心脏疾病一直是威胁人类生命健康的主要疾病之一。研究无创的心电信号检测设备来检测与评价心脏功能的状况,并研究心脏疾病的成因是生物医学电子学的重要研究课题之一。动态心电记录仪(Holter)是用于记录24小时长时间心电图的一种设备。研制高性能的动态心电记录、监护系统对于心血管疾病的诊断和治疗具有十分重要的意义。 Holter技术发展至今已有几十年历史,但目前的Holter仍存在许多不足之处:(1)许多Holter采用8位、16位单片机作为控制系统,运算能力有限,无法加入自动诊断功能:(2)数据存储采用固定焊接在板上的存储芯片,容量小,数据取出回放不方便;(3)大部分Holter还不能实现心电信号的实时远程传输,心电数据的分析以及分析报告的获取往往要滞后好几天时间,不利于心脏疾病的及早诊断及治疗。 针对这些不足,本文设计了一个基于ARM(一种32位嵌入式处理器)的动态心电记录仪。该记录仪具有运算功能强、能够实现心电信号实时远程网络传输的特点。为确保信息不会因网络传输故障而丢失,本系统同时还采用了便于携带的SD(Secure Digital Memory)闪存卡作为存储媒介,具有大容量数据存储的功能。本文设计的系统主要完成的任务有心电信号的采集、心电信号的放大滤波、心电信号的显示和心电信号的存储与传输。整个系统由一片ARM嵌入式微处理器控制,本系统中采用的嵌入式微处理器是三星的S3C44BOX。放大和滤波电路主要是对电极导联传来的心电信号进行放大和滤除干扰信号,以获取合适的信号大小并保证采集的心电信号的正确性。心电信号的显示是把心电信号实时地显示在Holter的液晶屏上,能使患者直观地观察到自己的心电信号情况。心电信号的存储采用了容量大、成本及功耗低并且体积小方便携带的SD卡来存储心电数据。心电数据的传输是通过以太网实现的,以太网可以实现快速、高正确率的传输。传输的数据由医院内的服务器接收,并且在服务器端对心电信号进行相应的显示和处理。为实现上述功能编写的系统软件包括Holter的Bootloader的设计、uCLINUX操作系统的移植、A/D转换程序、液晶屏的控制及菜单程序、SD卡FAT文件格式的数据存储和服务器端数据接收、波形显示程序。本系统经过一定的实验证明符合设计要求,具有体积小、成本低、使用方便的特点。
上传时间: 2013-07-10
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材料试验机是测定材料机械性能的基本设备之一,应用范围广泛。它主要由机械、加载及测试等系统组成,其中测试系统是试验机不可缺少的组成部分,它对试验机的性能又起着决定性作用。随着实验科学的发展、科技的进步以及应用需求的增加,旧有的测试系统已逐渐不能适应人们的测试需求,为了扩大传统材料试验机的应用范围,全面提高测量的准确性、实验效率和智能化水平,越来越多的高新技术正在被引入到材料试验机测试系统领域。 本课题属于企业委托的技术开发项目,其目的是开发一套用于材料性能测试的试验机测试系统。针对项目委托方提出的功能要求,经过对试验机测试技术及其发展趋势的研究分析,最终确定采用USB总线技术,设计一款基于32位嵌入式微处理器ARM的集数据采集、分析、显示为一体的试验机测试系统。 基于课题的研究内容,本文在分析研究USB和ARM技术的基础上,围绕着设计目标,从整体方案的选择、测试系统的软硬件设计等方面阐述了主要开展的设计研究工作。重点对系统硬件电路设计、固件程序设计、设备驱动程序设计和应用程序设计的实现进行了深入论述。 为验证所设计的测试系统是否达到实际要求,本文采用实测的方式进行测试研究。测试结果表明,本测试系统工作稳定可靠,各项功能均达到了预定的设计要求。
上传时间: 2013-04-24
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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。
上传时间: 2013-06-04
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输电线路巡检机器人是一种用于巡查输电线路故障的自动装置,巡线中采用机器人技术可以减轻作业强度、降低费用、提高巡检质量。 本文采用PHILIPS公司的32位ARM处理器LPC2210为核心设计了巡线机器人运动控制器;采用NS公司的专用电机驱动芯片LMD18245设计了电机驱动部分;应用ProtelDXP设计了控制器及电机驱动电路的原理图及PCB布线;针对机器人工作在架空输电线路上,存在电磁干扰及雨雪天气的影响,设计了控制器的屏蔽封装,保证了控制器的稳定性;控制器电路结构采用了模块化设计,从而使硬件系统具有良好的扩展性。
上传时间: 2013-06-30
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嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可裁减,适应应用系统,对功能,可靠性,成本,体积,功耗严格要求的专用计算机系统[1]。广泛应用于军事,信息家电,无线通信设备,消费类电子产品,移动计算平台等诸多领域,是当今热门的计算机开发技术。 随着科学技术发展,人们生活水平提高,数字高清电视逐渐普及,在各大卖场,对销售过程中展示设备也随之提出了更高的要求。但据调查,在中国现有的高清播放系统普遍存在价格昂贵,损耗高,寿命短及外部接口少等缺陷,导致无法普及。 针对这一现状,本课题设计了一种以嵌入式处理器ARM系列32位嵌入式EM8623芯片为硬件平台,嵌入式实时操作系统uclinux为系统软件平台的高清播放系统。 ARM(Advanced RISC Machines)既是一种处理器架构,又是公司的名称,该公司主要设计处理器架构,并将其技术授权给其他芯片厂商。该处理器架构具有外型小,性能高等特点,多用于便携式通讯工具,多媒体数字式消费类仪器和嵌入式系统解决方案等领域。本课题在充分考虑系统实用性和开发成本的基础上,采用EM8623芯片为CPU,片外扩展FLASH和SDRAM存储器。 uclinux系统从Linux2.0/2.4内核派生而来,虽然是为了支持没有MMU(虚拟内存管理单元)的处理器而设计,但保留了操作系统的所有特性,为硬件平台更好地运行提供了保证,也降低了软件设计复杂度,提高了系统的实时性和灵活性,缩短了开发周期。 该高清播放系统具有工作时间长,性能稳定等特点,采用面向对象和面向过程综合编程方法,ASM,C,C++多种语言混合编程方式实现,使系统具有很高的健壮性和可扩展性。 基于ARM的高清播放系统在现场运行稳定可靠,达到了预期的效果和实际要求。而且由于该高清播放系统外接接口丰富(包括常见的HDMI,S-Video,VGA,YPbPr,YCbCr),连接使用方便,所以具有很好的市场价值,可广泛应用于电视销售柜台,化妆品展示柜台,联网广告机等领域。
上传时间: 2013-04-24
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随着我国加入WTO,我国逐渐成为世界缝制设备生产和销售中心。在缝制设备行业占据极其重要地位的绣花机行业也因此而得到迅速发展,我国绣花机产量已占据全球绣花机产量的70%。但是,我国的绣花机行业在发展的过程中仍存在和面临着很多问题。一方面是产品结构和产品质量,我国的绣花机主要以中低档为主,在噪声、刺绣质量、效率、产品寿命以及维护性等方面与国外先进机型存在较大差距;另一方面是技术实力和创新能力,作为绣花机全部技术核心的控制器,国内能开发的公司屈指可数,缺乏有效的竞争,且技术实力和创新能力无法与国际企业相抗衡。 针对上述情况,本文分析了绣花机的工作原理和当前主流绣花机的控制方式及特点,在研究室已完成的中低速平绣型工业绣花机课题的基础上,设计了一种基于硬实时嵌入式操作系统WinCE5.0,以32位RISC架构ARM9处理器S3C2440A为主控芯片,以MAXII系列CPLDEPM1270为接口芯片的高速绣花机控制器。整个绣花机以高速,高质量为目标,以伺服电机作为主轴驱动,步进电机作为X/Y轴驱动,带USB接口和Ethernet接口,预留特种绣接口,带高分辨率彩色触摸屏,功能丰富,操作方便。 本文分7章,第一章阐述了课题背景,绣花机发展现状和关键技术;第二章从原理出发完成了需求分析,硬件和操作系统选型和项目规划;第三章完成了总体硬件系统设计并重点介绍了驱动系统,CPLD单元,主控制板的设计和各种资源的分配;第四章在分析WinCE及其项目开发流程和环境构建的基础上,完成了软件的总体框架设计并介绍了相关设计要点。第五章主要是驱动程序和运动控制模块并以步进电机驱动的开发为例介绍了流驱动的开发过程和相关的技术要点。第六章设计了一种自主的内部花样格式并完成了相应的测试。最后一章是对本课题的总结和展望。 本文不仅从项目研究与开发和软件工程的高度详细探讨了基丁ARM和WinCE5.0的绣花机控制器的整个开发过程,也具体的从硬件设计,资源配置,软件编写,驱动开发,运动控制和花样处理等多个方面进行了深入的分析和研究。本课题的工作对于高速高档绣花机的开发具有很好的参考价值和实践意义,对于提升国内绣花机行业在高端市场与国外企业的竞争力,提升民族品牌价值,改变国内绣花机控制器被少数公司所垄断,增加良性有效竞争有积极影响。
上传时间: 2013-06-29
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嵌入式系统近年来随着其信息化、智能化、网络化的发展,被广泛应用于信息家电、移动设备、网络设备和工控仿真的领域,成为继IT网络技术之后,又一个信息产业的主流。本设计使用的是ARM9嵌入式开发板。ARM(AdvancedRISCMachines)公司的32位RISC处理器有着高速度、低功耗、低成本、功能强、特有16/32位双指令集等诸多优异的性能。 随着生产业快速发展,工厂企业车间的不断增加,对厂房的管理和设备的保护越来越受到重视。本论文主要阐述了监控系统中无线终端的设计与研究,其中涉及到嵌入式网络浏览器在工厂监控设备中的应用,本监控系统的采集设备如摄像头、仪表等将视频、图像、温度等数据通过下位机上传至控制中心,控制中心将这些数据存储于网页中,用户使用手持终端,以无线上网的方式,通过嵌入式浏览器登陆网页,实现远程监控,达到实时监控的目的。 本论文第一章综合叙述嵌入式系统的基本概念。第二章阐述基于S3C2410X的嵌入式系统开发平台的基本架构及各个组成部分。第三章介绍了监控系统无线终端的开发平台的设计。第四章主要阐述了LCD触摸屏校正程序的设计。第五章讲述了嵌入式浏览器的研究,makefile的编写与电机控制模块的设计。
上传时间: 2013-04-24
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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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汽车黑匣子(又称汽车行驶记录仪)是一种使用在汽车上的数字式电子记录装置。这种装置能对车辆的行驶速度、时间、里程以及有关车辆行驶的其他状态信息进行记录存储并可通过接口实现数据输出。汽车行驶记录仪的使用,对抑制疲劳驾驶、车辆超速等交通违章、约束驾驶人员的不良驾驶行为、保障车辆行驶安全以及道路交通事故的分析鉴定具有重要的作用。本文根据汽车行驶记录仪国家标准GB/T 19056-2003,并在此基础上开发设计了一种具有音视频处理功能的汽车黑匣子,采用的是三星公司的S3C2440 32位ARM处理器和Linux操作系统,同时为了使汽车黑匣子能更方便地与上位机之间进行通讯,本系统采用了USB Mass Storage设备来实现数据的传输。 论文首先介绍了汽车黑匣子的研究背景,并对国内外汽车黑匣子的研究现状进行了概括,在此基础上提出了本课题需要完成的目标。接下来,论文阐述了系统总体设计的构思以及各个功能模块不同方案优劣的比较,给出了最后的设计方案,并建立了系统的开发平台。在硬件设计方面详细地介绍了各主要功能部件及电路的设计和特点。在软件设计单元介绍了Linux操作系统和Bootloader的特点,并给出了系统软件的各模块程序设计。在文件系统设计部分,论文讨论了在NandFlash中建立FAT文件系统的实现方法。最后通过Linux下USB Mass Storage设备驱动的设计和调试,实现汽车黑匣子记录的数据通过USB接口与PC机或PDA之间的通信。 本文在结束处对整个课题作出总结,并指出在本系统现有的基础上性能还可以进一步改善和改进的地方。
上传时间: 2013-05-27
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嵌入式测控系统和测控装置在工业生产过程控制、仪器仪表及自动化系统、智能楼宇监控等方面得到广泛的应用。由于嵌入式测控系统监控对象的多样性,因此通用性不是很强,传统的设计方法都是从底层的硬件设计开始,再设计专用的软件,导致设计周期长,重复工作多,成本增加。微电子技术和计算机技术的飞速发展,使得微处理器的性能和功能得到极大的提高,为通用型测控平台的构建奠定了基础。 本文提出了一种嵌入式测控平台的设计思路。采用主板和扩展板相结合的模块化设计,使嵌入式测控系统可以在一个标准化平台上进行构建。平台主板选用基于32位ARM7TDMI-S内核的微控制器LPC2292作为核心,加上以太网芯片、CPLD以及其它外围电路,构成了一个维持系统正常运行的最小系统。扩展功能模块包括ZigBee无线通信、USB、A/D、D/A、液晶触摸屏等模块,通过层叠式结构与主板连接。测控开发平台在功能、电路、结构上实现了可裁剪、可扩展,能满足大多数嵌入式测控系统的需求。 在实现嵌入式测控开发平台硬件设计的基础上,嵌入式测控平台引入了Nucleus Plus实时操作系统来完成系统资源的管理和任务的调度。文中提出了启动代码模版的概念,简化了移植操作系统的工作,提高了效率。 基于ARM的嵌入式测控开发平台为开发各种智能化、小型化现代测控系统提供了可重用、高性能、图形化、网络化软硬件基础平台和高效的开发模式。从而,大大缩短了软、硬件开发的周期,具有十分重要的意义。 作为在测控开发平台的基础上构建测控系统的实例,研制了气门弹簧负荷计算机自动分选系统的现场级控制器。
上传时间: 2013-06-16
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