在现代工业测控领域,人们对数据采集的要求越来越高;不仅要求高速、高精度还要求采集设备便携化、网络化和智能化,此外还需要友好的人机界面。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PCI或ISA数据采集卡,则存在着安装麻烦、价格昂贵且电磁兼容性差等缺点。32位嵌入式微处理器的出现很好地解决了上述矛盾,本文的研究正是基于ARM的嵌入式数据采集系统的设计。 本文以齿轮箱或机械转轴的振动信号为采集对象设计了基于ARM处理器和嵌入式Linux的数据采集系统。该系统硬件平台以S3C2410主控板和自行研制的振动信号调理板为核心,在此基础上扩展了UART、RS485、USB、TCP/IP以及单总线通信接口,适应多种条件下的数据传输。同时系统提供了LCD显示和触摸屏输入模块,具备良好的人机交互功能。软件方面,搭建Linux交叉开发环境,实现了基于Linux操作系统的Bootloader的移植。最后,根据课题需要,完成了A/D采样和单总线驱动程序的设计。 本嵌入式数据采集系统存储容量大,硬件接口丰富,软件资源配置灵活,设计方案具有很好的通用性和可扩展性。
上传时间: 2013-05-28
上传用户:D&L37
随着嵌入式的广泛应用,对传统的数据采集系统的改造,开发新型的嵌入式采集系统,目前已成为研制的热点。起重机采集系统类似于飞机上的“黑匣子”,能自动记录起重机运行数据,并能以文件的形式存储起重机的运行数据,而且可以通过USB通信接口实现数据的转移。与传统的采集数据相比,此系统有采集速度快,性能稳,功耗低,读取数据方便的优点。只需插入U盘,几分钟内就可以将数据取走,避免了传统将电脑带入现场采集数据的缺点。在起重机采集系统的项目开发过程中,本人的主要工作是实现数据采集模块的设计,通过构建基于ARM微处理器和开源Linux操作系统的平台,实现起重机运行数据的U盘存储。 本研究首先对课题研究的背景和整个系统做了概述;其次详述了系统的硬件设计和Linux移植到AT91RM9200平台的方法;然后详细讨论了系统的软件设计即基于Linux的U盘驱动的实现以及Mass Storage类协议及其子类UFI命令集,并采用单批量传输协议实现了部分UFI子类命令以实现对U盘逻辑扇区读、写等操作的驱动程序;在U盘上采用目前主流操作系统(Windows,Linux等)所支持的FAT32文件格式,实现了文件的读写等API函数,并在此基础上按文件系统的实现层次对其进行设计与优化,实现了起重机运行数据的可靠存储;最后对课题研究做了总结。
上传时间: 2013-07-09
上传用户:缥缈
该文首先以运行的XLPE电力电缆为对象,分析了电缆进行在线监测的重要性,介绍了电力电缆供电的优缺点、电力电缆的分类和典型故障,讨论了电力电缆绝缘故障在线监测系统的国内外同类技术现状和发展趋势,在此基础上提出符合现场实际的电缆绝缘在线监测系统是迫切需要的.其次,从微观的角度阐述了水树的形成的过程,对目前存在的XLPE电缆绝缘在线监测方法进行了介绍.从不同电压等级的电缆,其电力系统中的变压器中性点接地方式不同入手,比较了各种方法的利弊,从而提出了差频法作为本在线监测研究的系统方案.并从抗干扰的角度来考虑,差频法是更切实可行的方法.从理论上对差频法的在线监测的微观过程进行了分析,并在此基础上对电缆水树枝模型进行了仿真,得到的结果更好地证明了模型的正确性和差频法的可行性.再次,研制了基于差频法的XLPE电缆在线检测原理验证装置,论述了该系统的结构和组成.主要有如下几个部分:一、用于叠加到电缆上的调频信号的发生装置的技术要求、构成和工作原理;二、用于检测差频信号的微小电流检测装置的构成和特点;三、差频信号数据的采集和传送到工控机;四、在监测系统中,调频信号的加载位置和大小;五、电缆的水树培养和对比样品的选取;最后详细介绍了整体的实验步骤和注意事项.该文通过对电力电缆绝缘在线监测系统的研究,提出了基于差频法的在线监测的工作原理、系统结构以及数据处理方案,从而为更好的实际运用电缆绝缘故障在线监测技术,为电力系统安全、方便、迅捷的排除电缆故障提供有利的理论依据和实际经验.
上传时间: 2013-08-04
上传用户:duoshen1989
嵌入式图像采集系统具有体积小、成本低、稳定性高等优点,在远程监控、可视电话、计算机视觉、网络会议等领域应用广泛。为克服传统基于单片机的图像采集系统的种种不足,本文提出了一种新的解决方案,利用高速的ARM9嵌入式微处理器S3C2410A为硬件核心,搭配USB摄像头,结合Linux构建了一套嵌入式的图像采集系统。USB摄像头有着容易购买、性价比高等优点,但长期以来将其直接应用于嵌入式系统却很困难。随着ARM微处理器的广泛应用,嵌入式系统的性能得到了极大的提升。人们逐渐将操作系统引入其中,方便系统的管理和简化应用程序的开发。Linux是一个免费开源的优秀操作系统,将其移植到嵌入式系统中能够对系统进行高效地管理、极大地方便应用程序的开发。嵌入式的Linux操作系统继承了Linux的优良特性,还有着节约资源,实时性强等优点。在本方案中以嵌入式Linux操作系统为基础,借助其对USB、网络等的强大支持能力来构建高度灵活的图像采集系统。通过利用Linux操作系统内建的video4Linux对摄像头进行编程,实现了将USB摄像头采集到的视频数据进行显示和存为图片的功能。本文中具体讲述了嵌入式的软硬件平台的构建,USB摄像头的驱动开发,图像采集应用程序的实现等。本文提出的嵌入式图像采集方案适用于市面上绝大多数流行的USB摄像头,还能把得到的图像通过以太网传输以实现远程的监控。这套方案利用应用程序编程接口video4linux所提供的数据结构、应用函数等,实现了在Linux环境下采集USB摄像头图像数据的功能,并运用嵌入式的GUI开发工具Qt/Embedded来编写最终的应用程序实现了美观的用户界面。充分运用Linux操作系统和其工具的强大功能来实现图像采集,对基于Linux内核的后续图像应用开发具有实用意义。本系统完全基于开放的平台和模块化的实现方法,具有良好的可移植性,可方便地进行各种扩展。这种方案所实现的图像采集系统成本低,灵活性高,性能好,是一种优良的解决方案。本文详细介绍了这种基于Linux系统和S3C2410A平台的嵌入式图像采集系统。
上传时间: 2013-04-24
上传用户:再见大盘鸡
我国是世界上设施农业面积最大的国家,设施面积占世界总面积的70-80%。目前国内设施温室应用的主要环境参数采控系统大多为进口产品,这些产品技术含量高,采控效果好,但相对价格较高,通常适用于现代化的大型或高档连栋温室。少数国产品牌无论技术水平还是采控效果均不甚理想,尤其缺少能够适用于我国常见的中小型日光温室的低成本智能采集控制装置。本文基于国家高技术研究发展计划(863计划)课题“设施农业精准生产技术系统构建与应用”,对设施温室环境和生物信息数据采集、传输、备份、调控问题进行了研究。 论文分析了目前国内中小型日光温室环境监控需求,提出并实现了一套网络型设施农业日光温室智能控制系统从硬件到软件的完整方案。主要研究工作如下: (1) 开发了面向常用环境信息传感器和生物信息传感器的数据采集模块,该数据采集模块具有可定制、可扩展的特点。 (2) 开发了基于CF卡的数据备份及存储模块,为实现现场数据的大容量存储和本地化自主控制提供了基础。 (3) 构建了传感器数据的局域传输网络和以太网络接口,满足了节点环境参数及视频信息宽带传输与温室集中监控的需要。 (4) 开发了面向中小型日光温室的可扩展核心设备管理模块,实现了在决策服务器支持下的环境参数本地自主调控。 (5) 移植了嵌入式操作系统、开发了设备驱动程序,使用户可以灵活方便地调用板载设备进行系统的二次定制开发。 (6) 对系统软件、硬件进行了模拟调试和现场实验,验证了系统在设施温室环境采控中的各项功能。 论文结构如下:首先分析了课题的研究背景、意义、研究现状和相应关键技术;然后在温室控制的需求分析上提出了智能控制系统的方案;接着给出了智能PAC系统子/主节点的硬件设计及实现,给出了基于U-BOOT与uClinux的智能PAC系统软件设计和驱动开发;其次设计了实验平台对智能PAC系统进行仿真调试和现场实验。论文最后展望了我国设施农业温室环境监控的发展。 现场实验表明,该智能PAC系统解决了日光温室环境和生物信息数据采集、传输、备份问题,并且具有可定制化、可编程、运行稳定可靠的特点,达到了预期的设计要求。
上传时间: 2013-04-24
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近些年来,随着以计算机技术、通信技术为主的信息技术的快速发展和Internet的广泛应用,嵌入式系统也受到了越来越多的重视,日益广泛的应用与工业控制、移动通讯、家用电器以及消费电子设备中。 而数据采样在现代工业中发挥着非常重要的作用,工业设备的监测和控制都离不开数据的采集。但传统的基于单片机系统的数据采样模块因为无法或很难完成操作系统的嵌入、文件的管理、各种接口的连接、与Internet的互联、大容量存储器的扩展等功能,所以在许多领域的应用受到限制。针对这些问题,设计开发了基于Linux操作系统的嵌入式数据采集模块。 本文在综合分析了现有数据采集系统存在问题的基础上,新设计的嵌入式数据采集系统采用板卡式结构提高了系统的可扩展性和灵活性;采用嵌入式Linux内核作为系统的运行、调度的核心,提高了系统的软件可移植性和稳定性;采用基于ARM9核的32位嵌入式微处理器,作为控制、处理和通信的核心,提高了整个硬件系统的处理能力、控制灵活性以及抗干扰能力,并降低了功耗。系统有强大的网络通信能力,为接入Internet提供了可能。 基于ARM的嵌入式数据采集与处理系统结构清晰、通用性好、可扩展性强,可为各种嵌入式应用提供一套完整的硬、软件解决方案,在工业测量与控制领域具有较为广阔的应用前景。
上传时间: 2013-04-24
上传用户:chens000
在采矿、冶金、制造、化工、制药、供水等行业中,压力是生产过程中的重要参数,它的应用极其广泛。实时监测压力的变化是实施现代化生产管理的重要环节,因而压力测试技术和仪表的发展历来受到人们的重视。在采矿行业中,压力检测是保证采煤安全的重要一环,因此开发一种智能压力检测装置来用于采煤工作面液压系统的压力检测是十分必要的。 本文所设计的压力检测系统是ARM处理器与仪器的有机结合,它以菲利普公司的LPC2294为核心,利用电阻应变片将压力转换成电压信号,通过放大电路将电压信号放大并传输至LPC2294进行A/D转换,然后将各液压支架的压力数据传输至存储芯片保存,并显示。本系统的特点是:压力量程为1~60Mpa,每5分钟采集一次压力数据。各分机的压力数据通过CAN总线传输至主机,总线的传输速率为250Kbps。主机再通过串口将数据传输至计算机。计算机通过串口读取主机的压力数据,并将数据保存在数据库中,上位机采用NI公司的Labview软件进行设计。其中串口的接收部分用Labview中自带的VISA控件来编写,数据库部分采用微软的Access软件建立数据库,利用第三方编写的Labsql将数据写入数据库。 论文的第一章综述了压力检测的起源,发展以及国内外压力检测的现状;第二章主要论述了系统的整体设计思路及方法;论文第三章、第四章系统的硬件电路、软件开发环境及相关的软件流程;第五章简单介绍了PC机软件开发语言以及对上位机部分的软件设计做了简单的介绍。第六章对全文的工作做了总结,并对压力检测以后的发展方向阐述了自己的观点。
上传时间: 2013-08-01
上传用户:hustfanenze
在实际工程中,往往有大量分布广泛的现场数据需要远程采集传输。数据采集传输系统已经在实现自动化过程中发挥了重大作用。但还存在采集通道少、速率低、数据传输方式不灵活,操作复杂,对测试环境要求较高等问题。如何建立起新一代灵活、高效、高速、多通道、实用性强、覆盖面广、适应复杂监测环境的数据采集传输系统成为一个重要的工程问题。 随着社会的发展和进步,环境和生态的恶化越来越明显,日益威胁着人类的生存和发展。环境监测是环境保护的重要组成部分和基础性工作。国家环保部于2008年制定了《污染源在线自动监控(监测)数据采集传输仪技术要求标准》。本文在分析数据采集传输系统研究现状和发展趋势的基础上,依照该标准,研究了一种多种信号标准兼容,多种采集通道可选的环境监测用数据采集传输系统。课题来源于济南大陆机电有限公司委托科研项目(项目编号:W0624)。本文主要进行了以下工作: (1)分析研究数据采集传输系统的重要意义。调研数据采集传输系统的研究现状和发展趋势。分析环境监测用数据采集传输系统的特点。 (2)以国家环境保护部制定的《污染源在线自动监控(监测)数据采集传输仪技术要求标准》为依据,分析了环境监测用数据采集传输系统的特殊功能需求,制定了系统技术参数。为解决系统核心板与功能板架构存在的接口防震性差,系统不稳定等问题,提出功能主板与扩展接口板的系统架构。选用ARM9处理器S3C2440和嵌入式linux操作系统。 (3)以开发达到环保标准的数据采集传输系统为目标,进行了系统硬件设计制作。分析了系统的地址空间。详细分析了系统的扩展接口分配和地址空间分配,避免了总线等硬件资源的冲突。基于系统功能主板的总线扩展接口和GPIO扩展接口扩展了开关量采集单元、开关量输出单元、串口单元、模拟量采集单元、人机交互单元等功能单元等电路。设计制作了印制电路板。 (4)研究嵌入式linux开发过程,分析嵌入式linux驱动与应用程序架构。构建了交叉的嵌入式linux开发环境。对环境监测用数据采集传输系统的特定功能单元进行软件开发。主要进行了总线操作、模拟量采集、RS-232串口数据传输、GPRS数据传输、智能仪表的RS-485通讯等驱动应用程序开发。
上传时间: 2013-07-10
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随着多媒体技术和网络技术的发展,嵌入式图像采集系统的研究与实现越来越受到人们的重视。传统的图像采集系统一般采用基于PC机平台和视频采集卡的形式,该方案系统体积大、成本高,在远距离、多点系统中实现困难。在这种背景下,设计一种轻便小巧的采集系统来采集、存储并显示所需的图像成为市场所需。 本论文研究设计了一种基于嵌入式的图像采集与传输系统,具有体积小、成本低、稳定性高等优点。该系统硬件平台采用基于ARM920T核的S3C2410X处理器,软件采用嵌入式Linux操作系统,利用USB摄像头采集图像并在目标板的LCD上进行显示,通过网络还可将采集到的图像传输到PC机上显示。该方案大大降低了系统的复杂性,同时提高了系统的稳定性和图像质量,可以扩展应用在远程监控系统等诸多领域,具有广阔的市场和应用前景。 本论文首先介绍了课题研究的时代背景、实践意义和研究现状,并对嵌入式系统开发的基础理论知识作了介绍,在此基础上给出了嵌入式图像采集与传输系统的总体结构设计;接着详细分析了嵌入式Linux操作系统的开发技术,包括嵌入式开发环境的建立、Bootloader移植、Linux内核移植和根文件系统的制作,并介绍了嵌入式Linux下的设备驱动程序,实现了USB摄像头驱动的移植,完成了利用摄像头采集图像的功能;然后完成了MiniGUI图形用户界面的移植和图像在LCD上的显示;最后实现了基于socket的网络通信,完成了视频采集和传输系统的整体功能,并给出了最终的实验结果。 论文的最后是对全文的一个总结,对系统设计所完成的工作进行了概括,指出所存在的不足,对后续的研究工作做了进一步的展望,并给出了改进方法。
上传时间: 2013-04-24
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数据采集系统是整个地震勘探物理模拟实验系统的关键环节。文章介绍运用FPGA 芯片控制,实现对高速模拟地震信号的数据采集技术,以及USB.2.0 接口总线软硬件的实现技术。该系统具有采集精度高,传输速度
上传时间: 2013-04-24
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