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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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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随着嵌入式技术的发展,ARM处理器以其独特的优势在计算机、电子和通信的各个领域得到广泛应用,将网络技术、控制技术和视频监控技术相融合,在更大程度上促进了家庭生活的信息化和自动化。系统采用先进的ARM处理器作为控制平台,与使用C51单片机相比,提高了性能,缩短了开发周期;与使用传统的PC机相比,兼顾了系统功能,又节约了成本,在家庭自动化领域具有较好的理论价值和广阔的应用前景。 本文在分析国内外家庭自动化发展现状的基础上,采用先进的ARM技术,给出了多模式网络通信方案,解决了家庭自动化系统对不同通信网络的兼容性问题,在公用电话网语音通信中,提出了通信状态机模型,讨论了电话按键检测和超时无选择的问题,对语音处理技术的实现进行了研究;在无线网络通信中,通过短消息的发送和接收,实现了远程用户和系统之间的信号传输,对系统无线GPRS通信的实现进行了技术研究;在远程图像监控的实现中,给出了单帧图像采集的实现方法,对C/S模式下远程监控技术进行了研究;为实现系统与终端之间的信号传输,给出了家庭内部控制网络接口设计方案,实现了家电设备控制和自动报警功能,在系统安全问题方面,给出了系统身份认证的实现方法。在此基础上,构建了一个低成本、高性能、高可靠性的家庭自动化系统。
上传时间: 2013-06-21
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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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直流电动机由于具有良好的调速特性,宽广的调速范围,在某些要求调速的地方,特别是对调速性能指标要求较高的场合,如轧钢机、龙门刨床、高精度机床、电动汽车等中,得到了广泛地应用。国外这类调速系统的价格高,而国内的同类产品性能指标不够稳定,因此设计一个性能价格比较高的直流调速系统,对工业生产具有重要的现实意义。 本文采用ARM S3C2410为控制芯片,以模糊PID为智能控制方法,设计了基于实时嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ的直流电机调速系统。首先对模糊控制及嵌入式系统作了简单介绍,构建了模糊PID控制的直流电机调速系统模型,并在MATLAB环境下,对设计模型进行了仿真,在仿真的基础上设计了控制系统硬、软件,主要包括MOSFET驱动、光电隔离、键盘显示、转速测量、H桥可逆控制部分等,并将嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ移植到该系统中,实现了对直流电机的良好调速性能。 控制系统硬件实现模块化设计,线路简单,可靠性高。软件设计采用可读性强的C语言,自底层向上层的原则设计,程序逻辑性强、易于修改维护。以ARM为核心的控制系统,结构简单,抗干扰能力强,性价比高。仿真和试验表明:基于模糊PID智能控制的直流电机调速方法是可行的,有很好的应用前景。
上传时间: 2013-04-24
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现代喷气织机以其高速、高性能等优势,占据了无梭织机的大部分市场,并成为最有发展前景的一种织机。送经、卷取机构是织机控制系统的重要组成部分,其对经纱张力的控制精度已成为评定织机质量的重要技术指标。因此,提高和改善喷气织机的电子送经和卷取控制系统的性能非常必要,而且,开发具有高速、高精度的独立电子送经和卷取控制模块具有广阔的应用前景。 本课题研究开发了一款独立的电子送经和卷取控制模块,通过人机界面或CAN通讯对该控制系统所需参数进行设置,使其可以根据参数设置应用于不同型号的喷气织机。通过对系统的控制分析,本课题主要从硬件电路设计、软件控制及张力控制算法三个方面进行研究。 首先,通过对喷气织机的性能要求及控制器结构与性能的综合考虑,系统采用以高速ARM7TDMI为内核的低功耗微处理器LPC2294作为系统控制器,该控制器不仅速度快、性能稳定,而且其丰富的外围模块大大简化了硬件电路的设计。硬件电路设计采用模块化设计方法,主要功能模块包括嵌入式最小系统模块、主轴编码器采集模块、张力采集模块、电机控制模块、通讯模块、人机界面模块、输入输出信号模块等。根据系统需要,对各个模块的控制器件进行选取,并设计出各个模块的接口电路。最后,为了提高系统的稳定性和可靠性,在硬件电路设计中采取了隔离、去耦等硬件抗干扰措施。 在软件设计方面,系统采用嵌入式实时操作系统μC/OS-II,便于系统升级和维护。在系统硬件平台的基础上,根据设计要求对操作系统内核进行剪裁和移植,并对系统时钟节拍进行修改。结合硬件电路及系统控制要求,对系统启动代码进行修改;并根据系统对各个功能模块控制的时效性要求,对系统任务进行合理规划。为了说明系统采用该RTOS的可行性,对实时性要求最高的张力采集任务进行了实时性分析。对CAN通讯协议进行制定和编程实现,并对I2C、CAN和LCD驱动程序进行开发,另外,对每个任务的功能及控制流程和任务间及任务与中断间的信息通讯进行了说明。系统在软件方面也采用了一定的抗干扰技术,对硬件抗干扰进行补充。 最后,针对经纱张力的非线性和滞后性等复杂特性,对张力调节采用模糊参数自整定PID控制算法,设计出张力模糊参数自整定PID控制器。并在Matlab及Simulink工具下,对PID控制器下的张力算法及模糊参数自整定PID控制器下的张力算法进行仿真研究。而且对张力模糊PID控制算法在LPC2294中的实现进行了说明。关键词:ARM; μC/OS-II;喷气织机;送经卷取;模糊PID
上传时间: 2013-06-11
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随着科学技术的进步以及人民生活水平的日益提高,人均寿命日益延长,社会将进入老龄化,老人的医疗护理需求将很大。一方面老年病人更愿意接受家庭环境下的护理,另一方面从长远来看,对人体生理参数指标的监测与记录对现代人身体变化状况的研究具有深远意义。因此,本文设计了基于ARM人体生理参数监测系统终端和与之配套的专业医疗机构服务系统。 终端通过以太网接入到INTERNET,利用TCP/IP协议进行传输,实现生理参数信号的远程采集与传输。在医疗端给出针对不同终端客户的医疗建档和服务。 1.文章介绍了人体生理参数(改参数包括血压,脉搏波,体温)的生物信号转为电信号的医理模型,然后根据医理模型得到数学模型和物理模型。 2.给出终端硬件设计的实现。文章对终端采用的三星公司的S3C2440微处理器进行了介绍,并且实现了对终端系统中的AD数据采集、LCD液晶屏和触摸屏的搭建、储器的扩张、源系统的设计、网络连接电路的硬件开发。这种基于ARM嵌入式处理器S3C2440及Linux操作系统的实现方案,经过实验检验了其工作的可行性。 3.终端的嵌入式系统的软件实现。实现了终端主要模块中的液晶显示屏、触摸屏、AD、网络芯片等在嵌入式linux环境下驱动的编写。同时,本文对终端的应用程序的各个功能模块的设计方法的进行了详细介绍。 4.服务器端的软件系统实现。对各个医疗模块数据库的构建也给出了详细的介绍。 最后文章得到结论:基于以太网的人体生理参数采集系统能够充分利用Internet的优势,提高人们对自身身体变化的关注度,因而为远程医疗、家庭保健、专家会诊等新兴的医疗技术提供良好的基础支持。
上传时间: 2013-04-24
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本文在分析研究部队执勤信息化建设对无线数据传输技术需求的基础上,以无线数据传输技术和嵌入式系统研究为背景,按照嵌入式系统开发的流程和方法,以设计通用化、模块化软硬件平台为重点,解决无线数据传输系统设计关键技术为核心,设计了由32位嵌入式系统主控模块和射频收发模块组成的无线数据传输系统原型;并通过移植嵌入式实时操作系统--uC/OS-II,构造了系统软件开发平台;在此基础上,完成了系统相关驱动程序和通信协议等底层软件设计,为进一步扩展系统功能,实现工程应用打下了基础。 首先,论文比较了系统微处理器的选择,无线通信方式的选择,系统接口方式的选择等相关方案,分析了应用32位ARM处理器和嵌入式操作系统构建系统主控模块的优势,提出了系统的软硬件整体结构框架。 其次,从构建通用软、硬件平台的角度,重点介绍了LPC2138(ARM)微处理器和nRF401无线射频芯片主要特性及相关外围电路的设计,并对系统的硬件抗干扰措施进行了分析。在完成硬件电路设计的基础上,针对主控模块设计了启动代码,分析了uC/OS-II操作系统体系结构,进行了系统移植,形成了完整的软硬件开发平台。 最后,在学习研究uC/OS-II操作系统程序设计技术的基础上,讨论了系统相关驱动程序和通信协议等底层软件的开发方法,完成了基本的层次化,模块化软件设计,对系统无线传输功能进行了验证,并对系统将来的功能扩展和工程应用提出了构想。
上传时间: 2013-07-06
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GPS以全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点,赢得广大测绘工作者的信赖,而一体化GPS接收机更是具有全内置、防水、耐寒以及操作方便、适用范围广等优点,己经广泛应用于控制测量和大地测量中。随着全球定位系统的不断改进,硬、软件的不断完善,应用领域正在不断地开拓,目前已遍及国民经济各种部门,并开始逐步深入人们的日常生活。 本文介绍了GPS系统的特点、工作原理、课题背景、国内外相关产品的现状以及发展趋势,阐述了GPS接收机的设计原理。文章认为,GPS接收机中的微处理器的性能直接影响整机的性能,相比较其它微处理器,ARM微处理器具有一些独特的优势。文章了ARM系列微处理器尤其是ARM7微处理器的性能特点,并给出了利用ARM7微处理器LPC2138芯片和xc3s1000型FPGA设计GPS接收机的实际设计和调试方案,并对此方案进行了论证,同时给出了各个功能模块的软硬件实现过程,并对样机进行了性能指标测试。
上传时间: 2013-04-24
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心血管疾病是威胁人类健康的主要疾病之一,而心电图检测是诊断心脏病变的有效手段。心电数据的高效采集和实时传输成为心电检测的基础,因此,设计一种性能可靠、价格低廉、体积较小的心电采集与远程传输系统将对心血管疾病的检测和预防具有重要意义。 本文在对心电信号采集技术和以太网传输技术进行深入研究的基础上,设计实现了一款基于ARM的心电信号采集与以太网传输系统。该系统前端是利用AD620、LM324、ADOP07等器件设计的信号调理电路,该电路实现了心电信号的高质量提取;系统的关键电路是以32位ARM7TDMI-S微控制器LPC2210为核心,并结合以太网控制芯片RTL8019AS、Flash SST39VF160和SRAM IS61LV25616AL设计的A/D转换模块和以太网接口模块,它构建了数据采集和传输的硬件基础;此外,论文还完成了μC/OS-II操作系统在LPC2210上的移植,并实现了系统TCP/IP协议栈;最后,采用了多任务化方式设计了系统应用程序。 通过远端上位机应用软件测试表明,本系统实现了心电信号的采集与传输,达到了远程监控心电信号的目的,且运行稳定可靠。
上传时间: 2013-06-15
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