随着我国工农业生产的发展和人民生活水平的提高,作为国民经济基础之一的电力行业取得了迅猛的发展,电力系统输配电的安全性和可靠性也越来越受到电力系统运行、管理和科研人员的关注。输电线路的各种事故是影响电力线路安全运行的重要因素之一。本文正是在这一前提下,在参考国内外大量文献及研究成果的基础上,设计实现了一套输电线路综合在线监测系统。 本文研制的输电线路在线监测终端通过测量线路的泄漏电流、分布电压、气候参数以及图像信息,并将数据进行采集、处理后,将数据发送到后台监控中心,达到对输电线路运行状况进行实时监测的目的,并以此为依据给出线路的评估信息提供给电力部门作为其安排检修的依据,可以大大减少电力部门的工作量并预防线路事故的发生。 针对本系统功能丰富、监测参数众多的特点,作者设计了基于ARM的数据采集与传输系统。通过对ARM资源的合理分配,实现了监测终端的数据采集处理功能。终端的数据传输功能由ARM和无线传输模块配合完成,实现了GPRS和GSM SMS两种数据传输方式。 本文是对输电线路综合在线监测终端数据采集与传输系统设计和研究工作的总结,本文内容主要偏重于监测终端硬件和软件的研究设计。论文在最后一部分对运行得到的数据也进行了分析、总结。 本文研制的输电线路综合监测终端已在在几条高压输电线路上挂网运行,运行结果表明系统各方面性能良好,满足设计要求。
上传时间: 2013-07-20
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随着当今生产力的发展和技术的进步,生产设备的自动化程度越来越高,传统的监控手段已不能满足生产自动化、智能化和网络化的需求。智能巡检终端作为生产安全的重要辅助设备,能在复杂环境下实现对多设备多信号量的实时采集和处理,可以作为解决生产设备安全运行的主要手段之一。近来年嵌入式技术以其强大的处理能力、高度的可靠性在微控制领域的应用越来越广泛。无线通信技术,特别是GPRS无线网络技术的快速发展。使互联网等宽带数据网络与无线通信网络实现互联,能够大大提高无线监控效率。在分析研究了当前国内、外设备巡检系统研究现状,并结合嵌入式技术和GPRS无线网络通讯技术的基础上,根据实际项目企业的具体生产要求,论文提出了一种基于GPRS无线通信技术与嵌入式技术的无线智能设备巡检系统。 本系统采用三星公司的ARM920TS3C2410芯片作为系统处理器,处理器从外部传感器采集到的相关数据,如:温度、湿度、压力等,通过SIM—300GRPS无线通讯模块的AT命令将数据通过无线网络传送到移动运营商GPRS网络中,然后将数据传送到生产监控中心(指定IP地址或域名)监控中心,监控中心可以通过专门软件对从各监控点传递的数据作出分析处理,并通过GPRS网络将相关控制命令反馈给各个监控点。 本课题主要工作集中在两个方面:一方面是GPRS无线收发设备硬件实现,在这一部分涉及到模块硬件功能设计、无线模块、嵌入式处理器的选型;另一方面是软件设计,给出了系统软件开发流程,完成了各模块的开发工作。研究和试验表明,该系统具有价格低廉、稳定可靠的特点,能满足远程无线数据传输的实际需求。
上传时间: 2013-06-01
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工程机械监控系统是利用计算机技术、现场总线技术、无线通信技术以及卫星定位技术对工程机械的运行状态、位置等进行监测,是一个既复杂又庞大的系统,涉及的领域广,而且由于其工作环境的特殊性,对系统的安全性、稳定性要求特别高。现在随着嵌入式技术的不断成熟与发展,高可靠性、小型化、人性化、网络化和智能化将是其发展方向。 本文采用底层单元控制系统、车载监控系统和远程监控系统三级网络总体结构,对起重机底层安全控制单元进行监控。在底层单元中引入CAN总线,研究基于CAN总线协议的Hilon A协议实现底层各单元的通信。中间层以S3C2410和Linux为核心,融合嵌入式技术,开发Qt.Embedded界面,对实时采集起重机的吊重、风速、仰角信号状态参数,以及通过计算比较判断是否发生异常的状态进行显示。最后研究了GPRS网络,完成远程数据传输和远程终端监控的通讯。 文中详细介绍了系统的各部分硬件设计,结合硬件平台实现了Linux操作系统的移植、引导加载程序BootLoader,构建了根文件系统。结合Linux操作系统平台,实现了CAN总线通信、GPRS通讯、PPP脚本拨号、Socket网络编程、LCD帧缓冲显示设备Framebuffer、触摸屏、A/D转换器驱动程序的开发,并通过嵌入式图形用户Qt/Embedded在嵌入式Linux平台上的移植,开发了友好的人机交互界面。
上传时间: 2013-06-30
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谐波带来的影响已经严重危及到电力系统的安全、经济、稳定运行。解决谐波污染的关键在于精确实时地确定谐波的成分、幅值和相位等因素。而今普通工业控制计算机已越来越不能满足系统运行的高效性、高实时性、高稳定运行性和高可靠性等要求,给谐波的测量带来误差,因而开发新一代基于ARM平台和嵌入式Linux系统的电力谐波检测装置来满足这些要求显得很重要。 同时,友好的图形界面也已经成为人们普遍关注的一个热点问题。电力谐波检测装置的图形用户系统更是存在着进程独立、网络通信能力、跨平台等特殊需求。在众多的图形用户界面软件中,因QT/Embedded具有跨平台、面向对象、能设计精美的人机界面等优点,系统便选取QT/Embedded作为支撑平台,并解决了QT/Embedded跨平台移植和中文化等问题。 因频谱泄露和栅栏效应以及系统基本频率的波动,普通的FFT算法不能准确测量谐波和间谐波成份。为了提高测量精度,本文先用频域插值法确定系统的基本频率,以及插值多项式方法重构时域采样信号,接下来用FFT计算整数次谐波成份,以及频域插值方法计算间谐波成份。 系统选用长沙科瑞捷机电有限公司提供的基于ARM处理器的SAM7430模块,在此基础上开发谐波检测软件,包括数据采集、FFT分析以及界面显示程序。经初步调试系统工作稳定可靠,具有一定的实用参考价值。
上传时间: 2013-08-02
上传用户:lijinchuan
随着科学技术的进步,电脑互联网的普及,传统粮仓人工监控的方式正在被更加方便和高精确度的检测控制系统所替代。在单机局部检测控制的基础上,利用互联网技术将整个粮仓测控系统集成在一起,通过网页访问方式,粮仓管理人员能够更快更好地了解粮仓具体环境指标,各项温湿度,气体含量并通过控制电机等方式对环境各参数进行控制。 本文提出并设计了一套以ARM嵌入式开发板为核心的现代粮情测控系统。嵌入式粮情测控系统在传感器采集到信号,进行处理后,将数据显示在网页和嵌入式开发板液晶屏上,通过TCP/IP协议,使用IE浏览器就可以在线查看实时数据,并且可以保存和打印数据,另外还可以通过网页控制电机等设备工作。该系统硬件平台使用ARM9微处理器S3C2410,以核心板和底板的方式组成,可以采集多路模拟和数字信号;支持标准RS232接口和USB通信接口;采用液晶显示屏和触摸屏的人机交互接口,为操作人员提供了良好的监控界面;软件系统使用嵌入式Linux操作系统,通过交叉编译模式,使用C语言编写移植传感器驱动和电机控制程序,使用Boa嵌入式WEB服务器和SQLite数据库搭建远程监控系统,使用MiniGUI图形软件系统编写了终端界面程序,完成了人机交互界面的设计。 本文第一章综合介绍了课题研究背景及嵌入式粮情测控系统的设计方案。第二章概述了嵌入式粮情测控系统的设计,包括嵌入式系统的特点及其软硬件组成部分,以及系统设计中选用的各种传感器及电机驱动器等。第三章详细阐述了嵌入式粮情测控系统的实现,包括嵌入式系统软件开发流程,传感器和电机的驱动及控制程序,以及嵌入式WEB远程监控系统的设计实现。第四章介绍了MiniGUI软件界面的设计以及应用程序的设计。 论文最后对本课题的完成情况做了总结和评价,并且为本课题的发展提出了建议。
上传时间: 2013-04-24
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随着现代工业的发展,人机接口在工业生产以及社会生活中发挥着越来越重要的作用,同时,人机接口的各项技术问题也日益凸现出来,越来越受到世界各国的关注。 本课题就基于便携式仪表人机接口的设计开展研究。设计的关键步骤包括:人机接口的软硬件设计、实验系统的搭建以及在一条天然气管道上进行管道检测实验,验证人机接口的实用性。 论文中介绍了人机接口技术的发展过程与现状、人机接口系统的软硬件详细设计。人机接口硬件包括:ARM处理器控制核心、通信接口电路、LCD显示接口电路、USB接口储存电路;软件包括人机接口的底层软件与应用软件。在实验过程中,首先获取一段有裂纹的天然气管道,接着使用自行设计的采样模块检测磁场信号,通过串口将数据发送到人机接口平台,人机接口平台使用嵌入式Linux作为操作系统,使用Qt程序在LCD上显示实时曲线。而后人机接口将数据存储在闪盘中,同时使用一系列算法程序对数据进行处理,最后利用检测到的漏磁场法向分量HP(Y)的具有显著特征的最大梯度值的位置来判断裂纹的位置,再与实际的裂纹位置对比,得出可行性结论。经过大量的实验,该系统可以很好的实现检测目的,验证了人机接口的实用性。
上传时间: 2013-06-28
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本文简单介绍了脉冲式激光测距原理、相位式激光测距的原理及相位测量技术。根据课题的要求,给出了电路系统设计方案,选择了合适测相系统电路参数,分析了调制波的噪声对系统的影响,计算出能满足系统精度要求的最低信噪比,对偶然误差、信号变化幅度大小、零点漂移和电路的相位延迟等原因引起的测量误差,提出了具体的解决措施,这些措施提高了数字检相电路的测相精度和稳定性。 根据电路系统设计方案,着重对混频电路、整形电路和自动数字检相电路进行了较为深入的分析与讨论,其中自动数字检相电路采用大规模可编程逻辑器件FPGA实现。 文中述叙了利用FPGA实现自动数字检相的原理及方法步骤,分析了FPGA实现鉴相功能的可靠性。根据设计要求,选择合适的FPGA逻辑器件和配置器件,使用QuartusⅡ软件开发可编程逻辑器件及VHDL编程,给出了用QuartusⅡ软件进行数字检相测量的系统仿真结果和混频电路、比较电路、数字检相电路的实验结果,对在没有零角度位置标志信号和没有允许计数标志信号条件下的实验结果的精度进行了分析。根据误差结果分析,提出了下一步研究改进的措施和思路。
上传时间: 2013-07-25
上传用户:天涯
TCP/IP协议作为Internet上的通信实现方式的一种,是近年来嵌入式应用领域的一个研究热点。嵌入式设备要与Internet网络直接交换信息,就需要支持TCP/IP协议。嵌入式系统具有内核小、专用性强、系统精简、实时性高、功耗和环境要求严格等特点,所以传统的TCP/IP协议不适合移植到嵌入式系统中。实现嵌入式系统网络接入有两种选择,第一种是按照TCP/IP协议的原理编写简化版的通信协议;第二种是将已有小型的,适用于嵌入式系统的网络协议移植到系统中。 首先本文简要介绍了嵌入式网络协议的研究现状和研究内容,分析了LwIP协议栈中IP协议、TCP协议、UDP协议和ICMP协议的原理。由于LwIP没有使用和操作系统相关的系统调用和数据结构,所以在LwIP和操作系统之间增加了一个操作系统封装层为操作系统服务。LwIP不仅保持了TCP协议主要功能,而且减少了对RAM的占用。 其次,移植中实现了操作系统模拟层和LwIP底层接口。操作系统模拟层为协议和操作系统提供了一个接口,使协议对操作系统透明,可以不依赖操作系统运行,需要实现信号量、邮箱、线程和临界保护。LwIP底层接口为不同的硬件提供不同的驱动程序,需要实现系统初始化、网卡初始化、线程接收、数据包的读取和发送。 最后提出测试设计框架,在ARM开发板和μC/OS-Ⅱ操作系统上对移植的协议进行测试。测试结果表明,移植协议可以正常工作,实现了基本的网络功能。
上传时间: 2013-07-11
上传用户:iswlkje
超声波电机(Ultrasonic motors,简称USM)是一种全新原理的直接驱动电机,它利用压电陶瓷逆压电效应激发的超声振动作为驱动力,通过定转子间的摩擦力来驱动转子运动。与传统的电磁电机相比,它具有低速大转矩、无电磁干扰、动作响应快、运行无噪声、无输入自锁等卓越特性,在非连续运动领域、精密控制领域比传统的电磁电机性能优越得多。超声波电机在工业控制系统、汽车专用电器、精密仪器仪表、办公自动化设备、智能机器人等领域有广阔的应用前景,近年来倍受科技界和工业界的重视,成为当前机电控制领域的一个研究热点。 本文主要以行波型超声波电机的驱动控制技术为研究对象,引入嵌入式系统理念,设计并制作了超声波电机的驱动控制系统,并对超声波电机的速度与定位控制做了深入的研究。本文主要研究内容及成果如下: 介绍了超声波电机的工作原理、特点及其应用前景,总结了国内外超声波电机驱动控制技术的发展历史和研究现状,以及今后我国超声波电机驱动控制技术的发展方向,明确了本文的研究内容。 结合嵌入式系统特点及其开发方法,详细介绍了超声波电机嵌入式驱动控制系统的硬件和软件设计过程,并总结了硬件、软件的调试过程。最后,对所设计系统性能进行了实验测试和数据分析。 采用DDS技术解决超声波电机所需要的高频驱动电源和数字控制的问题。本文设计的以ARM控制器为核心,频率、相位、幅值均可调的双通道信号发生器,具有频率和相位差控制精度高的特点。 本文介绍了速度与位置的常用控制策略。设计并搭建了基于增量式PID的速度和基于模糊PID的位置控制系统。速度控制采用增量式PID调节,其控制策略简单、易行,通过实验选择合适的参数能适应一般的控制精度要求。定位控制则采用模糊PID控制策略,该策略将模糊控制不需要精确的数学模型、收敛速度快的特点与PID简单易行、能消除稳态误差的优点相结合,改善了模糊控制器稳态性能,使电机定位控制精度达到0.0880。
上传时间: 2013-07-16
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针对现代中低压电网电能质量的监测及谐波治理的需要,论文综合运用嵌入式技术、现代信号处理技术、虚拟仪器技术设计了一种新型低功耗、集成化的电网参数监测仪。此系统实现了对三相电网相/线电压、电流、有功功率、无功功率、视在功率、电网频率、功率因数以及三相电压、电流的31次以内谐波的实时监测。 论文分析了基于微处理器的电力系统基本参数的测量原理;对被测信号的交流参量通过抽样方法获得,由多点的抽样数据统计得到的结果可以减小随机误差的影响;基于DFT和FFT的谐波测量原理,将FFT应用于谐波分析获得信号的频域参数;针对谐波测量中的混叠误差设计了二阶抗混叠滤波器;分析了非同步采样和对非时限信号的截断造成的频谱泄露和栅栏效应及其对谐波测量精度的影响。讨论了常用的几种窗函数对频谱泄漏的抑制作用,在此基础上选择加海明窗对采样信号进行处理;针对DDS具有高精度频率合成的特点,将其应用到电网信号的采样上,提高了采样的同步性,使得测量精度满足了系统的要求。上述方法需要大量快速的迭代运算,系统微处理器选用了32位ARM芯片LPC2132,提高了系统的数据处理能力和实时性。系统供电电源采用了开关电源、减小了体积,提高了效率;完成了下位机数据采集部分、二阶抗混叠滤波器、测频电路及通信模块电路的设计;最后介绍了软件设计部分,主要包含了数据采集的实现过程,FFT程序的设计,给出了各部分程序的流程图;系统上位机软件设计了电网数据处理程序,该软件以LabWindows/CVI6.0为开发平台,利用CVI丰富的库函数,完成对数据的处理、显示和记录等工作,并采用双线程运行模式,在数据采集和处理的同时完成了显示、命令的发送和运行曲线等功能。 按上述方案设计的样机经过三次电路制作与软件调试,主要技术参数达到了设计要求,通过了实验室测试,目前正在电力系统谐波治理系统中进行工业实验。
上传时间: 2013-04-24
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