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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对一些信号的监测尤其是对电压、电流、温度等模拟量的监测有着很广泛的应用,通过监测到的数据,可以对系统相关设置进行及时调整,为人们的生产生活带来便利与保证。 系统采用Actel公司先进的模数混合FPGA以及Actel公司的SOPC设计解决方案,单芯片实现以CortexMI处理器为核心的片上监测系统。它可以完成对电压、电流、温度等模拟量的监测,系统模拟模块将采集到的数据ADC后送给处理器Cortex-MI进行处理,通过串行口,以太网口和OLED,实现与PC主机交互,板上实时显示以及远程主机检测功能。借助于Actel的先进的新型fusion模数混合FPGA器件,单芯片实现可直接对外部模拟信号进行处理的数模混合系统,简化了设计;对电压,电流,温度等模拟量的测控在日常生活中有很重要的意义,该系统在智能家电,电源监控以及微控制器等领域有广泛的应用前景。 本文研究的主要内容包括: 1.对现有嵌入式设计方法进行比较,确定系统设计目标并选择SOPC方案设计系统; 2.系统硬件平台设计; 3.系统软件设计。
上传时间: 2013-06-14
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自20世纪90年代以来,随着计算机技术、超大规模集成电路技术和通信及网络技术的发展,微机保护和测控装置的性能得到大幅提升,以此为基础的变电站自动化系统在我国的电力系统中得到长足的发展和广泛的应用。 @@ 为增加产品的市场竞争力,电力系统二次设备生产厂商紧跟市场需求,将各种具有高性价比的新型处理器芯片和外围芯片大量应用到变电站自动化系统的保护、测控装置上,如32位CPU、数字信号处理芯片DSP、高速高精度A/D转换芯片、大容量Flash存储芯片、可编程逻辑器件CPLD、FPGA等。这些功能强大的器件的应用使保护测控装置在外形上趋于小型化集成化,而在功能上则较以前有显著提升。同时,各种成熟的商用嵌入式实时操作系统的采用使处理器的性能得到充分发挥,装置通信、数据存储及处理能力更强,性能大幅提高,程序移植升级更加方便快捷。 @@ 本论文以现阶段国内外变电站自动化系统测控技术为参考,根据变电站自动化系统的发展趋势和要求,研究一种基于ARM和FPGA技术并采用嵌入式实时操作系统的高性能测控装置,并给出硬软件设计。 @@ 装置硬件采用模块化设计,按照测控装置基本功能设计插件板。分为主CPU插件、交流采样插件、遥信采集插件、遥控出口插件、直流采样及输出插件。除主CPU插件,其他插件的数量可以根据需要任意增减,满足不同用户的需求。 @@ 装置主CPU采用目前先进的基于ARM技术的微处理器AT91RM9200,通过数据、地址总线和其他插件板连接,构成装置的整个系统。交流采样插件采用FPGA技术,利用ALTERA公司的FPGA芯片EP1K10实现交流采样的控制,降低了CPU的负担。 @@ 软件采用Vxworks嵌入式实时操作系统,增加了系统的性能。以任务来管理不同的软件功能模块,利于装置软件的并行开发和维护。 @@关键词:测控装置;嵌入式实时操作系统;ARM;现场可编程门阵列
上传时间: 2013-04-24
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摘要:提出了一种用混合信号系统级单片机C8051F020控制GSM网络引擎TC35i实现远程数据采集的方案。描述了远程数据采集系统的原理、构成和功能,对无线通讯模块及硬件设计和软件设计部分进行了详细介绍。 关键词:远程数据采集;TC35i;C8051F020;GSM
上传时间: 2013-08-03
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电子科大硕士论文_基于H_264的嵌入式家庭远程视频监控系统的设计与实现.rar
上传时间: 2013-07-24
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摘 要: 在汽车行驶及机车控制系统中对测速装置的要求是分辨能力强、高精度、尽可能短的检测时间以及抗干扰能 力强等。该文介绍了一种应用霍尔传感器A44E 获得稳定的脉冲信号,从而实现对车速进行智能测量的方案。测试 结果表明,运用该方案实现的系统能很好的达到对车轮测速的要求。 关键词: 霍尔传感器;速度测量;脉冲检测 中图分类号: E911 文献标识码: A
上传时间: 2013-07-11
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建立在数据率转换技术之上的宽带数字侦察接收机要求能够实现高截获概率、高灵敏度、近乎实时的信号处理能力。双信号数据率转换技术是宽带数字侦察接收机关键技术之一,是解决宽带数字接收机中前端高速ADC采样的高速数据流与后端DSP处理速度之间瓶颈问题的可行方案。测频技术以及带通滤波,即宽带数字下变频技术,是实现数据率转换系统的关键技术。本文首先介绍了宽带数字侦察接收关键技术之一的数据率转换技术,着重研究了快速、高精度双信号测频算法以及实验系统硬件实现。论文主要工作如下: (1)分析了现代电子侦察环境下的信号特征,指出宽带数字接收机必须满足宽监视带宽、流水作业以及近实时的响应时间。给出了一种频率引导式的数字接收机方案,简要介绍这种接收机的关键技术——快速、高精度频率估计以及高效的数据率转换。 (2)介绍了FFT技术在测频算法中的应用,比较了FFT专用芯片及其优点和缺点,指出为了满足实时处理要求,必须选用FPGA设计FFT模块。 (3)在分析常规的插值算法基础上,提出了一种单信号的快速插值频率估计方法,只需三个FFT变换系数的实部构造频率修正项,计算量低。该方法具有精度高、测频速率快的特点。 (4)基于DFT理论和自相关理论,提出了结合FFT和自相关的双信号频率估计算法。该方法先用DFT估计其中一个信号的频率和幅度,以此频率对信号解调并对消该频率成分,最后利用自相关理论估计出另一个信号的频率。 (5)基于DFT理论和FFT技术,研究了信号平方与FFT结合的双信号频率估计算法。根据信号中两频率分量的幅度比,只需一次一维平方信号谱峰搜索,就可以得到双信号的和频与差频分量的估计值,并利用插值技术提高测频精度。该算法能够精确地估计频率间隔小的双信号频率,且容易地扩展到复信号,FPGA硬件实现容易。 (6)基于现代谱分析理论,研究了基于AR(2)模型的双信号频率估计算法。方法在利用AR(2)模型系数估计双正弦信号频率之和的同时,利用FFT快速测频算法估计其中强信号分量的频率值。算法仿真验证和性能分析表明了提出的算法能快速高精度地估计双信号频率。 (7)给出了基于频谱重心算法的雷达双信号频率估计的FPGA硬件实现架构,并进行了时序仿真。 (8)讨论了双信号带宽匹配接收系统的硬件设计方案,给出了快速测频及带宽估计模块设计。
上传时间: 2013-06-02
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本文首先研究了常规的数据采集的方法,针对由单片机构成的数据采集系统数据处理能力弱的问题提出了基于现场可编程门阵列(FieldProgrammableGateArray,FPGA)为逻辑控制芯片对三片A/D芯片进行控制的远程多路数据采集的解决方案。 本文利用VisualBasic编写串口通信程序,通过串行端口向FPGA数据采集板发送数据采集的参数指令,FPGA数据采集板接受指令后进行现场数据采集,并通过串行通信将数据发送到PC机,在通信过程中完全遵守RS-232协议,具有较强的通用性和推广价值。然后本文重点介绍了该采集系统的硬件设计原理和软件设计框架,实现实时嵌入式微机数据采集系统的软件和硬件设计方法,将部分软件的功能改由硬件实现,从逻辑上大大简化了嵌入式软件的设计。
上传时间: 2013-04-24
上传用户:yaohe123
本文首先研究了常规的数据采集的方法,针对由单片机构成的数据采集系统数据处理能力弱的问题提出了基于现场可编程门阵列(FieldProgrammableGateArray,FPGA)为逻辑控制芯片对三片A/D芯片进行控制的远程多路数据采集的解决方案。 本文利用VisualBasic编写串口通信程序,通过串行端口向FPGA数据采集板发送数据采集的参数指令,FPGA数据采集板接受指令后进行现场数据采集,并通过串行通信将数据发送到PC机,在通信过程中完全遵守RS-232协议,具有较强的通用性和推广价值。然后本文重点介绍了该采集系统的硬件设计原理和软件设计框架,实现实时嵌入式微机数据采集系统的软件和硬件设计方法,将部分软件的功能改由硬件实现,从逻辑上大大简化了嵌入式软件的设计。
上传时间: 2013-05-30
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随着半导体技术的发展和信息技术以及数字化产品的普及,嵌入式系统已被应用到网络、手持通信设备、仪器仪表、国防军事以及自动化控制等各个领域。而结合视频监控的嵌入式应用系统更是应用的热点。正是顺应这一趋势,作者展开了对远程视频监控相关技术的研究,设计了基于嵌入式平台的远程视频监控系统。系统以友善之臂公司的friendly arm作为硬件平台、嵌入式linux作为软件平台、以传统的以太网来实现高速的视频数据传输实现远程视频监视、以GPRS作为扩展模块来实现远距离的用户手机报警提示。该系统主要设计应用于无人值守的家用现场环境。 论文详细的论述了基于ARM9的S3C2410A作为系统硬件平台、扩展外围的GPRS模块、视频数据采集模块和触摸屏显示模块的嵌入式应用系统。还详细的论述了在该平台上配置交叉开发环境和移植bootloader的过程,裁剪和配置嵌入式linux系统的过程。同时按照系统方案设计了视频数据采集应用软件,基于TCP/IP的以太网视频数据传输应用软件,以及基于GPRS的串口数据发送软件。系统根据现场采集的视频数据做相应的处理,启用GPRS发送警示短信息;同时用户可以根据现有接入以太网的计算机来调阅现场的视频数据信息。 最后将该监控系统应用于普通的家用环境,结果通过对现场采集的视频数据和发送的警示短信息表明该系统能够满足于同常的无人值守的家用环境。同时总结了存在的问题以及今后需要改进的方向:首先,该系统有良好的扩展性能,通过相应的总线和接口扩展可以实现智能家用电器控制系统;其次,该系统有一定的商业和社会价值。当然系统也有不足的地方,软件设计处于测试阶段,有很多需要完善的地方。最后,通过研究和实验表明:基于ARM/GPRS的远程家用监控系统具备了实时监控和即时报警功能,可以应用于实际家用监控场合。
上传时间: 2013-04-24
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