动态称重技术具有称重精度高、速度快的优点,在许多生产部门有广泛的应用。本文所涉课题对实验室现有的动态称重系统的仪表进行了改造和升级,为其增加了条码识别和以太网接入两个主要功能,开发出了一款新型智能仪表,在邮政部门的业务结算中用来快速稽核大宗邮件的名义重量。 本文以嵌入式技术为平台,根据智能仪表不同功能模块的处理特点,有针对性地利用ARM微处理器提供的多种硬件资源,uClinux操作系统提供的多种BH和锁机制,解决了实际出现的问题。 本文以邮件称重和条码识别两个功能模块作为重点,兼顾其他模块,介绍了新型智能智能仪表的软件和硬件设计。并展示了课题最终的成果,达到了预期的设计要求。
标签: ARMuClinux 电子 动态 智能仪表
上传时间: 2013-07-29
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液位是工业生产中常见的测量参数,化工、石油、污水处理等各类工厂企业都要进行液位测量。目前,液位检测技术飞速发展,新的液位测量仪表量程大、精度高、功能全,我国新型液位仪表大多依靠进口。由于超声波测量液位具有非接触测量、可测低温介质、能够定点和连续测量等优点,近年来,超声液位测量技术取得了长足的进步,己成功应用于江河水位、化学和制药工业、食品加工、罐装液位等多种领域。 本文研制的是基于ARM的超声波液位计。传统的超声波液位计一般使用8位的单片机作处理器,采用电子元件捕捉到超声波回波信号后产生中断,判断超声波的传播时间。本文提出了使用32位ARM芯片做处理器,采用数字信号处理的方法来判断超声波传播时间的设计方案。 本文使用高性能的ARM7TDMI-S内核的芯片LPC2119作为系统的运算控制器,加强了系统对超声波回波信号的处理能力;使用A/D转换器将回波信号转换为数字信号,采用数字滤波处理信号,利用数值处理来判断超声波回波信号的起始点,提高了液位的测量精度;采用单换能器收发一体式电路设计,简化了液位的计算;利用LPC2119芯片内部的CAN总线控制器设计了CAN总线通信接口;选用一线式数字温度传感器DSl8820进行温度补偿,避免了由于环境温度的变化而产生的测量误差。ARM芯片丰富的内部资源和I/0口线有利于今后扩展功能,升级系统。本超声波液位计使用方便,精度高,能满足工业生产中的要求。
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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视频监控系统是一种先进的、防范能力强的综合系统。它通过遥控摄像机及其辅助设备(镜头、云台等)直接观看被监控场所的一切情况,同时可以把监控场所的图像内容传送到监控中心,进行实时远程监控。随着计算机、网络以及图像处理、传输技术的迅猛发展,视频监控技术也得到飞速发展,视频监控进入了全数字化的网络时代,传统的模拟视频监控系统和基于PC机的数字视频监控系统已不能满足现代社会发展的需要,基于嵌入式技术的网络视频监控系统成为视频监控系统发展的新趋势,具有广阔的应用前景和实用价值。 本文在总结分析前人研究成果的基础上,深入系统地研究了基于ARM和Linux的嵌入式系统开发技术,给出了基于ARM的嵌入式视频服务器的总体设计方案和功能规划,包括硬件结构和软件结构,基于B/S(Browser/Server)服务机制的客户端软件设计大大降低了客户端的软硬件要求。然后,介绍了嵌入式Linux交叉编译环境的搭建和嵌入式软件的开发过程,通过BootLoader的配置烧写和Linux内核的移植编译,搭建了嵌入式视频服务器运行开发的软件平台。最后详细分析了嵌入式视频服务器软件部分各个功能模块的设计思路及其关键代码实现,用Liflux vide04linux APIs实现了视频图像的采集,视频数据网络传输采用了基于UDP协议的IP组播方式,而视频图像显示模块则采用了自行设计实现的基于IPicture COM接口的ActiveX控件,便于维护、更新和升级。 本文设计的基于ARM的嵌入式视频服务器安装设置方便,远程客户端用户通过IE浏览器可直接访问服务器,实时视频图像传输流畅,无明显抖动,具有良好的稳定性、较高的性价比和一定的实用价值。
上传时间: 2013-05-19
上传用户:彭玖华
小型无人直升机具有悬停、侧飞、倒飞等独特的飞行特性,能够实现固定翼飞机所不能完成的飞行动作,在军事和民用方面都有很大的应用需求。飞行控制系统是小型无人直升机系统的重要组成部分,是飞行控制算法的运行平台,也是实现小型无人直升机自主飞行的关键部分。进行小型无人直升机飞行控制系统的研究具有重要的现实意义。 本文围绕小型无人直升机飞行控制系统的设计与实现展开论述。首先,文章对目前小型无人直升机及其飞行控制系统的研究现状与发展趋势进行了综述,在此基础上提出了一种以ARM处理器为控制核心、以CPLD为辅助控制器件的飞行控制系统方案。 其次,文章重点描述了小型无人直升机飞行控制系统的软硬件设计过程和相关方案。飞行控制系统的硬件部分由ARM模块和CPLD模块两大部分组成,其中包括数据采集电路、串口通讯电路、舵机控制电路、电源电路等硬件功能模块。软件部分由基于Linux2.6内核的操作系统和相关的设备驱动组成,并设计了基于SD卡的软件存储系统。 最后,文章对小型无人直升机的导航控制系统进行了一些探讨。讨论了从飞行控制系统到导航控制系统的平台升级方案和小型无人直升机在未知环境中的导航控制算法。
上传时间: 2013-05-20
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无线数据传输是指终端和监控中心通过无线网络的方式进行数据通信。本文以ARM处理器S3C2440A为核心搭建硬件平台,选用Linux作为嵌入式操作系统,实现了基于CDMA网络的无线数据传输系统。 系统以ARM920T微处理器芯片S3C2440A和CDMA模块Q2438F为实现核心。论文首先研究了基于S3C2440A微处理器的嵌入式系统硬件平台的架构,详细分析了ARM最小系统中各个功能组成模块;然后建立了嵌入式系统开发的arm-linux-gcc交叉编译环境,重点研究了Bootloader和Linux内核的配置与编译,并且在硬件平台上移植了Linux操作系统。在ARM嵌入式Linux开发平台上,研究了基于Video4Linux的USB摄像头采集图像的解决方案,即在Linux内核中加载Video4Linux模块,通过V4L模块提供的编程接口,操作USB摄像头设备文件/dev/video0,并且采用内存映射方式截取视频,完成了图像采集的软件设计。此外,论文还研究了在Linux环境下PPP协议拨号上网的实现方法,即通过AT指令初始化CDMA模块,使之附在CDMA网络上,通过编写脚本程序的方法建立PPP连接,获得网络运营商ISP动态分配给数据传输终端的IP地址,从而实现了无线模块拨号上网功能。在无线终端通过PPP拨号上网后,采用了客户端/服务器端模式,运行套接字(Socket)应用程序,将设备采集到的图像数据通过CDMA网络后再经过Internet传送到监控中心,实现了传输终端和监控中心之间的数据的发送与接收。 论文研究和实现的基于ARM嵌入式Linux和CDMA网络的无线数据传输系统满足设计要求,达到了预期目标。终端内嵌TCP/IP协议,可以通过CDMA网络连接到互联网,数据传输实时性强,为用户提供透明的数据传输通道。相比于传统的传输系统,它具有高可靠性、组网方便、可远程控制等特点,因此在电力自动化、环保、交通监控等领域有着广泛的应用,特别适用于移动环境、难于布线的场所和边远地区。
上传时间: 2013-06-11
上传用户:gaojiao1999
自“9.11”后,随着人们对安防需求的升级,门禁控制系统得到日益广泛的应用,不断提高门禁系统的安全性成为研究的重要课题。第四代门禁系统结合了人体生物特征识别技术,利用人体本身具有的物理特征(如指纹、虹膜、脸型、掌纹等)或行为特征(如步态、签名等)来确定人的身份,取代或加强传统的身份识别方法。 论文采用掌形识别为控制方案,基于ARM920T内核的EP9315芯片为门禁系统CPU,设计和调试了系统的硬件平台。 论文研究了掌形识别算法,进行了三方面的工作。 首先研究了掌形中的手形特征,提出了一种基于骨架特征的手形识别算法,很好的克服了手指旋转给识别带来的干扰。 然后研究了掌形中的掌纹特征,通过系列图像处理,分离出手掌的三条主线,提取主线端点,并在主线上等间隔采样,利用端点和采样点进行匹配,拥有很高的识别率。 最后结合手形与掌纹特征,实现掌形识别。依据手形特征对掌形库进行粗分类,利用掌纹特征进行匹配,算法拥有很快的识别速度与稳定较高的识别率。对分类规则提出了新思路与方法。 论文还提出了基于ARM的门禁系统方案。成功设计了以基于ARM920T内核的EP9315芯片为CPU的最小系统,设计PCB图并制板,最后调试了系统的底层电路。 论文的研究设计工作,通过提高掌形识别算法的识别率,达到了提高门禁系统安全性的目的;ARM平台的设计与调试,在工程实际中有参考价值。
上传时间: 2013-04-24
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随着国有银行向商业银行的转变,银行的设备采购标准会越来越高,与此同时,银行柜台业务量的增加,使得老一代的银行专用打印机无论在速度上还是在使用的方便性上都显得力不从心,为了占领市场,公司有必要开发新型的、使用更加方便的打印机。 老一代打印机在打印存折时,柜台工作人员要把存折放准位置,要不然打印会偏离预定位置,在打印信函时,有的冷僻字无法打印出来,软件无法下载升级。为了加快柜台处理速度,减小柜台工作人员的工作量,需要开发能自动纠偏定位,字符完善的打印机。 本文在分析需求的基础上,比较当前流行的处理器,选用Atmel公司的ARM芯片AT91M42800A作为处理核心,使用Xilin公司的20万门的FPGA XC2S200做硬件逻辑控制,通过光电传感器和相关的控制电路来实现自动纠偏定位。在嵌入式操作系统上选用Nucleus Plus,约95%的Nucleus Plus代码用C语言编写,因此它能很方便移植,同时它还提供全部源代码,这样便于开发。另外,它还只要一次性付费,这使得它有很好的成本优势。 文中详细说明了本系统的硬件、固件的实现。在硬件上阐述了一些单元电路,包括存储器电路,接口电路,传感器电路等的设计思路和实现方法。通过光电传感电路,步进电机控制和软件结合,形成闭环控制,从而实现了快速自动纠偏定位;通过大屏幕的LCD显示实现了操作界面的简单化;采用大容量的存储器以及大字库解决了冷僻字无法打印的问题;固件部分详细阐述了系统上电启动过程,包括Bootstrap模块和loader模块,Bootstrap模块主要功能是重定位存储器,初始化基本硬件以及Loader模块的自动在线下载升级。Loader模块的主要功能是下载FPGA的配置代码,初始化键盘和显示器,然后调用Nucleus Plus初始化代码,从而建立和调用任务。 本文通过总结测试结果,与老一代打印机相比,新打印机在智能化上实现了自动纠偏定位,使得打印机操作人员不需要准确放置存折,就能正确打印,提高了工作效率;在打印速度上比原系统提高30%,还可方便地实现软件升级。 当然,新的打印机在存折偏移很大时,要耗费长时间才能把存折推到正确位置。这要在纠偏算法上做进一步的改进。
上传时间: 2013-04-24
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嵌入式系统的开发与研究已经成为当前的一个热点,Linux由于其独有的优势成为很多厂家开发嵌入式应用的系统,而ARM作为一种高性能、低成本的嵌入式RISC微处理器,已成为应用最广泛的嵌入式处理器。而引导装载程序Bootloader作为嵌入式系统设计的关键之一,针对不同嵌入式处理器开发相应的引导装载程序也变的越来越重要。 本文主要围绕着嵌入式Linux系统中使用比较广泛的一种Bootloader即RedBoot的建立展开讨论,详细论述了在嵌入式Linux操作系统开发领域里所做的研究和实践。 首先由设计完成的RedBoot方案应用在医疗仪器上的测试结果引入,开始介绍了Bootloader系统的概念,分析了目前嵌入式系统中开放源码的Bootloader,选择RedBoot作为文中使用的EW—AM9302开发平台引导装载程序,并详细叙述引导过程,重点分析了基于网络启动的RedBoot,这是许多带有网卡设备的嵌入式产品开发中常用的一种Bootloader方案。 最后,详述如何设计完成拥有在线自动升级方式的RedBoot,其具有下载速度快,操作简易性,功能更加完善,并将该RedBoot系统应用于基于EW—AM9302开发平台的医疗器械开发和设计中,主要以ARM架构为基础,完成该RedBoot在ARM9上的移植。根据测试结果,本方案的RedBoot完全达到开发标准,为嵌入式产品的开发提供了有效的手段。
上传时间: 2013-05-30
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GPS(全球定位系统)是一种全方位的实时定位技术。随着GPS技术的发展,基于PC机的导航定位系统由于其价格及功耗较高已不能满足社会发展的需要,脱离PC端的嵌入式导航定位技术迅速发展起来。如今以ARM处理器作为主CPU的嵌入式硬件平台,几乎已经成为信息产业的硬件标准。一方面,它具有体积小、性能强、功耗低、可靠性高等特点;另一方面,它为高速、稳定地运行嵌入式操作系统提供了硬件基础。因此由基于ARM处理器的硬件平台和嵌入式操作系统构成的嵌入式系统已经被广泛地应用于军事国防、消费电子、网络通信、工业控制等各种领域。本文就对基于ARM的GPS定位系统的开发进行了研究与实现。 本文主要对以下三个方面的技术进行了研究:一是对GPS技术进行了介绍,介绍了GPS技术的发展、原理、特点、系统组成和定位方式;二是搭建基于ARM的硬件平台;三是对Windows CE操作系统的开发进行了详细的描述。 硬件平台设计以三星公司的ARM920T核的S3C2440A为微处理器,根据系统要求完成S3C2440A外围器件的设计,包括64M NAND Flash、64MSDRAM、SD卡以及USB和串口通信的电路设计。而GPS模块使用了GPS25LVS12通道的GPS接收机,并对GPS与ARM的通信接口和数据格式进行了描述。硬件系统设计采用了冗余设计,为以后系统的升级提供了空间。 在嵌入式操作系统上,我们选择的是Windows CE操作系统。详细介绍了平台移植过程中Boot Loader开发,OAL层修改,以串口、键盘和LCD驱动为例介绍了驱动程序的开发,并详细介绍了内核的定制过程。在应用程序开发中,介绍了从PB中导出SDK的过程以及EVC应用程序的调试。
上传时间: 2013-07-09
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