本文在分析了嵌入式技术及控制系统的发展概况后,首先对现场总线,主要是CAN总线的技术特点进行了全面的介绍,并重点对CAN总线网络中数据传输的实时性问题及改善的方案进行了分析和研究。之后利用嵌入式技术实现了基于CAN总线的网络测控系统。该系统的主控节点,即ARM平台采用32位的嵌入式处理器AR2M和嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ来实现,并在该平台上完成了系统多任务的建立,包括与底层CAN网络的通信、液晶显示输出和嵌入式Web服务器等。 论文共分六章。第一章介绍了控制系统的发展过程、嵌入式技术及其发展现状,并引出了课题的背景和研究意义,给出了主要研究内容。第二章着重介绍了CAN现场总线技术,并对其工作原理和CAN总线系统的实时性进行了分析。第三章论述了CAN总线测控网络的实现以及CAN测控网络与Internet集成的必要性,并给出了本文的系统设计方案、工作原理和组成。第四章论述了基于CAN总线的嵌入式测控系统的设计与实现,详细阐述了系统的硬件、软件设计思路和实现方法。硬件方面,介绍了硬件平台中的主处理器LPC2292和整个硬件逻辑模块。软件设计上实现了μC/OS-Ⅱ实时操作系统在ARM7上的移植,并完成了嵌入式系统下多任务的建立。第五章介绍了以QXLPC-Ⅲ过程控制系统为应用对象,进行的实际应用实验,该实验对被控过程的部分物理量进行了检测,验证了本方案的可行性。第六章对全文进行了总结,给出了有待进一步研究的问题,并对后续工作进行了展望。
上传时间: 2013-06-03
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首先, 简要介绍四足微型爬壁机器人的机构部分, 然后详细介绍四足微型爬壁机器人控制系统的 硬件设计, 以及实时多任务操作系统 c/os—I I在Phi¨ P s公司32位ARM处理器LPC2
上传时间: 2013-06-28
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温度的测量在工业领域最为常见,随着电子技术、计算机技术的飞速发展,对现场温度的测量也由过去的模拟刻度温度计、指针温度计向数字显示的智能温度计发展,而且,对测量的精度要求也越来越高。目前,尽管市场上也有高精度的温度测量仪,但一般价格都很昂贵。传统的8位单片机已经越来越不能适应日渐复杂的应用需求。友好的交互界面、网络互联功能、智能化的软件、高效的数据处理几乎成了智能化系统的共同需求。随着嵌入式系统的迅猛发展,这种应用系统正逐步取代传统的以PC为中心的应用,成为未来智能化仪表中的主力军。本文立足于设计一种通用性强的测温系统,可以在软硬件两方面适应多种测温元件,为系统日后升级带来方便。 本论文以对通用Linux操作系统在32位ARM微处理器上进行移植并对其实时性进行了改造。研制了铂热电阻高精度温度监测系统,阐述了其具体技术指标及相关实现方法。系统以S3C2410为硬件核心,开发了主板及数据采集调理电路。构建了以微处理器S3C2410、闪存FLASH、存储器SRAM、A/D、键盘、显示器为一体的温度监测的硬件平台。在此硬件平台上嵌入RT—Linux嵌入式实时操作系统,构建系统的多任务管理,最终完成了本课题的设计开发。
上传时间: 2013-06-07
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轨道车辆车载微机控制系统是列车网络控制重要组成部分,显示系统是微机控制系统人机交互的重要平台。考虑到微机平台的统一性,车载显示系统也可以移植实时多任务操作系统。鉴于ARM芯片外围设备接口模块通用性,能够满足日益丰富的外围设备连接的需要,可作为硬件平台考虑。本课题在以ARM9开发板S3C2410为硬件平台,以实时多任务操作系统VxWorks为操作系统平台,进行嵌入式显示系统的研究。 课题以VxWorks系统在ARM上的启动(BSP的移植)、图形设备驱动的研究与设计、图形界面的设计为技术路线。主要进行了基于ARM的VxWorks BSP的移植和设计,基于ARM—VxWorks的图形设备模块驱动程序的研究与设计,完成了VxWorks系统下汉字库的开发,以及中西文混合显示的实现。 若通过研究和设计达到了信息的有效实时的传输,且通过直观的语言指示及生动的图形显示界面显示出来,那么,不仅为很多需要图形界面显示的应用领域拓展了选择面,而且将进一步促进该嵌入式系统的组合在工业控制领域得到更为广泛的应用。 本课题主要研究内容分为一下几个部分: 第一部分主要介绍了课题背景,嵌入式显示系统的发展。 第二部分对VxWorks系统进行了分析与比较,揭示其在嵌入式操作系统领域中的优越性,并对VxWorks系统指定的开发环境Tornado进行简要的介绍。 第三部分为基于ARM—VxWorks平台图形设备驱动的研究与设计。 第四部分介绍了VxWorks系统下WindML汉字库的开发及中西混合显示的实现。 第五部分实现了针对于ARM9系列S3C2410开发板的BSP的移植和设计,构建ARM—VxWorks嵌入式系统调试平台。 第六部分尝试了VxWorks系统下WindML图形控件的模拟和简单的图形界面的设计,并对专业的GUI图形设计工具Zinc进行了简要的说明和简单的运用。 第七部分给出了结论和展望。
标签: ARMVxWorks 嵌入式 显示系统
上传时间: 2013-04-24
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随着计算机、通信、电子技术的进步,嵌入式系统和以太网技术的融合将成为嵌入式技术未来的重要发展方向。基于ARM的嵌入式系统由于具有低功耗、高性能、低成本、可以进行多任务操作等优点,在控制领域得到了越来越广泛的应用。 本选题来自中山大学与北京航天五院合作研制的流体网络系统地面原理样机控制器设计项目。论文研究的主要目的是利用基于ARM920T内核的嵌入式微处理器AT91RM9200融合多传感器设计一种可以在地面实验室环境中可靠运行的数据采集与温度控制系统。 本文从嵌入式测控系统的硬件实现和软件设计两方面进行分析。在硬件设计上,主控制板以Atmel公司生产的AT91RM9200 CPU为核心,主要包括串口模块、存储模块、以太网接口模块、基于SPI串行接口设计的数据采集模块(A/D)、基于I2C接口设计的PID控制信号输出模块(D/A)和采用PIO接口设计的开关控制输出模块等电路,其中后三个模块承担了流体网络回路的传感器数据采集,关键点的温度控制和多路电磁阀的开关控制等任务,后文将重点介绍。在软件设计方面,主要分两个方面进行讨论,分别为主控制器上基于嵌入式Linux系统的软件和上位机采用Visual C++编写的监控软件。主控制器软件采用多线程进行设计,包括主线程、服务器子线程和数据采集子线程,三个线程同时运行,提高了系统的运行效率。上位机和主控制器通过接入以太网中,然后由服务器线程和上位机客户端利用socket套接字实现通信。同时上位机软件也提供形象美观的图形用户界面,配合主控制器实现特定的温度、流量和压力监控。 本论文设计的嵌入式测控系统充分利用了AT91RM9200内嵌的的强大功能模块,包括SPI接口模块和I2C接口模块等,可广泛应用于控制领域。对该系统的一些研究成果和设计方法具有一定的先进性和良好的实用性,具有良好的应用前景。
上传时间: 2013-06-30
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随着现代计算机技术和互联网技术的飞速发展,嵌入式系统成为当前最热门的焦点之一;ARM以其高性能低功耗等特性成为目前应用最广泛的32位嵌入式处理器。近年来得到快速发展的机电一体化设备的人民币纸币清分机系统,是嵌入式系统的典型应用;它的主要工作流程是:人民币图像通过图像传感器采集得到的模拟信号,经过放大、A/D转换和FPGA协调之后得到数字图像,经缓存后进入到主CPU--S3C2410,通过图像识别,实现面向、面值、新旧分级、破损程度等特征的识别,最后送出结果到控制CPU对识别结果进行相应的显示和机械动作。论文主要涉及以下这些内容: 1):基于ARM的嵌入式系统和清分机系统介绍。 2):人民币清分机的硬件系统基本构架,清分机的各关键硬件的选型及主要原理;着重介绍清分机的处理核心--S3C2410。 3):图像处理基础。介绍了清分机系统中各类图像的特点,图像分析中的常用工具--灰度直方图,从而为识别算法做好准备。 4):介绍了人民币的特征识别算法原理及实现基本流程,通过MATLAB对算法进行仿真研究。 5):嵌入式linux设备驱动的开发。针对清分机设备种类繁多而又是多任务的特点,本文提出使用可裁剪而又稳定的linux操作系统来管理整个清分机系统;而实现操作系统对清分机的管理首先就要实现设备与操作系统的连接--设备驱动。
上传时间: 2013-06-01
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随着煤矿高产高效技术的推广和应用,井下长距离、大运量、大功率下运带式输送机的应用越来越普遍。其中,解决好倾角较大(大于6°)的下运带式输送机的运行制动和安全制动问题对保障全矿安全、高效生产具有重要意义。 本文在对国内外现有下运带式输送机制动系统的现状分析基础上,针对煤矿生产的特殊性,提出了基于ARM的嵌入式计算机控制液压调速软制动系统方案,所用元件可靠性和防爆性好,系统简单,动态制动性能好;结合成熟的工业PID控制经验和智能控制理论,并依据制动控制方案,设计了一种模糊自适应PID控制器用于控制电液比例调速阀的开口大小,其PID参数Kp、Ki和Kd可根据系统状态进行在线调整,结构简单、鲁棒性强,在系统结构参数发生改变时也可获得较好的控制效果;在基于S3C44BOX的最小ARM系统基础上,设计了系统控制信号的输入、输出方式及其电路;分析了实时操作系统μC/OS-ⅡBootLoader的设计及其在S3C44BOX上的移植过程;制动系统应用软件采用多任务机制,状态检测与控制任务并行运行,数据采集采用定时中断的方式;系统可扩展性、可移植性好,控制算法容易实现多样性且开发简单、维护方便。 该液压调速软制动系统可用于大型下运带式输送机的正常工作制动、紧急停车和断电防止飞车事故发生的安全制动,对输送机的辅助启动也起重要作用。制动力矩依据输送机载荷大小和输送机制动减速时速度的变化进行自动调整,制动曲线可调,输送机减速时不产生较大冲击、安全平稳,并按照规定的减速度大小减速停车。
上传时间: 2013-07-09
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随着计算机技术的迅猛发展与后PC时代的到来,嵌入式系统已成为计算机领域的一个重要组成部分,并成为近年来新兴的研究热点。现今的嵌入式应用对嵌入式设备的性能提出了更高的要求,8/16位单片机所能提供的系统性能已经显出不足。ARM7TDMI是一种高效,低功耗的RISC处理器。而S3C44BOX就是以该内核为核心的一款芯片,它集成了许多外围设备,非常适合做嵌入式产品。 论文主要研究基于ARM处理器和μC/OS- II操作系统的嵌入式数据采集系统设计,主要内容包括以下几方面: (1)介绍了ARM7 S3C44BOX体系结构和BootLoader的概念,并在参考开源BootLoader的基础上进行了BootLoader的设计与实现; (2)深入研究了μC/OS-II的概念、特点,分析了μC/OS-II在ARM处理器上移植所需的条件,并经过剪裁后成功移植到ARM处理器上: (3)介绍了AD、多串口扩展、LCD和键盘4个模块的硬件工作原理,着重开发了这4个模块的驱动程序,并通过实验验证了多串口扩展、LCD和键盘这3个模块的工作稳定性; (4)在ARM S3C44BOX和μC/OS-II操作系统基础上,设计了多任务来实现4通道的数据采集。经过对采集数据的分析和系统的运行,可以验证本数据采集系统运行的高效性和稳定性。
上传时间: 2013-06-05
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随着通信技术的发展,无线通信技术在工业领域的应用日益增多。以前,工业中大多采用有线或人工的方式进行数据采集与传输,虽然简单实用,却耗费了大量人力、物力资源,且很大程度上限制了应用场所的拓展。因此,选取一种相对经济、稳定而又高效的无线传输方式就变得紧迫和必要。 随着GPRS网络技术的逐渐成熟,GPRS无线网络逐渐显露出其在远距离通信应用中的优势。于此同时,嵌入式软硬件技术的飞速发展也使得嵌入式产品进入千家万户。因此,采用基于嵌入式系统和GPRS网络进行无线通信渐渐成为当今应用的热点之一。 本系统采用高性能嵌入式微处理器S3C2410和GPRS无线通讯模块MC39i构建硬件平台,以嵌入式Linux操作系统和TCP/IP协议建立软件平台,完成基于ARM-Linux的嵌入式数据采集与远传系统设计。 本文首先对嵌入式系统的概况进行了综述,接着对嵌入式处理器、嵌入式操作系统和GPRS无线网络技术进行了概要介绍,然后提出了基于ARM-Linux的嵌入式数据采集与远传系统的设计方案,并从硬件设计和软件实现两方面具体阐述了该系统的开发实现过程,包括搭建以S3C2410和MC39i为核心的硬件平台以及在该硬件平台上建立基于嵌入式Linux操作系统的软件平台,并最终实现了数据采集与远传功能。 此系统由于采用了高性能的ARM处理器和嵌入式Linux系统,因此在多任务并行处理和进程实时处理等方面具有一定的优势。该系统可以广泛应用于燃气、油田和电力等部门,具有较好的发展前景。
上传时间: 2013-07-08
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温室技术是我国实现农业信息化的重要环节,温度是温室中的重要环境参数。实时控制是指在规定的时间内,系统必须做出相应的响应,是现代温室控制发展的更高要求。随着精细农业的发展,传统的大棚已经不能满足现代高精度、快速采集及响应的要求,由于温度的滞后性和难调控性,温度实时控制一直是温室控制的一大难题。 本课题整合了CPID与ARM的优点,提出运用CPID硬件来实现数据采集,移植实时操作系统到ARM来实现复杂算法控制,采用高精度数字传感器DS18820,并设计出混合PID模糊控制器来实现温室的变温管理,这对于现代温室的智能化控制有着十分重要的实际意义。较传统温室,优点在于(1)它改变以往依靠单片机软件来实现传感器周期性采集,改用CPID硬件产生数字传感器所需的读写时序,这种“以硬代软”的方案实时性好,且大大避免了软件运行时的不稳定性、系统冗余等先天缺陷。(2)操作系统能实现多任务、多线程以及友好的人机界面。 试验以华中农业大学的华北型机械通风式连栋塑料温室为试验模型,选择了ALTERA公司的EPM7128SLC84-15芯片和SAMSUNG公司的S3C44BOX芯片为目标板,以PC机为宿主机,设计了实时温度控制平台。 主要工作: (1)概述了温度实时测控的必要性并介绍了CPLD、ARM技术及嵌入式实时操作系统的发展。 (2)介绍了温度采集模块及CPLD与ARM通讯接口模块的设计。 (3)通过ARM存储模块、LCD显示模块、串口模块、Rt18019AS网口模块、uClinux操作系统模块等系统完成了本试验平台。 (4)介绍混合PID模糊控制算法并通过Simulink工具箱进行了仿真,得出混合PID模糊控制器较经典PID控制具有更快的动态响应、更小超调、抗干扰强的结论。 (5)最后,通过试验数据验证了整套系统实时采集的稳定性及可靠性,指出了本课题的不足之处和待改善的问题。
上传时间: 2013-04-24
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