析BootLoader启动机制,移植VIVI;通过配置内核相关文件,移植Linux2.4.18内核到模拟器系统;编写16路DDS的驱动程序;设计了模拟器的上位机通讯程序及用应程序;对系统进行了软硬件调试,调试结果表明模拟器完全能够模拟声学海流剖面仪的回波信号。 最后,结合回波信号形式,采用基带解调、复相关等技术对接收回波信号所使用的算法进行了研究,估算出多普勒频移,配合了调试海流剖面仪样机工作的进行。该模拟器不但可以模拟回波信号,还可以作为发射信号来用,大大提高了模拟器的实用性。关键词:声学海流剖面仪;S3C2410; AD9833;嵌入式Linux;回波信号
上传时间: 2013-04-24
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二十世纪九十年代以来,随着嵌入式系统的蓬勃发展,嵌入式技术开始渗透到数控领域,传统数控技术与嵌入式技术相结合,新型嵌入式数控技术进入一个高速发展的阶段。激光切割由于具有切割尺寸质量好、速度快、精度高、效率高等优点,在工业数控系统中具有非常广泛的应用。基于嵌入式的激光切割数控系统是嵌入式技术在激光切割应用中新的探索,对于激光加工工业有着重要的意义。本文以ARM与R8C为平台,对以激光切割为应用的嵌入式数控系统的设计进行了研究。 本文介绍了嵌入式数控系统的原理、体系结构和硬件组成以及激光切割和原理、发展和特点,然后从硬件和软件两个方面对系统的具体设计进行了研究。介绍了上位机ARMS3C44B0和下位机R8C/17的特点,执行机构步进电机的控制原理,对外围设备相关设计进行了研究,包括上位机ARM S3C4B0的串口通信、LCD显示、触摸屏的设计,已及下位机R8C/17的串口通信与对步进电机的控制。介绍了嵌入式操作系统UC/OS-II的原理及特点,UC/GUI的特点及应用。对系统各功能模块的软件设计进行了研究,包括嵌入式操作系统上任务的设计和通讯、系统人机界面的设计。研究了两种激光切割路径的算法,包括通用的来回扫描切割算法以及作者研究的实际路径切割算法。
上传时间: 2013-07-22
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心血管疾病是威胁人类健康的主要疾病之一,而心电图检测是诊断心脏病变的有效手段。心电数据的高效采集和实时传输成为心电检测的基础,因此,设计一种性能可靠、价格低廉、体积较小的心电采集与远程传输系统将对心血管疾病的检测和预防具有重要意义。 本文在对心电信号采集技术和以太网传输技术进行深入研究的基础上,设计实现了一款基于ARM的心电信号采集与以太网传输系统。该系统前端是利用AD620、LM324、ADOP07等器件设计的信号调理电路,该电路实现了心电信号的高质量提取;系统的关键电路是以32位ARM7TDMI-S微控制器LPC2210为核心,并结合以太网控制芯片RTL8019AS、Flash SST39VF160和SRAM IS61LV25616AL设计的A/D转换模块和以太网接口模块,它构建了数据采集和传输的硬件基础;此外,论文还完成了μC/OS-II操作系统在LPC2210上的移植,并实现了系统TCP/IP协议栈;最后,采用了多任务化方式设计了系统应用程序。 通过远端上位机应用软件测试表明,本系统实现了心电信号的采集与传输,达到了远程监控心电信号的目的,且运行稳定可靠。
上传时间: 2013-06-15
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随着信息化、智能化、网络化的发展,嵌入式系统目前己经成为通讯和消费产品的共同发展方向,嵌入式系统是当今最热门的概念之一,各种各样的嵌入式系统设备在应用数量上己经大大超过了通用计算机。同时数字音频技术在我们社会生活中的应用也己经非常广泛,WAV、MPEG、MP3和WMA等相继出现。结合嵌入式系统的数字音频技术研究有着广阔的前景,基于嵌入式的数字音频设备以其高性价比、日新月异的发展速度等优点受到世界各国的广泛关注。本文结合市场发展需要,提出了一个比较优化的解决方案,并从理论和实践两方面对该方案进行了分析和设计。 本论文的主要工作是在研究了基于ARM9 体系结构的Samsung S3C2410 处理器的基础上,以该处理器为核心,加上外部存储器和音频编码解码芯片等器件,完成了一个嵌入式音频系统的设计,设计的系统中包括硬件设计、音频编码解码芯片的设备驱动程序及应用程序。 论文中首先对嵌入式系统进行了比较详细的介绍,并对S3C2410 处理器的体系结构和特性进行了仔细的分析,其次介绍了嵌入式数字音频系统的相关技术,然后从硬件和软件两个部分,分多个模块来安排设计所要求的系统,其中包括μC/OS-II 嵌入式操作系统在ARM 微处理器上的移植,与上位机(PC机)上USB 接口的通讯,以及人机界面和数字音频解码的程序设计等。整个嵌入式音频系统是一个可以独立工作的可扩展系统,该系统能完成音频采集和处理功能。
上传时间: 2013-06-02
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目前,织机向着高速化、智能化方向发展,无梭织机也越来越占主导地位,开发中高档织机控制系统是当前纺织机械领域的重要课题。织机的电子送经和卷取控制系统是中高档织机控制的关键技术之一,同时它也是无梭织机优越于有梭织机的重要特征之一,因此研究送经和卷取控制系统具有重要意义。 本文研究的内容是织机的送经和卷取控制系统,主要目的是保证织机在织造过程中纱线张力的动态稳定。主要工作如下: (1)在分析送经卷取系统原理和功能的基础上,提出了一种用较低成本完成所需控制功能的解决方案——以ARM嵌入式处理器S3C44B0为中心构建硬件平台,以嵌入式操作系统uClinux为基础构建软件平台。 (2)利用嵌入式处理器S3C44B0丰富的硬件资源,对电子送经卷取控制系统进行硬件设计:包括以S3C44B0为核心的最小系统电路的设计、与上位机通讯接口电路的设计、经纱张力检测与采样电路的设计、伺服电机驱动接口电路的设计和编码器接口电路的设计等. (3)利用嵌入式操作系统uClinux高实时、多任务等优点,对电子送经卷取控制系统进行软件设计: ●在分析uClinux系统的特点和功能的基础上,完成了在硬件电路板上的移植; ●在分析系统引导程序功能的基础上,完成了Boot Loader的设计; ●完成了系统设备驱动程序的设计:包括串口驱动程序设计、A/D驱动程序的设计和IIC驱动程序的设计等; ●在对织机工艺了解的基础上,以模块化的思想完成了系统应用程序的设计:包括张力传感器数据采集模块、控制算法模块和通讯模块等; (4)详细介绍了整个控制系统的调试过程。 本文设计的系统能使控制的经纱张力恒定,反应快速,控制精度高,很好地解决了开车痕等问题,能满足中高档织机的要求,具有实际应用价值。
上传时间: 2013-04-24
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发电机是电力系统的关键设备,如何有效监测发电机的工作状态一直是电力部门研究的重要课题之一。发电机可以正常工作,其中绝缘体部分起着不可或缺的作用,以前的发电机绝缘体监测系统都存在着一些不足,比如精度低,适用范围窄等。基于此原因,本文介绍了FJR装置,它可以用来监测发电机绝缘体是否出现过热或老化的情况,为发电机的安全运行提供了保障。该装置具有很高的灵敏度,可适合于空冷、水冷等不同发电机。整个检测系统分为气路和电路两部分,气路部分负责将发电机绝缘体的状况转化成电流信号,而电路部分负责对这些电流信号进行处理。文中将FJR系统的气路部分等效为一个黑盒子,而重点介绍其电路部分。电路部分主要的功能是采集从气路传送过来的两路电流信号,并进行计算和分析,决定是否报警,同时将采集到的数据和分析的结果定性地显示给工作人员。 本文第一章介绍了课题的研究背景,并在此基础上提出了课题的必要性和研究方向;第二章从整体入手,对监测系统的功能进行了分析,明确了要实现的功能和目标,并提出了使用ARM做上位机,负责系统控制和界面显示,DSP做下位机负责信号的采集和计算;后面几章则分别介绍了系统的各个模块;第三章主要介绍嵌入式系统及其软件开发,包括系统的设计以及各个功能的实现,比如串口通信、CF卡存储等等,从本章中可以了解到系统的界面显示内容和键盘操作步骤;第四章介绍了负责信号采集和计算的DSP系统,并且详细介绍了实现各项功能时所用到的外部设备,包括RTC时钟,AD采样芯片等;本章接下来阐述了DSP和ARM两个模块如何通过双口RAM实现通信以及通信帧的格式;第五章介绍了系统中的一些硬件电路,包括模拟放大器等,使得读者可以更全面地了解本系统,同时在本章作者还总结了一些电路板设计的心得和体会。论文最后一章对本文所做的工作进行了总结,指出了需要改进之处,也指明了以后进一步研究的任务和方向。
上传时间: 2013-04-24
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发电机互感器是电力系统行业进行电能计量和继电保护的重要设备之一,其伏安特性与发电机安全、可靠、经济的运行密切相关。针对目前传统基于8位单片机所开发的伏安特性测试系统的不足,利用流行的嵌入式处理技术,选取性价比高的ARM内核处理器LPC2214和性能稳定的实时操作系统μC/OS-Ⅱ作为开发平台,设计并实现了发电机伏安特性测试系统。 该系统主要包括在线测试、设置参数、查询数据、串口通讯等功能。本文完成了上述功能的软件设计和开发,尤其是在线测试功能中对于伏案特性曲线显示方案的设计,本文在深入研究显示模块的工作原理的基础上,结合系统的显示要求,改进了伏案特性显示方法,从而使得本系统不仅能够实时显示伏安特性曲线,并且能够动态显示测量曲线,为系统的进一步开发奠定了基础。此外,基于系统与上位机之间的串口通讯功能,利用LabWindow/CVI7.0开发平台实现了系统虚拟环境,以满足用户对测量数据进一步分析的需求。 经过长时间的现场测试证明,该系统不仅减少了传统测试中所用的仪器数量,特别在简化发电机互感器的测试流程,增加现场操作的自动化程度,提高互感器测试的精度等方面表现突出,从而为提升发电机继电保护装置的正确动作率创造了有利条件。
上传时间: 2013-06-26
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随着现代控制技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现,能够独立工作的温度检测和显示系统已经应用于诸多领域。传统的温度监测系统可靠性和实时性相对较差,温度测量的精度和准确度较低,而且大多采用有线方式对整个系统进行控制,这不利于应用的扩展。近年来,嵌入式系统和无线通信技术(特别是短消息业务)受到远程监测领域研究者的密切关注,成为一个研究热点。本文提出了一种将带有I2C总线的ARM嵌入式微处理器和短消息业务(SMS)用于温度检测系统中的方法,实现了温度的多点监测。本文的主要研究内容如下: (1)多点温度监测系统硬件设计。采用以ARM微处理器LPC2290芯片为核心的嵌入式工控板,通过对Benq无线通信模块M22的控制,接收并识别监测中心发过来的短消息内容,实现了多点温度的采集及显示;采用八个带有I2C总线接口的数字温度传感器LM75,组成八点温度采集电路:利用带有I2C总线接口的LED驱动器件ZLG7290及共阴式数码管为温度显示电路,保证了温度测量的精度和准确度。 (2)多点温度监测系统软件设计。根据整个监测系统的特点,提出了软件设计的总体思路,并以ADS1.2为集成开发环境,将μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系统的相关代码移植到LPC2290中;采用分层体系思想,使用标准C语言编写程序,结合嵌入式操作系统的任务管理、信号量等机制,并调用相关的应用程序接口函数(API函数),设计了包括温度采集、温度显示、短消息接收与发送等多个子程序。 (3)监测中心软件设计。为了增强系统控制和数据管理功能,使用Visual C++6.0及ADO数据库技术编写了监测中心软件人机交互界面,通过串口使另一M22无线通信模块同监测中心上位机的通信,实现了在PC机上发送短消息指令对下位机进行远程控制,并将接收到的数据存储在Access数据库中以便分析处理。 嵌入式技术和短消息业务在一定程度上提高了多点温度监测系统的测量精度、可靠性、稳定性和实时性,对改进远程监测系统的控制方式和数据传输方式有一定的意义,也为对嵌入式应用项目的开发奠定了基础。
上传时间: 2013-07-08
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近年来,LED(light emitting diode,发光二极管)电子显示屏作为一种高科技产品日益引起人们的重视。它可以实时显示或循环播放文字、图形和图像信息,具有显示方式丰富、观赏性强、显示内容修改方便、亮度高、显示稳定且寿命长等多种优点,被广泛应用于商业广告、体育比赛、交通信息报导等诸多领域。 LED显示屏的核心技术主要集中在控制器中。目前,大部分异步显示屏采用的是8位或16位的微控制器,由于受到微处理器的处理速度、体系架构、寻址范围、外围接口资源等诸多限制,已难以在要求显示较多像素、显示内容帧频较高、动态显示效果复杂的情况下得到良好的动态视觉效果。 针对以上情况,本文研究开发了一种全新的,由32位高性能ARM微处理器组成的LED显示屏控制系统,就控制平台、硬件结构和软件开发实现给出了驱动部分和控制部分的详细分析与设计。 本文根据LED显示屏在列车车厢和火车、汽车车站旅客导向系统中为应用背景,结合LPC2138的功能特点和LED显示屏的功能需求。详细介绍了显示屏控制系统中包括电源模块、复位模块、RS485通讯电路等主要模块的设计。成功实现了数据扫描、数据发送、数据通讯等LED显示屏所需的功能。 结合控制系统RS485通讯协议和系统显示的要求,分析了LED显示屏通讯和控制系统的软件开发流程。并详细分析了显示屏的静、动态图文显示软件流程结构;系统从上位机接受数据到信息显示的整个软件处理流程。 最后本文分析了LED显示屏控制系统研发中所遇到的几个难点问题,包括:提高RS485总线可靠性和抗干扰问题、系统在频繁更换内容死机的问题、显示内容较多时视觉效果的处理问题,并给出了解决方法。 经过实际测试,本文所述LED显示屏控制系统性能良好,工作稳定可靠,易于维护升级,具有很高的性价比。
上传时间: 2013-05-28
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汽车行驶记录仪是对车辆行驶速度、时间、里程以及有关车辆行驶的其他状态信息进行记录、存储并可通过接口实现数据输出的数字式电子记录装置。汽车行驶记录仪的使用,对遏止疲劳驾驶、车辆超速等交通违章、约束驾驶人员的不良驾驶行为、保障车辆行驶安全以及道路交通事故的分析鉴定具有重要的作用。一个完整的汽车行驶记录仪系统包括车载主机和上位机管理分析软件两部份。 在嵌入式技术被广泛运用的今天,我国现在应用的汽车行驶记录仪仍然多是运用8位或者16位单片机作为处理器,采用汇编语言,结构简单功能单一。为了使嵌入式技术也在汽车行驶记录仪中得到运用,同时为了满足我国《汽车行驶记录仪》GB/T 19056-2003标准要求,并与国际IEEE 1616标准接轨,本文设计了基于嵌入式系统的汽车行驶记录仪,采用的是三星公司的S3C2410 32位处理器和Linux操作系统,这样提高了系统的实时性,功能也得以扩展。 本文详细论述了汽车行驶记录仪系统主机模块软硬件的设计与实现,并且介绍了上位机管理分析软件的设计。论文首先介绍了课题的研究背景,并对国内外汽车行驶记录仪的研究现状进行了概括,在此基础上提出了本课题需要完成的目标。阐述了基于嵌入式系统的总体设计构思以及各个功能模块不同方案优劣的比较,并对最终方案进行了描述,此后详细介绍了各主要功能部件的特点及应用。 在系统软件设计单元,对主机软件开发环境、调试方法以及系统各功能模块的流程设计做了详细描述,同时介绍了BootLoader、Linux操作系统和设备驱动程序在S3C2410上的编译和移植全过程。最后,论文对整个系统的功能和特点进行了总结,并对下一步工作以及记录仪今后的发展进行了展望。
标签: 汽车行驶记录仪
上传时间: 2013-05-25
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