随着电子技术的不断发展,各种智能核仪器逐步走向自动化、智能化、数字化和便携式的方向发展。针对传统的多道脉冲幅度分析器体积大,人机交互不友好,不方便现场分析等的缺陷[5]。新型的高速、集成度高、界面友好的多道脉冲幅度分析器的陆续出现填补了这一缺点。 随着电子技术的发展,以ARM为核的处理器技术的应用领域不断扩大,相比较单片机而言,它的主频高、运算速度快,可以满足多道脉冲幅度分析器的苛刻的时间上的要求。而且ARM处理器功耗小,适合于功耗要求比较苛刻的地方,这些方面的特点正好满足了便携式多道脉冲幅度分析器野外勘察的要求。同时,由于以ARM为核的处理器具有丰富的外设资源,这样就简化了外设电路及芯片的使用,降低了功耗并增强了产品的信赖性。另外,ARM芯片可以方便的移植操作系统,为多道脉冲幅度分析器多任务的管理和并行的处理,甚至硬实时功能的实现提供了前提。而且在ARM平台使用嵌入式linux操作系统使多道脉冲幅度分析器的软件易于升级。 智能化和小型化是多道脉冲幅度分析器的发展趋势。智能化要求系统的自动化程度高、操作简便、容错性好。智能化除了需要控制软件外,还需要软件命令的执行者即硬件控制电路来实现相应的控制逻辑,两者的结合才能真正的实现智能化。小型化要求系统的体积小、功耗小、便于携带;小型化除了要求采用微功耗的器件,还要求电路板的尺寸尽量的小且所用元件尽量的少,但小型化的同时必须保持系统的智能化,即不能减少智能化所要求的复杂的逻辑和时序的控制功能。为此采用高集成度的ARM芯片实现控制电路能满意地同时满足智能化和小型化的要求。在研制的多道脉冲幅度分析器中,几乎所有的控制都可以用控制芯片来实现,如阈值设定、自动稳谱以及多道数据采集,在节省了元件的数目和电路板的尺寸的同时仍能保持系统的智能化程度。 Linux内核精简而高效,可修改性强,支持多种体系结构的处理器等,使得它是一个非常适合于嵌入式开发和应用的操作系统。嵌入式Linux可以运行的硬件平台十分广泛,从x86、MIPS、POWERPC到ARM,以及其他许多硬件体系结构。目前在世界范围内,ARM体系结构的SOC逐渐占领32位嵌入式微处理器市场,ARM处理器及技术的应用几乎已经深入到各个领域,例如:工业控制,无线通讯,网络,消费类电子,成像等。 本课题采用三星公司生产的ARM(Advanced RISC Machines,先进精简指令集机器)芯片S3C2410A设计并研制了一种便携式的核数据采集系统设计方案。利用ARM芯片丰富的外设资源对传统的多道脉冲幅度分析器进行改进和简化。系统由前端探测器系统,以及由线性脉冲放大器、甄别电路、控制电路、采样保持电路组成的前置电路,中央处理器模块,显示模块,用户交互模块,存储模块,网络传输模块等多个模块组成。本设计基于ARM9芯片S3C2410,并在此平台上移植了嵌入式linux操作系统来进行任务的调度和处理等。 电路板核心板部分设计采用6层PCB板结构,这样增加了系统可靠性,提高了电磁兼容的稳定性。数据采集系统是多道脉冲幅度分析器的核心,A/D转换直接使用了S3C2410内置的ADC(Analog to Digital Converter,模数转换器),在2.5 MHz的转换时钟下最大转换速度500 KSPS(Kilo-Samples per second,千采样点每秒),满足了系统最低转换时间≤5 μs的要求,并且控制简单,简化了外部接口电路。由于SD(Secure Digital Card,安全数码卡)卡存储容量大、携带方便、成本低等优点,所以设计中采用其作为外部的数据存储设备,其驱动部分采用SD卡软件包,为开发带来了方便。本设计采用640*480的6.4寸LCD(Liquid Crystal Display,液晶显示)屏作为人机交互的显示部分,并且通过Qt/Embedded为系统提供图形用户界面的应用框架和窗口系统。其中包括了波形显示部分和用户菜单设置部分,这样方便了用户操作。系统的数据存取方面是基于SQLite嵌入式小型数据库而进行的。为了方便数据向上位机的传输,系统设计中采用XML(Extensible Markup Language,可扩展标记语言)格式来组织传输的数据,通过基于TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)协议的Linux下Socket套接字编程,来进行与上位机或PC(Personal Computer,个人计算机或桌面机)等的连接和数据传输。
上传时间: 2013-04-24
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随着科学技术的发展,人们对生活质量的要求越来越高,在视听享受方面,家庭影院越来越普遍,便携式电子设备也日趋成熟。目前,人们对嵌入式媒体播放器的研究越来越广泛了,国内外已经出现了像MP3、MP4和智能手机等众多样式的便携式嵌入式媒体播放器。但由于种种环境及条件的限制,这些便携式的媒体播放器都只能播放单一的或几种固定的媒体格式,可扩展性都比较差;而现在随着应用的不断增多,越来越多的更先进的压缩算法被提出,导致了媒体格式的多样化,在这种情况下,必然要求嵌入式媒体播放器要适应多种格式。为此,通过对各种PC机上的播放器设计架构的研究与借鉴,在本文中主要在软件方面为嵌入式媒体播放器设计了一种可扩展性架构,并设计了播放器界面,实现了一些播放器的功能。 另外,在本文还介绍了一种基于嵌入式技术的多媒体播放器的系统设计方案。该系统主要是通过在嵌入式芯片上加载操作系统,同时扩充必要的接口,在操作系统的支持下,开发多媒体播放器。 在本文的整个系统设计过程中,采用了Intel公司的PXA270处理器芯片,外扩展了USB接口,定制并加载了Linux操作系统,在操作系统的支持下,对各个外扩的接口进行了驱动程序的编写,同时应用QT/Embedded开发了多媒体播放器的图形界面并实现了相应的功能,最后,图像既可显示在LCD显示屏上也可通过VGA接口显示在电脑显示屏上,声音信号则是通过PXA270处理器的IIS总线传给CODEC芯片,然后将其转换为模拟信号,进而通过音箱或者耳机等设备放出。
上传时间: 2013-06-19
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生物发酵作为现代生物技术工业的重要组成部分,已被广泛用于食品、制药等各个领域,并显示出良好的发展前景和巨大的市场潜力。但由于生物发酵过程是一种复杂的生化反应过程,控制变量众多且相互关联度较大,采用传统控制方法难以实现有效控制。 因此,本文根据生物发酵的流程特点和当今国内市场的切实需要,在总结国内外相关研究的基础上,针对非线性、时变、大滞后的发酵过程,将智能控制技术融入到了生物发酵控制系统中,主要对发酵过程中的温度、PH值的控制算法进行研究,分别设计了仿人智能模糊PID控制和仿人智能模糊控制,模拟仿真和实验分析表明,控制效果优于传统算法。 基于32位ARM架构的嵌入式微处理器以其高性能、低功耗、低成本的优势,得到了很好的推广,同时国内微电子与嵌入式技术得到了迅速发展。鉴于此背景,本系统现场控制的下位机的硬件平台采用基于S3C2410的处理器,软件设计中采用了嵌入式Linux系统。同时采用了集散控制技术,实现一台上位机可以同时与多台下位机的数据通讯和远程监控,且下位机可以脱离上位计算机单独对各种参数进行控制。 本文的工作重点主要包括:主要参数测量与控制、发酵过程系统的总体设计、嵌入式系统的设计。本发酵控制系统对发酵过程进行实时监测、优化操作,不仅能避免人工操作的不确定因素,提高自动化水平,而且能够对发酵过程中主要参数进行有效控制,具有重要的现实意义。
上传时间: 2013-04-24
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本文针对国家烟草局关于以信息化带动烟草行业现代化建设的要求,密切结合“烟草销售业务管理系统”科研项目进行研究开发,设计了一个基于ARM-Linux的烟草零售信息终端。零售商户可以在此终端上完成商品零售的整个过程,并可通过终端完成订货预测和订货确认的操作,同时可以下载和浏览各种烟草商品信息、订货、查看历史营销记录、浏览各种通知广告,并与烟草公司互动操作。 本文首先分析了课题的研究背景及烟草零售信息终端的国内外现状,给出了一个基于ARM-Linux、GPRS无线网络的烟草销售业务管理系统的总体结构;然后根据烟草零售信息终端的功能需求构建了基于ARM9的硬件平台的整体设计方案;介绍了基于ARM9内核的微处理器S3C2440A及关键外围模块,设计了各模块的硬件接口电路;并在硬件平台上成功移植实现了一个基本的嵌入式Linux系统的软件平台;随后深入研究了Linux2.6引入的platform driver机制下的字符设备驱动程序的开发方法,在全面分析了汉王手写芯片HW006的通信协议的基础上,开发了汉王手写芯片的触摸屏驱动程序,实现了在触摸屏上的点击与汉字手写识别;最后研究了Linux中的串口操作编程,完成了基于华为GTM900B GPRS模块的数据通信程序设计和条形码扫描程序模块的开发,并研究了多线程编程技术在网络数据收发中的应用方法,设计了烟草零售信息终端所需的数据库和图形界面。 所研制的烟草零售信息终端已成功应用于山西省某市的各个烟草零售点,运行结果表明,该终端运行稳定可靠,与用户的交互方便快捷,采集到的各类数据能够及时、有效、准确地传输到应用管理系统,各方面性能都达到了课题的要求,为烟草销售市场预测、货物配送和营销推广提供了一种有效的手段。
上传时间: 2013-05-23
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对各个模块都有比较详细的程序,最适合新手使用
上传时间: 2013-07-04
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聚乙烯(PE)管道系统在各个行业的应用越来越广泛,特别是PE管道在燃气输送和给水排水方面的快速发展,使得PE管道正在逐步的替代金属管道系统。PE管道的连接技术是PE管道系统应用中的关键技术之一,连接的质量对PE管道系统整体寿命有重大影响。热熔对接焊是一种经济、快速有效的连接方法,具有密封、均匀、牢固的优点,同时又有焊接过程复杂,工艺参数多的特点,对焊接机的自动化程度要求较高。然而,目前国内工程上还没有全自动化的热熔焊接机,焊接过程需要人工干预,管道焊接质量难以保证。因此,研究设计焊接过程全自动化的热熔对接焊机对提高焊接质量,保证PE管道系统的使用寿命有重要意义。 本文通过分析和研究热熔对接焊的焊接流程和工艺参数,提出了一种结合嵌入式技术,使焊接过程全自动化的热熔焊接机控制系统的实现方案。本文所设计的控制系统实现了热熔对接焊的焊接时序自动控制,操作纠错及错误信息管理,焊接数据的管理及追溯。课题研究的主要内容有: (1)通过分析全自动热熔对接焊机的整体需求,构建基于ARM7处理器和μC/OS-Ⅱ的嵌入式系统平台,包括设计硬件系统和移植操作系统; (2)实现热熔对接焊过程的全自动化,包括自动控制铣削管道端面;测量拖动压力以及自动补偿拖动力;自动控制热板插入后的所有焊接阶段即:加压、成边、降低压力、吸热、抽板、加压、保压、冷却的自动控制。焊接过程中各个阶段以曲线方式动态的显示给用户,焊接完成后焊接数据自动存储; (3)实现系统必须的功能模块,主要包括LCD图形用户界面、数据管理模块、USB移动存储器读写模块。硬件主要实现电源、复位和时钟电路;USB、SPI总线和UART接口电路;A/D和D/A转换接口电路;LCD接口和JTAG接口电路等。软件方面主要包括LCD控制芯片驱动程序、基本图形处理程序、图形用户界面、数据管理系统、USB控制芯片驱动程序、USB大规模存储器协议实现、FAT16/FAT32文件系统操作程序以及自动控制程序等。
上传时间: 2013-04-24
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随着国民经济的快速发展,我国对于电力的需求和依赖性也越来越大。同时,对变电站及电网的安全和稳定也提出了更高的要求。2008年的南方冰雪灾害造成了电力设施及输电线路的重大损失,严重危害了电网的正常工作,影响了人民的正常生活和工厂的正常运行。电力部门需要一种能够实时监控变电站设备的监控系统,第一时间监测到电力设备的损坏和人为因素的破坏,迅速做出处理,将损失减小到最低值。随着电力部门网路化的全面普及,各个变电站有了相应的通讯网络,使得监控系统网络传输成为可能。 课题探索了低功耗、高性能、低成本并具有丰富芯片资源的嵌入式处理器和内核精简、性能强悍、源码开放及开发成本低的操作系统,设计和实现了基于ARM9和嵌入式Linux操作系统的变电站监控系统,实现了对变电站设备的实时视频监控、红外线监测和烟雾火灾探测等功能。系统硬件采用模块化设计,主控制器模块采用三星公司的S3C2410A高性能芯片作为嵌入式微处理器,设计了外围接口电路和其它外围设备电路;视频监控模块采用OV511系列USB摄像头进行图像采集;红外线防盗监测模块采用热释电红外线传感器配合菲涅尔透镜设计了报警电路;烟雾火灾探测模块采用Motorola公司生产的离子型烟雾检测芯片MC14468,设计了监测电路。系统软件开发分两层,下层软件开发构建了交叉编译环境,移植了嵌入式Linux操作系统并利用Video4Linux API库函数接口完成了视频图像采集程序的设计,同时对摄像头驱动程序进行了提取和编译;上层软件开发实现了对采集的视频数据在网络中传输,使用Visual C++设计了客户端监控应用界面,实现人机交互,并对所采集视频图像进行了最优化处理。 课题针对现有监控系统存在的不足进行改进,集视频监控、红外线防盗监测和火灾报警等功能于一体,充分发挥嵌入式系统和计算机网络的优势,设计出了功能丰富,性能优良的变电站监控系统。提高了变电站运行和维护的安全性及可靠性,并逐步实现了电网的可视化监控和调度,使电网调控运行更为安全、可靠。
上传时间: 2013-04-24
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在工业过程中,许多对象具有滞后特性,由于纯滞后的存在,使得系统的超调量变大,调节时间变长。因此滞后过程被公认为较难控制的对象,而且纯滞后占整个动态过程的时间越长,难控的程度越大。所以大纯滞后对象的控制一直是困扰自动控制和计算机应用领域的一大难题。而这类对象又广泛存在于石油、化工、酿造、制药、冶金等工业生产过程中。因此对该问题的研究具有重大的实际意义。 传统的PID配合Smith预估补偿器的控制方法,对模型误差反映比较灵敏,当存在建模误差或干扰时,控制效果并不能取得令人满意的效果。近年来随着模糊控制、神经网络控制等智能控制研究的不断深入,有些学者将它们与Smith预估控制、PID控制及预测控制等相结合,提出了针对不确定大滞后系统的新的控制方法。虽然有些控制方案效果不错,但系统的复杂程度和调试难度也随之增加。因此设计简单、快速、可靠的控制器,仍是一个重大课题。 本文首先介绍了大滞后过程的控制特点,概述了常用的大滞后过程的控制方法及其优缺点。接着概要地介绍了嵌入式系统的优点、发展历史、现状及前景。并针对性地介绍了ARM控制器的概况以及它的应用领域。然后本文针对大滞后对象提出了自抗扰控制器与Smith预估补偿器相结合的设计方案。通过仿真对比了本方案、PID配合Smith预估补偿器及单一的自抗扰控制器的控制效果,表明自抗扰控制器与Smith预估补偿器的结合有效地改善了大滞后对象的控制效果,增强了系统的鲁棒性和抗干扰能力。为验证该控制方案的实际控制效果,我们以PCT-II型过程控制实验装置中的具有大滞后特性的盘管内部的温度为被控对象,以JX44BO开发板作为主要的控制平台设计并完成大滞后控制实验。所以接下来本文介绍了实现这个嵌入式温度大滞后控制系统所涉及到的硬件平台、系统框图以及实验内容。然后本文介绍了嵌入式控制平台的控制界面以及各个主要功能的程序的实现,以及远程客户端程序在以太网通讯方面的程序实现和远程客户端程序的操作界面。最后本文给出了本次实验的参数设置以及最终的实验结果。实验结果表明在实际应用中本文所提出的方案对于大滞后对象具有较好的控制效果。
上传时间: 2013-06-11
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本书以嵌入式Linux系统开发流程为主线,剖析了嵌入式Linux系统构建的各个环节。本书从嵌入式系统基础知识和Linux编程技术讲起,接下来说明了嵌入式Linux交叉开发环境的建立,然后分析了嵌入式Linux系统的引导程序、内核和文件系统三大组成部分,最后介绍了嵌入式Linux系统集成和部署的方法。本书使用的嵌入式Linux系统软件全部来源于开源站点,文中提供了具体的链接地址。本书主要以ARM平台为例,对U-Boot和Linux内核启动过程做了详细分析,为学习嵌入式Linux系统开发奠定基础。本书从概念上阐述了嵌入式Linux系统开发流程
上传时间: 2013-04-24
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海洋台站自动观测系统是一套应用于海滨观测的仪器设备,负责对气象、水文参数进行实时观测。诸多的参数通过相应的传感器进行测量,海洋台站自动观测系统对测量的信息进行汇总,再将其通过有线或无线的通讯方式传输到各级海洋环境监测预报中心,供天气预报和海洋预报使用。 本文以我国“海洋台站自动观测系统政府采购计划”为背景,重点设计了低成本、低功耗、高性能、高可靠性的新型海洋台站自动观测系统。本课题主要研究基于arm7+uClinux海洋台站自动观测系统的设计与开发。根据实际的需要,分析海洋台站自动观测系统的整体要求,对传感器进行选型,进行方案设计,完成整个系统的搭建。为了降低系统功耗,CPU所采用的是Samsung公司推出的无内存管理单元的处理器S3C44BO,设计了8MFLASH、64MSDRAM、液晶、USB以及键盘等相关电路。同时,为了减少驱动开发所带来的不便,使用TL16C554A对串口电路进行了扩展,便于数据处理,也使得系统具有更好的可扩展性。软件方面设计主要涉及了BootLoader引导装载程序的建立,选用uClinux操作系统,并对其内核进行配置和裁剪,添加源代码中没有的驱动程序。为了缩短研发周期和降低开发难度,选用MiniGUI作为图形用户界面系统,深入分析了MiniGUI的结构、原理,并将其移植到uClinux系统中。本系统采用的是MiniGUI-Threads多线程模式,主线程协调各个线程进行相应的数据处理。为了使系统操作变得直观、简单,对用户界面进行了初步设计,使用复用I/O的方法解决多串口通讯容易造成的数据阻塞问题。此外,为了更好的将台站所测得的信息量发送给海洋环境监测预报中心,需要完善通讯协议以便于数据交换。 最后,根据本系统实际研究开发结果,总结分析了系统的特点,并对下一步设计工作进行了展望。
上传时间: 2013-07-12
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