风速是气象测量的一个重要要素，利用超声波进行风速测量现如今得到广泛的应用，技术已经很成熟。当超声波在空气中传播时，受到风速的影响，顺风和逆风情况下存在一个时间差，基于这个原理制成的时差法超声波风速测量仪表，具有精度高、可靠性强、集成度高等优势，并可以与雨量、湿度等测量仪表构成完整的移动气象站，与传统的机械式仪表、电磁式仪表相比，具有较强的优势，其关键参数是系统的测量精度。ARM作为32位的微处理器，具有丰富的片上资源，高达60M的处理能力，而且功耗很小，适合作为智能仪表的核心处理器。本文给出了基于LPC2132的风速测量系统，可以实现风速的测量、显示、精度调节以及与上位机之间的通信等功能。系统硬件电路包括ARM7处理器以及外围的模拟、数字电路，并采用模块化进行设计。这种思想大大简化了系统硬件电路设计的复杂性，增强了系统的稳定性与可靠性。软件部分根据超声波信号的特点，选用新型的构造包络的方法，在准确判断超声波到达时间的问题上有所改进。文章共分六个部分。第一章绪论介绍了超声波风速测量仪表的发展现状、本篇论文选题的目的和意义、所做的工作以及创新点。第二章介绍了超声波风速测量的基本原理。第三章是介绍基于ARM的超声波风速测量的系统的硬件设计。第四章是系统的软件设计。第五章是系统的误差分析。第六章是全文的总结以及就下一步的工作提出一些设想。关键词：ARM微控制器，超声波，时差法，风速测量
上传时间： 2022-06-18
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【摘要】：基于传统的方法在很多特殊场合：如带腐蚀的液体，强电磁干扰，有毒等恶劣条件下，测量距离存在不可克服的缺陷，超声波测距能很好的解决此类的问题。本论文主要对单片机超声波测距系统的原理，单片机的应用等进行了分析：对超声波的发生电路和接收电路，DS18B320温度采集电路，LCD显示电路，硬件制作和软件设计；对系统进行误差分析。【关键词】：超声波测距，单片机，DS18B20温度补偿，LCD显示，软件设计，误差分析。嵌入式系统无疑是当前最热门、最具有发展前景的IT应用之一。嵌入式系统的应用可以使传统的电子系统升级成为智能化的电子产品，使其成为具有“生命”的现代化智能系统。嵌入式系统一般应用于对实时响应要求较高的设备中，单片机作为嵌入式系统的核心部件，其应用使电子系统的智能化出现了意想不到的效果，常常无需对硬件资源做任何改动，只需更新系统软件就能使系统功能升级。现代社会中嵌入式系统无处不在，早已被应用在国防、国民经济、以及人们日常生活的各个领域，主要可以归纳为以下几个方面。（1）军事装备：各种武器控制（火炮控制、弹道控制、炮弹引信等），坦克、舰船、轰炸等各种电子装备，雷达、电子对抗、军事通讯装备等。（2）家用电器：各种家电产品，如数字电视、机顶盒、数码相机、VCD，DVD.可视电话、洗衣机、电冰箱、手机、智能玩具等。（3）工业控制：各种智能仪器仪表、数控装置、可编程控制器、分布式控制系统、工业机器人、机电一体化设备、汽车电子设备等。（4）商用设备：各种收款机、POS系统、电子秤、条形码阅读器、商务终端、IC卡输入设备、自动柜员机、防盗系统等。（5）办公用品：复印机、打印机、传真机、扫描仪、手机、个人数字助理（PDA）.变频空调设备、通信终端、程控变换机、网络设备等。6）医疗电子设备：各种医疗电子仪器，如 光机、超声诊断仪、心脏起搏器、监护仪器等，以及辅助诊断系统、专家系统等。单片机应用系统的设计包括单片机基本扩展、外围电路设计和程序设计、单片机应用系统开发环境、系统可靠性设计、电磁兼容性设计等内容。通常开发一个单片机系统的步骤如下：
上传时间： 2022-06-18
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摘要：设计并制作了以AVR单片机ATmegal6L为控制器的小型双足机器人、以AT89S52为MCU的51单片机实验板和UART串行通信接口等部分构成的硬件系统。根据具体硬件系统的特性，用C和C++语言开发了机器人串口调试软件与综合控制软件。实现了无线遥控或远程网络控制双足机器人完成前后行走、翻跟斗、跳舞，并由机器人变型成小车，以及小车的前后左右行驶，再由小车变型成机器人等功能。关键词：机器人；串口通信；无线通信；网络通信1.概述机器人技术是当今科学研究的热点之一，本课题设计并实现了一个以8位单片机为核心控制器的集串口控制、网络控制、无线通信控制于一体的双足机器人系统。完成了基本电路板的设计、机器人实体机构设计及制作、相应控制程序的开发设计及调试等工作。本设计的小型双足机器人系统包含以ATmegal6L为控制器的小型双足机器人、以AT89S52为MCU的51单片机实验板、nRF2401半双工无线通信模块、以PT2262/PT2272编码解码芯片的发送模块（遥控）和接收模块、UART串行通信接口等部分构成的硬件系统。软件系统包括：机器人串口调试上、下位机软件和机器人独立运行软件；51单片机下位机软件；本地服务器串口控制上位机软件与远程客户端控制软件。根据本系统要具备的功能进行系统的总体设计，可以将本系统分成三大部分来实现，包括：机械实体部分、硬件电路部分、软件程序部分。其中硬件电路又可分机器人电路和51单片机电路。机器人控制系统图如图1所示。
上传时间： 2022-06-18
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双足步行机器人（Biped Walking Robot）是一种仿人机器人，是移动式机器人领域中一类重要的仿生系统。双足步行机器人作为一种移动式机器人，它与轮式，履带式机器人相比有许多优点与优越性。由于双足步行机器人的行走具有独特的适应性和拟人性，其行走控制成为当今研究的热点。步行运动模式与运动控制是影响双足步行机器人技术进步的重要问题，也是双足步行机器人成功而有效地实现稳定步行的理论基础和技术关键。本文针对双足步行机器人步行模式生成与步行控制相关问题进行了研究，并在虚拟现实的实验环境中实现了机器人以给定步行模式的行走。取得的主要科研成果有：第一：基于平面倒立摆线性模型的双足步行机器人步行运动模式生成。本文对双足步行机器人的动力学模型进行了简化，采用平面倒立摆的线性化模型作为双足步行机器人步行模式生成的简化模型。设计了基于倒立摆线性化模型步行模式生成算法，对双足步行机器人前向行走，侧向行走与拐弯行走的腰部重心位置轨迹与速度轨迹进行了规划。对于双足步行具有双脚作支撑期的特点，本文采用了七次多项式插值，分两阶段对具有双脚支撑期的步行运动的腰部运动轨迹进行规划，实现了期望的运动模式。第二：基于小脑模型控制器的双足步行机器人逆运动学控制系统。本文针对双足步行机器人腿部逆模型求解问题，提出一种基于小脑模型连接控制网络CMAC（Cerebellar Model Articulation Controller）的机器人逆运动学控制方法。机器人腿部正运动学模型采用Denavit-Hartenberg方法进行建模，在建立双足步行机器人正运动学模型基础上，设计了基于CMAC的控制系统。系统采用两个CMAC直接控制机器人的腿部运动。两个CMAC逆模型控制器分别逼近步行机器人支撑腿与摆动腿的逆模型，实现了对腰部运动轨迹的跟踪控制。第三：基于虚拟现实环境的双足步行机器人行走控制实验。
上传时间： 2022-06-19
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本设计针对目前市场上传统充电控制器对蓄电池的充放电控制不合理，同时保护也不够充分，使得蓄电池的寿命缩短这种情况，研究确定了一种基于单片机的太阳能充电控制器的方案。在太阳能对蓄电池的充放电方式、控制器的功能要求和实际应用方面做了一定分析，完成了硬件电路设计和软件编制，实现了对蓄电池的高效率管理。设计一种太阳能LED照明系统充电控制器，既能实现太阳能电池的最大功率点跟踪（MPPT）又能满足蓄电池电压限制条件和浮充特性。构建实验系统，测试表明，控制器可以根据蓄电池状态准确地在MPPT、恒压、浮充算法之间切换，MPPT充电效率较恒压充电提高约16%，该充电控制器既实现了太阳能的有效利用，又延长了蓄电池的使用寿命。在总体方案的指导下，本设计使用STMSS系列8位微控制器是STM8系列的主流微控制器产品，采用意法半导体的130纳米工艺技术和先进的内核架构，主频达到16MHz（105系列），处理能力高达20MTPS。内置EEPROM、阻容（RC）振荡器以及完整的标准外设，性价比高，STMSS指令格式和意法半导体早期的ST7系列基本类似，甚至兼容，内嵌单线仿真接口模块，支持STWM仿真，降低了开发成本；拥有多种外设，而且外设的内部结构、配置方式与意法半导体的同样是Cortex-M3内核的32位嵌入式微处理器STM32系列的MCU基本相同或者相似。另外系列芯片功耗低、功能完善、性价比高，可广泛应用在家用电器、电源控制和管理、电机控制等领域，是8位机为控制器控制系统较为理想的升级替代控制芯片"261，软件部分依据PWM（Pulse Wiath Modulation）脉宽调制控制策略，编制程序使单片机输出PMM控制信号，通过控制光电耦合器通断进而控制MOSFET管开启和关闭，达到控制蓄电池充放电的目的，同时按照功能要求实现了对蓄电池过充、过放保护和短路保护。实验表明，该控制器性能优良，可靠性高，可以时刻监视太阳能电池板和蓄电池状态，实现控制蓄电池最优充放电，达到延长蓄电池的使用寿命。
上传时间： 2022-06-19
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0引言随着科技的迅猛发展，高科技产品替代人力的趋势越来越明显，和生活息息相关的例子就是远程无线抄表。作为居民，家家户户都要安装的水表，人工抄表的工作量大、时效慢、不能做到即时读取和状态检测，而远程无线抄表则能够做到实时状态检测和抄收数据，不需要工作人员亲临现场进行抄收数据，因此，效率大大提高。远程抄表系统的功能是能够实时地、可靠地计量水用量和对水表实施远程抄收数据。在此背景下，本文设计了基于SX1278水表端无线抄表控制器。1硬件设计1.1控制器特性SX1278收发器主要采用 LoRa远程调制解调器[1用于长距离扩频通信，不仅抗干扰性强，而且功耗低，适用于电池待机的收发电路。当SX1278工作在LoRa模式时，能获得超过-148dBm的高灵敏度，并集成+20dBm的功率放大器，通信距 5km.SX1278频率范围137 ~ 1020MHz，带宽7.8-37.5kHz，数据传输速率180bps ~ 37.5kbps，能够检测信号强度，并对数据进行CRC校验。片上采用 8位超低功耗单片机 STMBL 151G，通过SPI接口对SX1278进行初始化，并实现计水表计数和开关阀门。1.2电路设计1.2.1接收和发送电路选择开关由于SX1278是半双工收发器，因此收发数据时要进行模式切换。图 1所示为U1模拟开关，通过CTR引脚和Vdd引脚的高低电平来选择天线连接的是接收电路还是发射电路。当 Vdd为低电平，CTRL为高电平，RF1通RFC当Vdd高电平，CTRL为低电平，RF2接通RFC
上传时间： 2022-06-19
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本论文描述了以STC89C52单片机作为控制器，以射频技术为核心，基于复旦微电子公司FM1702SL模块设计的非接触式IC卡读写器，阐述了该系统的组成、工作原理以及相应的软硬件设计。然后介绍了Type A型常用的卡片Mifarel IC S50以及对应读卡器的设计方法和电路（使用专用的射频读卡集成芯片FM1702），并详细描述了系统各个模块的组成和原理，给出了天线的设计规范，并根据课题要求详细介绍了设计的一款Type A型读卡器的射频模块的实现方案。最后介绍了系统设计的软件部分，重点介绍了FM1702的主要特性（如防冲突、三重验证等）以及与Mifarel非接触IC卡通信等一些重要软件模块，并展示了实际测试的结果并证明了该读写器完成了基本功能，运行稳定可靠。关键词：STC89C52；FM1702：Mifarel；IC
上传时间： 2022-06-19
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首先对汽车前方障碍物的检测进行研究，了解到目前市场上主要通过毫米雷达和摄像头来实现该功能，介绍了两种传感器检测车辆方障碍物的工作原理.AEB系统中涉及到车辆的制动过程，由此推导出了制动距离公式。C-NCAP中对AEB系统的测试工况包括自车接近前方静止障碍物、匀速移动障碍物、匀减速移动障碍物三种车辆行驶工况，面对不同程度的碰撞危险，AEB系统采用部分制动和完全制动来进行避撞，开发出各种工况下对应的部分制动和完全制动安全距离模型。然后对于车辆前方碰撞危险程度的不同，为了增强AEB系统的工作效果，本文采用了两级预警和两级制动。为了应对三种不同行车工况，设计出了对应的预警控制策略和制动控制策略，同时设计了对应的预警控制结构图和制动控制结构图。并对于AEB系统中涉及到的相关参数值的选择进行了说明，开发出了AEB系统的控制器。最后对ADAS实验平台进行了介绍，主要包括该平台的功能、软硬件组成、性能指标、平台结构，以及如何在该平台进行相应的车辆模型建立。通过将AEB系统模型导入到ADAS实验平台，选择C-NCAP中对于AEB系统的测试工况进行仿真实验，实验结果衣明本文开发的AEB系统能实现车辆前方障碍物的避撞功能。
上传时间： 2022-06-20
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针对现有方法的不足，本文从太阳能光伏阵列的输出特性出发，针对光伏阵列本身具有非线性、时变性和无法建立精确的数学模型的特征，以及传统模糊控制与PID控制难以满足精度高、鲁棒性好的要求，提出了一种基于模糊PID控制的最大功率点跟踪控制策略，并采用升压斩波电路（Boost电路）实现MPPT功能本文首先介绍了太阳能光伏发电系统的组成和分类，分析了光伏阵列的工作特性，接着分析了Boost电路在光伏发电系统中的实现，最后概述了太阳能最大功率点跟踪的模糊控制策略中几种控制器的基本原理，利用Matlab/simulink进行仿真，分别搭建了PID控制器、模糊控制器以及模糊PID控制器的模型，将这几种控制器应用于光伏发电系统。仿真结果表明，模糊PID控制方法不仅能快速响应外界环境的变化、有效消除传统模糊控制下最大功率点处的振荡现象，而且弥补了在PID控制下系统调节过渡时间较长的缺点，使光伏系统始终工作在最大功率点，提高了光伏系统的效率。
上传时间： 2022-06-21
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化石能源日趋枯竭，核能发展受限，能源问题愈来愈成为全人类所不可避免的一个严峻挑战。光伏发电技术是太阳能利用的主要形式。基于提高太阳能转换效率的最大功率点跟踪（Maximum power point tracking，简称MPPT）的提出与应用为光伏发电系统的优化利用提供了坚实的基础。本文针对MPPT技术开展了细致的工作计划，完成了以MPPT控制器为核心的光伏发电系统设计和仿真，较好地解决了能量转换低下的问题。首先，总体介绍了光伏发电系统。其次，阐述了光伏发电系统基本原理。然后就MPPT控制器的实现部分-DCDC变换电路，阐述了电路CCM工作模式，利用两种方法对Buck和Boost电路进行了建模和仿真分析.Boost电路设计简便、可升压，且能够保证一直工作于CCM下，具有更实用的特点，更进一步地，说明了传统MPPT算法的实现原理和控制流程，仿真研究表明改进型变步长扰动观察法在光强变化时具有较好的跟踪控制性能，但是温度变化时跟踪效果差。针对传统算改进型扰动观察发法不能很好地响应环境的变化同时存在严重振荡，偏差较大的情况，提出一种人工智能控制方法--模糊控制法，进行系统分析，模糊控制规则确定以及FIS编辑器参数设置等，完成了系统的设计。最后搭建出光伏发电MPPT人工智能控制系统的仿真模型，设置相关参数。通过仿真结果的比较和分析验证了模糊控制法的有效性和可行性。
上传时间： 2022-06-21
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