近年来,随着社会经济的发展,社会对能源的需求量越来越大,对能源的依赖性也越来越强,而同时全球的能源储备越来越少。尤其是中国,几乎所有能源人均都不及世界的一半。2007年“两会”,政府工作报告中明确提出把节能减耗作为工作切入点,并成立国务院节能减排工作领导小组。钢厂作为工业耗能大户,其节能减耗显得尤为重要,旧的分散式能耗测量方法已不能满足需要,提出新的能耗检测方法迫在眉睫。 本文的工作就是以此为大背景,针对钢厂的能源消耗提出一种新型实时测量方法。系统以嵌入式为开发思路、WINCE操作系统丌发监测终端,包括数据采集、数据传输以及数据集中处理显示三部分。数据采集主要依赖传感器和单片机,将采集到的模拟数据转换为数字量并按照协议要求进行格式打包,包括电参数采集、水参数采集和天然气参数采集三部分;数据传输则采用传统的RS485工业控制网络;终端部分则以ARM为载体,WINCE为平台,开发应用程序实时处理数据。 文中详细阐述了整个监测系统的硬件设计思路和软件设计流程。介绍了数据检测原理及过程,给出了底层和终端的系统通信协议及通信流程,同时通过对监测终端的描述详细介绍了WINCE嵌入式操作系统的定制和在ARM9目标板上的移植,并详细阐述了基于WINCE的EVC应用程序开发,给出了部分代码。 本次设计提出了一种新的钢厂能耗数据集中实时采集技术,并完成了系统整体设计。经过测试运行,各项技术性能指标已经达到了设计的要求。
上传时间: 2013-04-24
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研究如何将当前流行的嵌入式技术应用于工业领域中的数据采集与记录方面,是当今工业过程测量控制领域发展的一个必然方向。 本论文所设计完成的嵌入式工业过程数据采集与记录系统,是以32位ARM7微处理器S3C44B0X为核心,取代了传统的单片机,并且引入了μClinux多任务实时操作系统。采集到的工业现场的实时数据,经A/D转换等步骤处理后,显示在高分辨率的彩色LCD上。在MiniGUI的支持下,通过丰富的图形界面功能,以曲线或表格的形式显示工业现场实时数据的变化趋势,具有良好的人机界面。输入功能通过点击触摸屏来实现,可以像使用Windows操作系统一样,点击菜单、滚动条、列表框、按钮等控件以完成相应的操作。数据的记录完全脱离PC机,显示在LCD上的数据,可以实时的以文件的形式存储在Nand Flash中,必要的时候通过USB接口用U盘导出。μClinux操作系统中移植了BOA网络服务器和CGI脚本程序,因此具有动态Web监控功能,用户可以在PC机上的浏览器中通过网络随时监测工业现场的实时数据。 经过测试,该系统可以稳定可靠的运行,完全实现了工业现场数据的实时采集、人性化显示、规范化操作、脱机化记录和网络化监测等一系列功能,取代了传统的底层智能仪表搭配PC机的构架,将其功能合二为一,对工业企业的技术进步和生产过程的现代化有着重要的作用。
上传时间: 2013-07-18
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飞机飞行的高度、马赫数和升降速度等参数是飞机的自动控制、导航、火控、空中管制、和告警等系统必不可少的信息。随着飞机性能的不断增强,飞机上各系统对飞行参数测试的要求也越来越高,旧有的测试系统已逐渐不能适应现代高速飞机飞行参数的测试需求,本文针对项目委托方提出的技术要求,经过对飞行参数测试技术及其发展趋势的研究分析,最终确定采用嵌入式技术,设计一款基于32位微处理器ARM的集数据采集、处理、显示为一体的测试飞机飞行高度、马赫数和升降速度的系统。 基于课题的研究内容,本文在分析研究飞机飞行参数测试原理的基础上,围绕着设计目标,从整体方案的选择、系统各部分元件的选取及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、软件设计和气压传感器的温度补偿方法进行了深入论述。 应当指出,本文介绍的大气数据参数测试专用机,选用小型化高采样速率的硅压阻式气压传感器、高性能的32位ARM微处理器、高精度A/D转换器、专用接口芯片等优化组合,集成度高,体积小,重量轻。实验结果表明了所设计的系统方案合理有效,具有较好的实时性和可靠性,基本上满足了系统的设计需要。
上传时间: 2013-06-23
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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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随着汽车电子和现代化交通的飞速发展,人们对汽车的行驶性能和安全性能提出了更高的要求。在汽车测试试验中使用记录仪,可以实现实时测量,控制汽车的车速,对超速进行报警,满足汽车试验中对汽车运行情况的了解,特别是根据汽车试验要求而制定的试车计划得到的准确实施,从而进一步提高汽车制造商的市场竞争力。 随着微电子技术的发展,超大规模集成电路技术的成熟,嵌入式计算机系统的功能越来越强大,在某些场合完全可以取代传统的工控机,并且其独特的优势在于它的体积小、功耗低、性价比高,便于携带,使得它非常适合应用到汽车试验记录仪中。 本论文在嵌入式系统平台的构建中做了探索性研究,以汽车试验记录仪的发展和功能要求为目标,以嵌入式计算机系统的硬件设计入手,深入研究了嵌入式计算机硬件系统设计和电磁兼容性问题和能够长时间可靠运行的嵌入式计算机主板。主要模块包括电源、复位、JATG模块,数据存储模块、数据通信模块、数据采集模块、人机交互模块。 在软件部分,实现了嵌入式计算机系统的引导程序(u-boot-1.1.4)的移植,嵌入式Limux2.6.14内核的移植,根文件系统的制作,新增硬件驱动程序编写以及嵌入式图形界面GUI系列MiniGUI的移植,完成了嵌入式计算机系统从硬件到软件系统平台的构建。 目前,国内市场上缺乏专门应用与汽车试验中的记录仪,本文设计中的汽车记录仪正是基于此目的而设计和研制的,该新型的汽车试验记录仪使用方便,性价比高,适用于国内中小型汽车制造厂商。
上传时间: 2013-04-24
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设计了一种测量微位移的光纤位移传感器, 得到了传感器的位移2相位变化关系, 通过相位检出, 获得了微位移量。分析表明, 光纤位移传感器能够满足微位移测量的要求。关键词: 光纤传感器; 微位移;
上传时间: 2013-07-25
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现场可编程门阵列(FPGA)是一种新型器件,它将门阵列的通用结构与现场可编程的特性结合于一体.如今,FPGA系列器件已成为最受欢迎的器件之一.随着FPGA器件的广泛应用,它在数字系统中的作用日益变得重要,它所要求的准确性也变得更高.因此,对FPGA器件的故障测试和故障诊断方法进行更全面的研究具有重要意义.随着集成电路规模的迅速膨胀,电路结构变得复杂,使大量的故障不可测.所以,人们把视线转向了可测性设计(DFT)问题.可测性设计的提出为解决测试问题开辟了新的有效途径,而边界扫描测试方法(BST)是其中一个重要的技术.本文阐述了FPGA系列器件的结构特点,边界扫描测试相关的基本概念与基本理论,给出利用布尔矩阵理论建立的边界扫描测试过程的数学描述和数学模型.论文中主要讨论了边界扫描测试中的测试优化问题,给出解决两类优化问题的现有算法,对它们的优缺点进行了对比,并且提出对两种现有算法的改进,比较了改进前后优化算法的性能.最后总结了利用边界扫描测试FPGA的具体过程.
上传时间: 2013-08-06
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音频管理组件(Audio Management Unit,AMU)是先进客舱娱乐与服务系统(Advanced Cabin Entertainment Service System,ACESS)的组成部分,应用于飞机上音频资源的管理与控制。飞机运营对航空机载电子系统准确性、复杂性和安全性的高要求,使得其维修维护工作极大地依赖于自动测试设备(Automatic Testing Equipment,ATE)。本课题来源于实际工程项目, FPGA技术具备多种优点,将其与民航测试设备结合研制一个用于检测AMU故障的自动测试系统,该系统将对AMU自动完成部件维修手册(Comvonent Maintenance Manual,CMM)所规定的全部功能、性能方面的综合测试。 本文首先概述音频管理组件、自动测试系统及其在民航领域的应用,并阐述了课题的背景、研究目标和相关技术要求;文章对可编程逻辑器件CPLD/FPGA的结构原理、硬件描述语言VHDL的特点以及MAXL+plusⅡ软件的设计流程进行了说明,重点阐述了基于FPGA的DDS信号发生器以及数据采集卡的设计实现、并着重阐述了ARINC429总线的传输规范,和基于FPGA的ARINC429总线接口的设计与实现。在ARINC429接口设计中采用自顶向下,多层次系统设计的方法,用VHDL语言进行描述。在发送器中利用了FPGA内部的分布式RAM创建异步FIFO,节约了FPGA的内部资源和提高了数据传输速度;在接收器中采用了提高抗干扰性的优化设计。测试结果表明基于FPGA的设计实现ARINC429总线数据通信的要求,使用方便,可靠性好,能够克服HS-3282芯片中的数据格式固定,使用不够灵活方便,价格昂贵的缺点。
上传时间: 2013-08-06
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随着我国电力工业的迅猛发展,电网上非线性负载的日益增多,导致线路电压、电流经常出现非正弦状态,从而造成电网谐波“污染”。电网谐波恶化了电能质量指标,降低了电网的可靠性,增加了电网的损失。所以,电器设备在出厂前需要对其进行检测,看其是否会影响电网的电能质量。那么可靠的电力参数测量设备的研制就变得非常重要。通过充分调研并翻阅大量资料,针对课题要求,提出了以ARM作为处理器,结合外围电路,借由μC/OS-Ⅱ操作系统对硬件进行控制,来完成电参数采集及其处理的思路。 本论文完成了装置的硬件电路设计和软件开发。硬件方面采用Philips公司的LPC2132作为处理器,结合外围电路,建立起基本的采样、通信和人机接口硬件平台。软件方面,首先分析了电参数测量的算法,并进行了必要的仿真。在完成μC/OS-Ⅱ在LPC2132上移植的基础上,进行多任务设计,完成数据采集、电量参数计算、USB串口通信和人机接口等功能。
上传时间: 2013-06-08
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高精度电网功率因数测量加权插值FFT优化算法
上传时间: 2013-05-22
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