课程文献中心 更多>>

关键词： 嵌入式系统   电子收款机   LPC2214  

摘要： 随着电子领域的迅速发展,电子收款机越来越广泛的应用于我们的生活中,与人们生产生活密切相关。电子收款机属于消费类电子产品,主要功能是帮助销售人员进行销售、管理人员进行管理。可以为营业减少差错,提供高质量的服务改善经营环境。电子收款机广泛应用在超市、饭店、宾馆、加油站、等消费类行业,可以精确的记载收银人员每笔业务,记录的同时统计收款员的营业业绩,杜绝恶意作弊弄虚作假现象,保护经营者的经济权益。本文对嵌入式电子收款机的功能、硬件系统以及软件系统进行深入的分析与论证,首先论述了收款机实用价值以及研究意义;其次是根据生活中的观察,设计出理想的电子收款机的功能。最后根据LPC2214芯片组进行设计、分析论证,进行硬件设计。硬件设计包括原理图的设计、硬件电路的PCB设计、元器件的库文件设计、硬件模块打印机的通信设计、硬件模块显示电路的调试、存储电路的调试、硬件电路电源系统的设计、硬件电路电磁兼容的分析;软件设计包括软件系统的总体设计、操作系统的任务分配,软件系统的任务设计、软件系统的模块设计,各个模块之间的通信流程;软件系统和硬件系统的调试过程;软件系统控制硬件系统的过程等等。电子收款机可以按时统计出商品的总销售量、营业额、客流量、单类商品的销售量、单类商品的销售额以至商品库存量等营业数据,方便经营者时时监控商品销售情况。项目开发设计最终结果表明,嵌入式电子收款机可以完成复杂的销售任务,提供可靠安全的销售活动。实现对人、财、物等业务工作的综合管理。本文在第一章讨论电子收款机的设计价值、设计理念、在消费类电子产业中的地位;第二章根据实际需要分析并讨论电子收款机的设计功能,提出一个设计的理念;第三章讨论电子收款机的硬件电路部分,根据硬件电路进行设计收款机第四章讨论电子收款机的软件系统部分,根据收款机的功能设计软件系统;第五章进行电子收款机总结,对收款机在软件系统和硬件系统在设计过程中的不足和改进加以讨论。经最后的测试电子收款机,表明收款机各项指标均达到要求。

关键词： 交流充电桩   嵌入式系统   控制   GUI  

摘要： 当代中国社会,大气污染问题愈发严重。作为大气污染的重要污染源之一,燃油汽车为人类社会生活带来方便的同时,其尾气排放也导致了日益严重的大气污染。电动汽车具有零排放、能源利用率高、结构简单、噪声小等优点,已经成为汽车产业发展的重点。“兵马未动,粮草先行”。作为电动汽车的主要充电设备,充电桩相关技术的研究是电动汽车普及化的前提条件。本文在以嵌入式系统为模型的基础上设计并实现了电动汽车交流充电桩控制管理系统。该系统主要由嵌入式控制中心模块、计量计费模块、人机交互模块部分构成,主要应用嵌入式系统控制、数据传输、人机交互等技术实现可以通过LCD完成为电动汽车充电的控制监测以及显示功能。首先搭建交流充电桩计费管理系统整体方案框架;根据交流充电桩功能需求确定了以嵌入式系统为中心,应用嵌入式控制技术,从软硬件结合角度实现对交流充电桩控制系统的统一调度控制;参照国家电网标准,设计并实现了嵌入式控制中心对当前电网状态的实时监控;从实际用户角度考虑,选择合适的支付方式并实现与嵌入式控制中心的通信;利用人机交互技术,从应用程序角度设计并实现能够满足用户操作的GUI交互界面,能够通过触摸屏实现对交流充电桩的操作控制;最后在实现主要部分功能后,组装交流充电桩的样机并进行整机调试,对交流充电桩的基本工作性能进行了测试。本文设计和实现的交流充电桩样机可满足目前充电桩的基本功能需求,所设计的人机交互GUI显示正确且运行稳定可靠,还为以后其它功能扩展预留了空间。

关键词： 生物反馈   数字信号控制器   嵌入式系统   叠加算法  

摘要： 脑电生物反馈机是一种通过采集患者脑部电信号,分析其与疾病活动性及发病类型的关系,诊断大脑内部神经细胞群的生理活动状况的医疗仪器。该医疗仪器已在临床医学中被作为对患者的进一步治疗提供可靠依据的工具,特别是对临床脑部疾病的诊断,对于患者的康复具有重要意义。然而,目前国内设计的脑电生物反馈机大部分基于FPGA+MCU的硬件方案,并将数据传至上位机后再通过算法提取诱发脑电,然而这种方案设计的系统依然存在如下缺陷：在硬件上,系统抗干扰能力不强、同步性较弱和数据传输量大的；在算法上,依然采用传统的叠加平均算法进行信号提取,需要对测试者进行多次刺激获取信号,可能影响到患者神经系统,导致采集信号不准确。针对上述问题,本文提出基于FPGA+ARM+DSP的硬件方案,使系统兼备较强的控制能力和复杂数据处理能力,改善放大器电路部分,提高了抗干扰能力；在DSP中实现提取信号的算法,减轻了与系统通讯负担,以此降低信号失真和提高系统同步性。针对上述提出的设计方案,本文主要工作和创新点如下：在硬件设计方面,论文中分析了系统的核心电路模块的设计；论述了设计电路以实现将算法移植到下位机中的方法；研究了在多芯片的硬件设计方案中,实现各模块之间数据高速传输的过程；研究了如何采用扩展SRAM的方法解决算法移植到DSP平台后需要进行大量数据存储的问题；采用多芯片的方案,虽然增加了电路设计的难度,却减轻了与上位机的通讯负担,系统的性能及同步性得到了改善。在算法设计方面,本文介绍了通过叠加平均算法对ERP进行提取的方法,首先通过IIR滤波器改进了传统叠加平均算法;然后再采用自适应干扰相消原理进一步改进,改进后的算法减少了信号的叠加次数。在算法章节中,通过MATLAB对算法改进前后进行了仿真和分析,验证了改进后的叠加算法对ERP的提取效果的优势。在程序设计方面,主要介绍了信号采集模块的实现、在多个芯片之间的总线互连通讯接口模块的设计。研究如何通过FPGA的内部FIFO缓冲模块实现DSP、FPGA和ARM之间的数据高速传输；并通过流程图将各模块实现过程进行描述和分析。

关键词： 嵌入式系统   mini2440   Qt   AD5933   阻抗测量  

摘要： 电阻抗断层成像技术(electrical impedance tomography,EIT)是近些年发展起来的新一代功能成像技术,利用阻抗测量系统对生物组织进行阻抗测量,通过分析相应的阻抗数据就能够取得丰富的与被测对象生理、病理状态相关的功能信息。EIT技术以其非侵入、安全无辐射、成本低廉、成像速度快、可连续测量且实时可视化等优点在医学成像技术领域备受关注。本文构建了以mini2440开发板为控制核心,以Qt开发的应用软件为平台,八个AD5933为电极的嵌入式电阻抗测量系统。通过运行于嵌入式操作系统上的阻抗测量软件,可设置AD5933芯片的工作模式,并控制数据采集的过程。控制及采集等指令通过I2C协议传输给嵌入式处理器。本论文完成了嵌入式八电极电阻抗系统研制,采集到的实部虚部信息以txt文件的形式存储在开发板中,并由开发的Qt阻抗测量软件对进行系统标定、数据处理、曲线绘制等。本系统构建成功后,进行了盐水槽实验,利用开发的Qt阻抗测量软件对试验数据进行分析处理并绘制曲线,在采集大量数据的基础上对系统进行性能测试,系统性能满足阻抗测量的精度及成像要求。最后,对盐水槽中不同位置的有机玻璃棒进行成像实验,采用高斯牛顿算法对数据进行归一化处理并成像。图像结果显示,该系统能很好地再现被测场域中物体的分布。实验结果表明该嵌入式阻抗测量系统具有体积小、集成度高、准确性好、功耗低、成本低、便携式等优点。

关键词： 机器视觉   嵌入式系统   图编程   调试  

摘要： 计算机视觉是利用摄像机和电脑替代人眼的一门学科,具有对目标进行分类、识别、追踪和判断决策等功能。近两年来,随着“德国工业4.0”和“中国2025计划”的推出,加快了以智能制造为核心的工业发展,尤其是可编程逻辑控制器(Programmable Logical Controller,PLC)技术。越来越多的PLC技术将运动控制与视觉技术结合在一起,这是当今时代智能化的一个重要的标志。这些技术的发展,离不开嵌入式系统的支撑。而基于嵌入式系统的机器视觉平台开发,目前还处于起步阶段。为了适应在嵌入式系统上进行视觉应用开发,本文在本实验室现有的嵌入式图编程环境CASS上添加图像算法模块,用于辅助嵌入式系统对图像数据进行计算和处理。本课题将重点关注在软件平台上实现创新,主要对以下几方面进行了研究:(1)研究开源OpenCV库,对移植好的视觉算法模块定义标准接口,用XML语言实现对算法库的快速封装;(2)研究图形化编程语言和IEC61131-3标准,将算法模块封装成功能块构件,实现用拖拉控件方式进行图形化编程;(3)研究嵌入式平台和计算机视觉调试方法,提出一种基于PC端和嵌入式端的双层视觉调试(Double Layer Vision Debug,DLVD)方法,实现平台的混合调试功能;(4)研究通信协议,针对图像数据传输的特殊性,提出新的32位Modbus协议,实现对特定图像区域从嵌入式端到PC端的快速传输。本文在Microsoft Visual Stdio2010软件平台和.net framework4.0上,用C#语言实现了基于图编程的嵌入式机器视觉软件平台。该平台能够实现普通工人和现场工程师用图形化编程方式对视觉应用进行快速建模、仿真、调试等任务。

关键词： 机器人   控制器   示教焊接   嵌入式系统  

摘要： 自动焊接是制造业中重要的、先进的工艺技术,焊接机器人的发展极大地促进了焊接工艺的整体水平,具备庞大的市场潜力和广阔的提升空间。焊接机器人的自主研发和产业化对我国制造业的发展具有重要意义。本文结合国内外焊接机器人的发展现状及趋势,对弧焊机器人系统控制器进行设计并对其控制技术进行研究。以“XYZ三轴直角坐标+焊接摆动”的焊接小车为控制对象,基于ARM系列STM32微处理器设计控制器硬件电路,并在此基础上构建μC/OS-II嵌入式操作系统平台,设计远程操作端Android应用程序。控制器作为系统控制中心处理焊接输出控制、运动路径规划和远程通信等,采用PWM信号控制弧焊电源功率的输出和焊枪的摆动,利用霍尔传感器采集焊接参数反馈调节;通过CAN总线与焊接小车通信,驱动其执行示教再现功能;使用WIFI与上位机通信,应用程序处理用户操作。主要为系统开发了示教再现、焊接控制、参数设置与调节、程序存储和无线控制等功能。分析优化了运动插补算法,并提出了一种应用于焊接控制的新型PID算法,使系统能够保持良好的控制性能。最后,搭建实验平台并对示教焊接轨迹进行仿真和分析,对焊接摆动和焊接输出调节进行整体实验测试。

关键词： 嵌入式系统   指纹识别   Linux   身份验证  

摘要： 在日常生活中,常用验证身份的方式为查看身份证信息,由于身份证容易被伪造,在考生身份验证过程中存在极大的隐患。随着生物识别信息技术的发展,指纹识别技术可以有效提高考生身份验证效率,保证考生身份验证的准确性。本文对指纹验证系统的工作原理及工作流程进行分析和研究,从指纹验证系统的准确性和快速性出发,提出考生考场指纹验证系统设计方案。指纹验证系统硬件包括核心处理模块、指纹模块、WIFI模块。对指纹识别算法进行研究改进,实现指纹图像预处理、特征值提取及匹配,提高了指纹验证的准确和快速性。编写系统应用程序实现系统各个功能包括指纹信息录入、查询、删除、验证、指纹信息上传下载。利用GUI开发工具对系统交互界面开发,制作登录、指纹录入、验证等功能窗口,建立指纹验证系统数据库,实现指纹信息存储及删除,并通过WIFI实现指纹信息上传及下载。通过软硬件综合调试测试考生考场指纹验证系统性能,对测试结果分析。指纹验证系统快速性良好,辨识准确率高,系统运行稳定达到设计初步要求。

关键词： 嵌入式系统   教学方法   电子   计算机系统   轻子   案例教学法  

摘要： 近年来,随着计算机科学技术的不断发展,在中国嵌入式系统作为代表计算机应用的最新成果,继续在航天,工业控制,仪器仪表,消费电子等领域,直接导致中国嵌入式系统市场需求在嵌入式领域的快速增长人才需求持续增长,人才差距正在逐步扩大。另一方面,普通大学生计算机科学毕业生的就业率没有得到有效的提高,对人才的迫切需求,大多数毕业生需要工作尴尬的社会现象。虽然这种矛盾有很多原因,大多数高校在嵌入式系统

关键词： 有缆六旋翼   TMS320F28335   模糊滑模控制   嵌入式系统  

摘要： 随着无人机技术的发展,多旋翼无人机的应用领域越来越广泛。此类无人机能量来源依靠容量有限的机载电池,因此飞行时间和机载能力都受到了限制,这对多旋翼无人机的应用推广造成了障碍。本文从能量供给问题出发,提出了一种通过柔性线缆进行地面供电的方法。这种方法能够解决无人机续航和机载电子设备供电问题,使其能够被用于不间断定点监控、球赛转播及会场录制等。有缆六旋翼飞行控制系统主要由六旋翼飞行器、柔性线缆、上位机和线缆收放器组成。本文对所使用的柔性线缆和六旋翼飞行器进行了非线性模型的建立。设计了内环姿态环、外环位置环的双闭环飞行控制器。姿态控制器使用遗传优化模糊全局滑模控制,位置控制使用遗传优化PID控制。在滑模控制中加入模糊控制,能够减轻系统的抖振,从而使直流无刷电机的转速变化频率降低,进而减小机体的震动,有效的防止了机械结构的松动。机载捷联惯性导航所使用的传感器为主流的MEMS传感器模块,其中包括三轴陀螺仪、三轴磁力计、三轴加速度计和气压高度计。本文对这些传感器的特性进行了介绍,并分别利用三轴陀螺仪和三轴磁力计与三轴加速度计的组合两种方法对飞行器姿态进行解算,将两种解算的结果利用卡尔曼滤波算法进行融合以得到更加精确的姿态角,从而进行精确的导航信息解算。六旋翼飞行控制器的硬件和软件以TMS320F28335为主控芯片进行设计。实物实验分为室内静态测试和室外动态测试。静态测试是对姿态控制器功能进行测试,结果表明三个姿态角能够跟踪给定目标角度,俯仰角和滚转角的抖动比偏航角要大。动态测试是对位置控制器功能进行测试,结果表明有缆六旋翼飞行器能够对给定的位置目标量进行跟踪,抗风能力还需进一步加强。

关键词： 电源屏   Modbus协议   嵌入式系统   三层结构  

摘要： 随着我国高速铁路的基础建设的大力推进,铁路的信息化技术发展也十分迅速,人们对信息化的需求已经越来越高,高效、纯洁的电源是铁路安全运行的关键因素。铁路的电源屏是由一台或者多台模块化的电源机柜组成,以低压电器和各种电力电子元器件组成各种供电模块,向铁路车站或者车场的信号设备提供电力的成套设备。是电力机车的动力和心脏。把智能检测技术引入电源领域,与电子技术,计算机技术相结合是未来的技术方向,也毕竟会应用越来越广泛。本文正是在这样的背景下,认真分析了铁道部的行业规范,针对铁路电源屏的监测指标,经过充分的调研和硬件选型,综合考虑成本、可靠性、稳定性、温漂等等各种因素。构建了一个监测、汇总、统计、显示、预警于一体的系统。在系统的设计方面,分为三层架构,前端是传感层,第二层是控制层,第三层是数据汇总分析层。各个层之间按照Modbus协议进行通讯。经过测试,系统具有良好的人机界面,在嵌入式操作系统的平台基础上,实现了系统需求中提到的各项指标。采集单元,数据通讯单元、RTC单元、人机接口单元、存储单元、声光报警单元均工作正常,数据采集准确。操作的逻辑性合理。实现了预期的目标。