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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半导体技术的迅猛发展使得微控制器集成度越来越高,计算速度越来越快,价格和功耗越来越低。近年来异军突起的一些32位ARM微控制器工作主频高达几百兆,很好的解决了困扰工程师们的实时性问题。 随着计算机、通讯和控制技术的发展,工业控制系统正在朝着网络化、分布化的方向发展。现场总线既是一个开放通信网络,又是一种全分布控制系统。现已广泛应用于多个工业领域。CAN总线即是现场总线的一种,它主要应用于各种设备检测及控制,被公认为最有前途的现场总线之一。 本文基于ARM微控制器AT91RM9200,开发了一套带有CAN总线接口的海洋气象要素观测系统。该系统可以挂接多个CAN总线传感器节点,同时还具有以太网、USB、RS232、RS422、RS485等多种通信端口,并且可靠性高、抗干扰能力强。CAN总线传感器节点,由传感器、微处理器芯片(内嵌CAN控制器)和CAN收发模块组成,可以独立完成某一项或多项气象要素的数据采集,同时还能实现与CAN总线的数据交换。 论文首先介绍了海洋气象要素观测系统的总体设计,接着介绍了传感器节点的CAN总线实现方案,然后详细阐述了以AT91RM9200为核心的开发平台的硬件组成及实现,并以此硬件平台为基础,详细的论述了嵌入式Linux开发流程以及移植到具体硬件平台需要完成的工作,如U-BOOT的移植、Linux内核的编译与裁剪、文件系统的制作、驱动程序的编写、以及应用程序的开发。
上传时间: 2013-05-20
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自动气象站是一种应用于气象部门能自动收集、处理、存储和传输气象信息的设备。数据传输包括有线和无线两种方式,但有线难以满足自动气象站成本,维护,效率要求,随着通用分线无线业务GPRS(General Packet Radio Service)发展成熟,因具有成本低、速度快、永久在线等特点被选用作为自动气象站的数据传输部分。 本文以基于ARM和Linux及GPRS的自动气象站系统为研究对象,以操作系统,计算机体系结构,编译原理,数据结构,软件工程等理论为基础,构建了ARM处理器、嵌入式Linux操作系统、GPRS通讯模块的自动气象站系统。实现了以ARM处理器为主控制器,Linux为操作系统,应用程序进行数据收集,分析,处理,存储,并通过GPRS进行数据传输等功能,并验证了它应用在气象领域的可行性。系统以32位高性能微处理器ARMATMEL9263为硬件核心,以BENQ M23为GPRS模块,在分析GPRS组网方案基础上根据实际情况选择了适合本课题,的公网固定IP方式组网方案,实现终端设备无线连接到Internet进行气象数据传输。以嵌入式操作系统Linux为软件平台,在Linux的交叉编译工具和串口环境下进行应用软件开发。通过设计自动气象站系统硬件和软件,实现终端和上位机的连接,很好地解决了终端的网络连接、网络检测和数据收发问题。 课题通过具体实验测试,各项性能指标已达到设计要求,成功地实现了远距离气象数据传输,为自动气象站提供了一种新型的可靠的无线传输模式。
上传时间: 2013-07-01
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随着城市高层建筑的发展,建筑的消防安全性越来越引起人们的重视。火灾报警系统是建筑自动化系统中重要的组成部分,它利用各种探测器来检测火情,对火灾的发生进行及时准确的报警,并控制各种灭火设备进行自动灭火和对相关设备进行联动控制。传统的火灾报警系统采用微机中心处理方式,每个控制中心处理2000至8000个探测单元的信息,系统的实时性与稳定性的提升受到控制中心的数据处理能力和网络通信速率的限制。 基于这一现状,本文提出了基于ARM与uC/OS-Ⅱ的网络火灾报警系统。将控制中心的数据处理任务交由各控制单元,引入嵌入式操作系统对任务进行管理,同时引入TCP/IP协议栈实现网络功能,利用Internet来进行信息传输。 本文设计了基于ARM的控制单元硬件平台,并进行了硬件模块测试。ARM作为32位RISC芯片的领导者,具有很高的处理能力,同时其成本较低,十分适用于作为系统中的控制单元,从硬件上保证了系统的数据处理能力与火灾报警的实时性。 在软件上,本文移植了uC/OS-Ⅱ作为系统的软件平台,编写了启动与移植相关代码,并做了移植测试。uC/OS-Ⅱ作为开源的嵌入式实时操作系统,拥有极为精简的内核和出色的实时性与可靠性,作为控制单元的操作系统平台对任务进行管理与调度,从软件上保证了系统的稳定性与可靠性。 最后,本文在ARM和uC/OS-Ⅱ的基础上实现了网络协议栈LwIP的移植,进行了计算机通信测试。网络协议栈的移植使控制单元通过Internet完成信息的传输与控制,提高网络的扩展性与健壮性,同时摆脱了专用网络的传输速率与范围的限制。 本文研究的系统具有分布智能化的特点,多个嵌入式控制单元取代了控制中心火灾信息处理,降低了中心数据处理压力和网络通信压力,平行的网络结构提高了系统的稳定性,个别控制单元故障不会引起整个系统的崩溃,为基于这一思路的火灾报警系统建立了一个完整的软硬件平台。
上传时间: 2013-04-24
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集中抄表系统是一个集现代化管理、计算机应用、现代通讯技术、自动控制、信息等多学科技术于一体,实现电力营销监控、电力营销管理、营业抄收、数据采集和网络连接等多种功能的一个完整的系统。 本文设计了基于GPRS与ARM技术的集抄系统,充分利用GPRS通信实时在线、按流量计费、高速传输的优点。本系统采用的是华为的GTM900-B模块,适用于小数据量传送的场合,用户无需实现PPP协议也可实现数据传输功能。基于GPRS与ARM的集中抄表系统包含三个主要的组成部分:基于.NET平台的系统管理中心(主站),基于GPRS的通信网络和基于ARM平台的终端系统。系统管理中心负责系统数据的采集、存储和分析等功能;终端系统实现远程用电设备的信息采集和控制;通信网络则在管理中心和终端系统间建立数据传输链路。基于GPRS与ARM的集中抄表系统丰富了以往系统原有的应用功能,提升了集中抄表系统的综合性能。 经过测试,本系统能够顺利的进行拨号,与主站进行正常的数据发送和接收,能正常的对电表数据进行采集和上位机管理命令下发,达到了预期的效果和设计要求。本系统已经在湖北石首,黄冈,黄石,十堰和湖南部分县、市有一定规模的应用。在石首地区复杂的供电环境下,20个台区所有电表的数据都能按时正确的收集到主站,终端也能正常响应主站下发的命令,实现设计的功能,证明了本系统运行稳定可靠,有利于配电网络运行的安全性和经济性管理,对加强用电管理和提高电网供电质量起到了积极的作用。
上传时间: 2013-06-29
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针对单片机 AT89C52 的超声波微地形测距系统的精度及系统的稳定性,本文着重对该系统的校正电路进行了系统研究,设计了该系统的温度补偿电路。一方面该电路中的基于集成温度传感器DS18B20
上传时间: 2013-05-15
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核能谱仪中的数据采集系统,集核探测技术、电子技术、计算机技术为一体,以多道脉冲幅度分析器为核心部件,能够快速、准确地提取出核素的相关信息及参数。现已于勘探、建材放射性检测及环境放射性监测等领域得到广泛应用。随着嵌入式技术的发展,以32位ARM为核心的微控制器已被引入进来,提高了数据采集的速度和精度,同时嵌入式操作系统的引入也为功能扩展、系统集成提供了高效的开发平台。 本论文介绍的核数据采集系统即以ARM微控制器LPC2148和实时操作系统μC/OS-II为平台,谱数据采集为基本功能,在此基础上扩展GPS和GPRS模块,可实现GPS信息和核信号的实时、同步接收,保存和显示,并可将采集的数据通过GPRS网络及时传到采集中心进行谱数据处理和GPS差分定位,为野外多点测量及远程监测提供了有效的手段。 课题以教育部的高等学校博士学科点专项科研基金项目“基于3GS技术的便携式核地球物理数据采集系统研究(项目编号:20040616014)”为依托,本人在已有研究成果的基础上,进行了相关改进和系统集成: (1)选用轨对轨运算放大器,改进了峰值检测电路,增大了脉冲峰值的测量精度。 (2)数据采集系统以32位ARM微控制器LPC2148为核心,外围电路带有LCD显示,系统具有低功耗、小型化、高性价比等特点。 (3)实现了核数据采集系统对GPS、GPRS的集成。 (4)完成嵌入式μC/OS-II操作系统在LPC2148上的移植、操作系统的搭建,及各功能模块的设计与集成。
上传时间: 2013-04-24
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随着国民经济的发展,电力电子设备得到广泛应用,使得电网中的谐波污染越来越严重,极大地危害了电力设备的安全运行。电网中的谐波成份非常复杂,因此谐波的检测分析,是消除或降低谐波污染的前提。 通过大量资料的收集、阅读及相关技术的研究,本文分析了嵌入式系统在电力系统测控中的应用优势,设计了以ARM7TDMI内核处理器LPC2214为核心的电网谐波检测分析系统。系统主要实现低压配电网三相电压、电流的谐波检测与分析,包括电量数据采集和谐波分析两个部分。详细分析了谐波检测分析系统的工作原理,明确了系统功能需求,对系统各模块进行了设计,通过多路同步采集将电网电量数据输入系统,在处理器中完成数据倒序处理和快速傅立叶变换等相关的运算处理工作,可以得到各次谐波含量。 通过文中设计的硬件同步电路,可以准确获得电网信号三相电压与电流周期,通过同步采样的方法,消除或减小因快速傅立叶变换存在的频谱泄漏和栅栏效应的误差。结合谐波检测分析的需求与FFT算法的特点,为了减小响应时间,提高运算速度,采用了实序列快速傅立叶变换对数据的整合运算,即通过一次快速傅立叶变换运算,完成各相电流与电压两组数据从时域到频域的转换,并分析得到频域幅值和时域幅值之间的线性关系,避免了傅立叶反变换运算,提高了运算速度,实现谐波的准确检测。 最后经过样机测试证明,本文设计的电网谐波检测与分析系统能够准确、可靠的实现谐波含量的检测与分析。
上传时间: 2013-07-10
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随着生产自动化要求的不断提高,控制技术和微型计算机技术的不断发展,智能记录仪已日益广泛地应用在工业过程领域,并占据了越来越高的地位。近年来,新的应用也对智能记录仪的设计提出了更高的要求。 嵌入式系统因其体积小、性能好、功耗低、可靠性高等优点,其已经在各种记录仪表的开发与设计等领域中得到广泛的应用。为了改善工业现场传统获取数据费时、费力且数据不够及时准确的缺点,本课题基于嵌入式的技术,构建了一个由32位的嵌入式微处理器S3C24lO和实时操作系统IAnux组成的平台,并对其进行了开发研究,设计并实现了针对工业过程数据处理的一种新型的记录系统。 本文研究了无纸记录仪通用开发方法,设计了系统结构、功能和性能设计指标。该系统以三星公司生产的S3C2410(ARM)微控制器为核心,配置大容量Flash存贮器、实时时钟等,通过8个信号输入通道,可配接热电偶、热电阻以及标准的电压/电流信号,经16位采样送ARM处理后,按设定要求完成信号监测、数据记录和柱状图、曲线显示、异常数据报警等无纸记录仪的功能,以及通过RS232通信接口与其它系统进行数据通信;在系统软件设计方面,采用结构化、模块化方法,结合硬件配置设计了数据采集、检测信号处理、数据存取、键盘操作功能模块以及柱状图、曲线等图形显示功能函数,从而使具有了模块化扩展功能。试验表明了该系统对数据进行了准确、可靠的的采集与处理,较好地满足了工业现场的需求。 本课题是数据记录系统在工业现场数据采集、处理领域中的一次成功尝试。在实际应用中,该系统凸显出强大的功能、良好的灵活性。实践证明本系统是一种优秀的解决方案,能够高效的实现各种测控任务。
上传时间: 2013-04-24
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随着信息技术的飞速发展,人们对数据采集、信号处理的要求越来越高:不仅要求高速、高精度和高实时,还要求数据采集,处理设备便携化、网络化和智能化,并具有友好的人机界面。传统的8/16位单片机因资源极度受限,难以满足上述要求;而传统的信号处理过程都是依赖于PC完成,则存在着安装麻烦、价格昂贵且电磁兼容性差等缺点。 嵌入式系统是一个快速发展的领域,嵌入式系统的研究内容涉及到计算机学科的各个方面。将嵌入式系统引入雷达信号处理系统,能极大的提高系统的实时性和灵活性。本文的研究正是基于ARM的雷达信号处理系统。 本文在对线性调频连续波雷达测速测距研究的基础上,讨论了一种软硬件配置灵活、结构精简的雷达信号处理系统,其硬件平台以ARM处理器,可编程逻辑器件FPGA,和DSP为核心,扩展了UART、LCD、网口、IDE、触摸屏、PS/2和USB等外围接口,可实现对线性调频连续波雷达回波信号进行数据采集、脉冲压缩、恒虚警检测、航迹相关,航迹显示等处理,相关数据的存储。在软件设计方面,完成Bootloader,Linux2.4操作系统在系统上的移植,在此基础上对实现了对网口、IDE、LCD等模块的驱动程序编写,并在MiniGUI上进行基于显示终端需求的图形用户界面开发。
上传时间: 2013-04-24
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