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工业设计

工业设计(industrialdesign),简称ID。指以工学、美学、经济学为基础对工业产品进行设计。
  • 基于ARM和DSP的红外热像下渣检测系统研究与设计

    在钢铁制造工业中,高温熔化状态钢水中的钢渣检测问题是一直以来未能很好解决的难题,钢渣是钢铁冶炼过程中的副产品,钢渣本身会直接降低铸坯质量进而影响生产出的钢材质量,另外钢渣也会破坏钢铁连铸生产连续性给钢厂效益带来负面效应。因此连铸过程中钢渣检测是一个具有较大生产实际意义的研究课题。 本文以钢包到中间包敞开式浇注过程中,保护浇注后期移除长水口后浇注过程中的钢水下渣检测为研究对象。在调研了国内外下渣检测技术与下渣检测设备的应用情况后,提出了一套将嵌入式技术与红外热像检测技术相结合的钢水下渣检测系统的解决方案,并搭建了系统的原型:硬件系统平台以红外热像探测器为系统的传感器,以ARM7嵌入式微处理器与DSP数字信号处理器为系统运算处理核心;软件系统平台包含基于在ARM7上移植的μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系统构建的嵌入式应用程序,以及基于DSP各类支持库的嵌入式应用程序。该下渣检测系统设计方案具有非接触式检测、低成本、系统自成一体、直观显示钢水注液状态、量化钢渣含量等特点,能够协助现场工作人员检测和判断下渣,有效减少连铸过程中钢包到中间包的下渣量。 本文首先,介绍了课题研究的背景,明确了研究对象,分析了连铸过程中的钢水下渣问题,调研了现有的连铸过程中钢包到中间包的钢水下

    标签: ARM DSP 红外热像 检测

    上传时间: 2013-05-25

    上传用户:断点PPpp

  • 基于ARM和Linux的超高频读写器设计与实现

    UHF(Ultra High Frequency,超高频)RFID(Radio Frequency Identification,射频身份识别)技术是近几年刚刚开始兴起并得到迅速推广应用的一门新技术。该技术已被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多领域。但是,基于超高频频段读写器的研制在我国尚处于起步阶段,传统的超高频读写器都是在单片机的基础上实现的,这类读写器很难实现复杂的多任务功能;随着经济的飞速发展,能够与网络互联并且带有操作系统的超高频读写器越来越受人们的青睐与追求。针对这些问题,本文设计并实现了一种基于ARMS3C2410微处理器和Linux操作系统的超高频读写器,主要内容有: (1)分析了射频识别技术的发展历程和前景,以嵌入式技术为研究背景,结合软硬件开发平台,给出了一种基于ARM和Linux的超高频读写器设计思路,指出了选题研究的目的和意义。 (2)阐述了超高频读写器的原理及其应用,分析了读写器和标签之间进行数据传输时所用到的相关技术;在给出超高频读写器主要技术性能指标及功能要求的基础上给出了基于ARMS3C2410和Linux超高频读写器系统的总体设计,同时对系统构建过程中所用到的软硬件进行了器件选型。 (3)实现了超高频读写器系统硬件电路的模块设计,主要包括主控电路模块、存储电路模块、电源模块、以太网模块、液晶显示模块以及射频收发模块;阐述了各模块的组成原理与实现方法,完成了硬件电路的原理图绘制及PCB制板。 (4)根据系统的软件需求,构建了一个进行嵌入式开发所需的软件平台。建立了交叉编译环境以及NFS开发调试环境;移植了系统启动所需的引导程序bootloader;实现了嵌入式Linux操作系统内核、文件系统的配置与移植;给出了Linux系统下典型设备(触摸屏、网络接口、LCD)驱动程序的移植方法。 (5)结合实验测试环境,对超高频读写器输出功率,读写器发送命令以及标签应答波形进行了测试与分析;对读写器的整机性能进行了联机测试,给出了读写器系统的实际运行效果图,同时对测试结果进行了总结。 实际应用结果表明,基于ARMS3C2410微处理器和Linux操作系统的超高频读写器能够实现接入网络的功能,其读写速度、识别率以及识别距离等技术性能指标均达到或优于设计标准要求,该读写器在与PC机连接的情况下能进行数据处理,样机系统运行稳定可靠,达到了预期的设计目标。

    标签: Linux ARM 超高频 读写器

    上传时间: 2013-07-25

    上传用户:saharawalker

  • 基于ARM的开关磁阻电机驱动系统设计

    开关磁阻电机是电机技术与现代电力电子技术、微机控制技术相结合的产物,既具有结构简单坚固、成本低、容错能力强,耐高温等优点,又在高度发展的电力电子和微机控制技术的支持下获得了良好的可控性能,目前己经在多个工业部门得到应用。因此,开关磁阻电机在驱动调速领域有着良好的发展前景。本论文在对前人成果的广泛了解和研究基础上,以philip公司生产的LPC2101为主控芯片,充分利用其高速运算能力和面向电机控制的高效控制能力,设计并制作了SRM控制器与系统软件。本文以开关磁阻电机的调速控制策略及其控制实现方法为主要研究内容,对开关磁阻电机的数学模型、功率变换器技术、控制策略、控制方案的实现进行了全面深入的研究。 全文的研究工作分为五个部分,第一部分介绍了开关磁阻电机调速系统的构成及基本工作原理,综述了开关磁阻电机的国内外发展现状、特点及研究动向,总结了开关磁阻电机系统存在的技术问题,提出了本文的研究目的和主要研究内容。 第二部分引用并讨论了SR电动机的基本数学模型和准线性数学模型,然后基于此重点分析了与电动机运行特性密切相关的相电流波形与转子角位移的函数关系,最后根据课题所关心的控制系统设计,在理论分析的基础上提出了SR电动机控制方案并进行了原理性分析,对SR电动机各个运行阶段的特点进行分析并初步提出控制方案。 第三部分对SR电动机调速系统的硬件设计进行了详细说明,主要包括以LPC2101为核心的控制系统的研究与设计,根据SR电机的控制特点,尽可能地开发了LPC2101的硬件资源和软件资源,使控制系统具有很高的控制精度和灵活性,然后对功率变换器进行了设计和制作,分析了各种主电路形式的优缺点,采用了新型IGBT功率管作为主开关元器件,使功率变换器结构得到简化,设计了IGBT的功率驱动电路,并专门设计了电压钳位电路和诸如过压、过流保护等保护单元,保证了整个系统安全可靠地运行,然后分析了SR电动机控制系统位置传感器检测电路设计、电流及电压斩波电路设计、电流检测及保护电路设计等。 第四部分主要介绍了系统的总体控制思想,分析了各个运行阶段的控制策略,对控制策略的软件实现进行了设计,并给出了软件实现的具体流程图,直观地体现了软件编程思想。最后,对系统进行了实验研究及分析。目前,该控制系统已调试完毕,基本实现预期功能。 本文对以ARM为控制核心的开关磁阻电动机控制系统进行了研究,得出了基于有位置传感器检测的控制方案。针对SR电机的控制特点,充分利用了ARM的硬件资源,采用PID数字调节,发出相通断信号和PWM信号,并和电流、电压等保护信号相结合,实现对主功率元件的通断控制。并且设计了相应的外围硬件检测、保护、控制及人机接口电路,使控制系统结构紧凑,可靠性高;系统的控制软件设计,采用模块化的程序设计方法,增强了系统的可读性及可维护性,实现了一种电压斩波和电流斩波控制相结合的控制方式;结合系统的硬件设计,开发了相应的软件模块,使系统具有完善的保护和控制性能。 本系统经过试验,调速范围可达100~2000转/分,效率较高,性能优良,验证了控制思想和控制方法的正确性。

    标签: ARM 开关磁阻 电机驱动 系统设计

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:独孤求源

  • 基于ARM平台及短消息的多点温度监测系统设计

    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。

    标签: ARM 多点 温度监测 系统设计

    上传时间: 2013-07-08

    上传用户:feichengweoayauya

  • 基于ARM嵌入式Linux的网络化监控采集系统的设计与实现

    目前,嵌入式系统在工业控制和智能家电等众多领域得到了广泛的应用。但同时大量的嵌入式应用也对嵌入式设备的性能和功能提出了更高的要求。随着国内嵌入式应用领域的发展,ARM芯片以其高性能、低功耗、低成本的优势获得了广泛的重视和应用。嵌入式Linux是在标准Linux基础上,经过适当地简化(裁剪),然后加入一些特定的功能,形成的一个精巧的、高效的、满足特定应用需求地专用(定制)操作系统,它具有用户可裁剪、可配置的特点。在各种嵌入式操作系统中,嵌入式Linux凭借其内核结构优良、功能强大、高性能、稳定性好以及源代码开放等方面的优势,成为了嵌入式系统领域应用中的技术热点。本论文设计了以嵌入式微处理器和嵌入式操作系统为核心的系统,并在这个平台上实现了应用软件,构建了一个嵌入式的数据采集和发布系统,可以对设备数据进行串口采集,并利用因特网进行发布和控制操作。 为了实现这些功能,本文选用了Cirrus Logic公司的EP9302(ARM920T)作为系统的核心,以源代码开放的经过裁剪配置的嵌入式Linux为软件平台,设计了应用软件的设备数据采集、数据分析、数据交换网关模块,实现了网页服务器GoAhead移植,并完成了GoAhead服务器支持的自己的ASP页面以及后台函数的编写,并在此基础上研究了系统为保证可靠性而采取的一些措施。在整个系统的设计过程中充分发挥了嵌入式Linux的可移植性好、源代码公开、开发成本低的优点,解决了软件移植和设计编写、提高系统可靠性等的一系列关键性问题。 本嵌入式系统采集平台的用途是实时采集被监控设备的当前运行状况信息,使用户能够远程通过网页浏览器及时掌握被监控设备的运行状况,在必要时刻根据需要能够对设备进行相关控制操作和设置相关运行参数,以便能够控制被监控设备的运行方式。本论文设计的嵌入式数据采集、发布系统可以在类似远程数据控制的系统中得到广泛应用。

    标签: Linux ARM 嵌入式 网络

    上传时间: 2013-05-27

    上传用户:kgylah

  • 基于ARM嵌入式工业控制器设计

    近年来,伴随着PC及微处理器的迅速发展、软件资源的丰富,嵌入式系统成为研究与应用的热点。嵌入式系统是一种面向具体应用的将底层硬件、实时操作系统和应用软件相结合的专用计算机系统。其广泛应用于控制领域、消费电子产品等行业,己成为现代电子领域的重要研究方向之一。 本文结合课题实际需要与当前的控制器发展趋势,构建和开发基于ARM和μC/OS-Ⅱ实时操作系统的嵌入式通用控制器应用平台.在分析ARM内核处理器的基础上,自主开发以PHILIPS公司LPC2880芯片为核心的嵌入式通用控制器的硬件平台。根据嵌入式控制器的实际应用要求设计了相应的应用模块,主要包括:串口模块、存储器扩展模块、液晶显示和键盘模块等。并完成了各个功能模块的接口函数,创建了应用函数库,为后面的代码应用和移植提供了方便。在对电机驱动控制原理的学习掌握基础上,开发出基于L297/L298芯片的步进电机驱动器及基于LMD18200芯片的伺服电机驱动器。为实现控制器与PC机的通讯,确定了USB2.0通讯接口作为主要通讯方式,详细分析了通用串行总线的软硬件特点,根据LPC2880芯片特点实现嵌入式USB主机模式的通讯方式,并给出了它和主控制器的连线原理图以及USB主机的系统软件框架。 嵌入式实时操作系统是嵌入式系统应用软件开发的支撑平台,通过对现在常用的几种嵌入式操作系统的综合比较,选择μC/OS-Ⅱ作为本系统的RTOS。详细分析了μC/OS-Ⅱ内核工作原理,改进了中断和时钟处理的不足。成功的将μC/OS-Ⅱ系统移植到ARM微处理器中,并通过相应的开发工具,对移植系统进行模拟调试和功能测试。结果表明,设计的嵌入式通用控制器平台基本达到预期目标.

    标签: ARM 嵌入式工业 制器设计

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:天涯

  • 基于ARM9 和CPLD 的输入输出系统设计

    介绍了一种基于ARM9 和CPLD 架构的嵌入式输入输出系统的软硬件设计。系统以工业级EP9315 为核心,扩展了LCD、触摸屏、以太网、串口和USB 等控制接口;以MAX2_EPM240为核

    标签: ARM9 CPLD 输入输出 系统设计

    上传时间: 2013-05-27

    上传用户:pwcsoft

  • 基于ARM的嵌入式家庭网络监控系统设计

    随着嵌入式技术的发展,嵌入式系统被逐步应用到诸如工业控制,汽车电子设备,移动通信设备,PDA,GPS卫星定位系统和信息家电等社会各行各业之中,现在已经成为信息发展的主流技术之一,在国民经济发展中起着举足轻重的作用。 由于信息化的普及,家庭中的电脑、信息家电、通信终端越来越多,使用管理它们也变得越来越麻烦。如何更有效地发挥这些设备的作用,提高居家生活的智能化和方便性,如何更便利的互联和协同工作,已成为现代人生活乃至办公的重要问题。这些问题的出现导致了家庭网络的出现,家体网络技术已经成为各大IT企业研究开发的重点。 本论文分析了家庭网络和信息家电的发展情况,以实用、简便为原则设计了一个家庭网络监控系统。此系统以ARM7的S3C44BOX开发板为硬件平台,以uClinux作为嵌入式操作系统,实现对家庭网络中的信息家电进行监控,使用户能够了解家庭中信息家电的工作状况,对信息家电进行控制,来达到对信息家电有效管理、方便用户使用家中的家电的目的。 论文中家庭网络监控系统主要由web服务器、家庭网络服务器和家庭网络组成,实现家电控制、状态查询、信息家电状态报告、注册、注销、统一开关机等功能。本设计的家庭网络监控系统由于使用了RS485总线式网络来组建家庭网络,使得该系统组网方便,在价格上有一定优势,而且硬件是基于ARM开发板平台,体积较小,所设计的家庭网络协议很好的满足了家庭网络监控需求,协议也很简单,处理方便。由于此家庭网络监控系统实现了家电注册、注销功能,使得该系统能够及时检测到家庭网络中的家电的增减情况。总之,本家庭网络监控系统体积小、简单、经济、多功能,方便家庭网络中信息家电的增减,具有较高的实用价值,适合于普通百姓家庭之中使用。

    标签: ARM 嵌入式 网络监控

    上传时间: 2013-07-31

    上传用户:01010101

  • 基于ARM的嵌入式温度控制系统的设计

    温度的测量和控制在工业生产中有广泛的应用,尤其在石油、化工、电力、冶金等工业领域中,对温度的测量和监控是非常重要的一个环节,温度参数是工业控制中的一项重要的指标。 本文主要研究了基于ARM9架构的嵌入式Linux系统在工业领域中各种炉温控制场合中的应用。目前控制方案主要是采用传统的PLC和单片机进行控制。PLC主要是针对单项工程或者重复数极少的项目,灵活性相对不足,并且体积大,成本相对较高;而单片机主要用于小型设备的控制,具有成本低,功耗低,效率高的特点,但可移植性较差。为了适应信息产业的发展,新技术革新以及产业的专业化现代化的发展,本文针对PLC和单片机控制的优缺点和应用场合提出了采用ARM9嵌入式微控制器AT91RM9200和Linux操作系统相结合的嵌入式温度控制系统,具有系统扩展性强、可靠性高、响应速度快、体积小等特点,为用户提供了一种新型的控制方案。 本文首先论述了嵌入式操作系统的组成,接着设计了温度控制系统的硬件系统,主要包括CPU模块、模拟电路模块、存储模块和通信模块四个部分:在对温度控制系统的软件部分的设计中,主要是针对Boot-Loader的移植、Linux内核移植、根文件系统的定制、驱动程序的编写和应用程序的编写五部分进行设计。 系统功能主要是循环采集AD通道数据,上传AD数据到服务器,接收服务器下发的控制数据包,记录日志等。通过在线运行测试,该系统稳定可靠,采集和控制效果良好,可有效降低了生产成本和工人的劳动强度,为安全生产提供保证。

    标签: ARM 嵌入式 温度控制系统

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:ma1301115706

  • 基于ARM的嵌入式无线ZigBee网关的设计与实现

    ZigBee是近年来出现的一种新型无线通信技术,其具有近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的特点,在家用系统控制、楼宇自动化、工业监控领域具有广阔的市场空间。ZigBee的物理层和数据链路层由IEEE802.15.4工作组制定,高层(网络层、数据安全性及互边互通应用)由ZigBee联盟负责。 随着ZigBee技术在工业现场应用,越来越多的ZigBee设备终端将出现在工业现场,这就提出了将这些ZigBee设备与传统的以太网连接起来要求,为此需要设计一个无线的ZigBee网关来进行数据转发,因此对ZigBee网关的研究和设计具有重要的意义。 本系统选用基于ARM 920T内核的S3C2410作为ZigBee网关的主处理器,并且选用符合802.15.4标准的CC2420作为ZigBee网关的无线收发器。为了降低开发成本以及方便程序升级,网关选用开源嵌入式Linux操作系统,基于2.6.内核进行开发。本文主要对网关软件部分进行了深入研究。软件部分主要由2个程序组成:无线收发器的驱动程序和网关程序。其中网关程序主要包含Zigbee协议栈模块和网关通信模块。开发和测试主要语言采用标准C语言,驱动部分测试部分采用Bash脚本。 本文首先介绍了无线通信的背景知识和ZigBee协议栈,然后详细阐述了采用Linux来进行无线收发器驱动程序设计的关键点,同时对基于Linux的嵌入式ZigBee网关协议栈进行了移植,并且给出了ZigBee网关通信程序的设计方法以及程序的编译、调试和测试方法,实现了将ZigBee设备的数据及其状态转发给上位数据服务器的过程,最后还提出了作者对未来工作方向的一些改进思路和方法。

    标签: ZigBee ARM 嵌入式无线 网关

    上传时间: 2013-07-17

    上传用户:cuibaigao