陈丽娟[1]2003年在《嵌入式智能仪器基本系统设计与实现》文中研究说明嵌入式系统即嵌入式计算机系统是当今IT行业最热门的话题之一，其实质是针对各种具体应用的专用计算机系统，路由器、以太网交换机、手机、PDA、掌上电脑、机顶盒、火星探测器等都是它的典型应用。嵌入式系统硬件与软件核心分别是嵌入式微处理器和嵌入式操作系统。追踪国外嵌入式系统先进技术，根据国情研发具有独立知识产权的嵌入式系统软硬件平台，对提高国内嵌入式系统研究和应用水平有着非常重要的意义。 嵌入式智能仪器系统是根据嵌入式系统设计原理构建的测控仪器系统，本文讨论的嵌入式智能仪器基本系统是我们自行研制开发的可以用作各种嵌入式智能仪器特别是手持式仪器和网络化仪器的核心部件，它采用Motorola公司的MC68EZ328作为MPU(微处理器)，并配有网络接口、串行接口、LCD显示、键盘控制等外围电路，采用uClinux为嵌入式操作系统，具有串行通信、网络通信及人机交互等功能，可方便地扩展为针对各种具体应用的手持式仪器和网络化仪器。 本工作研制成功了嵌入式智能仪器基本系统并对其良好的硬件软件性能进行了测试，它为嵌入式智能仪器的研制奠定了硬件和软件基础，为此类仪器的开发提供了设计、调试的便捷工具，主要体现在：1)提出了嵌入式智能仪器硬件系统设计的技术路线：2)研究了嵌入式智能仪器软件的运行机制：3)初步建立了嵌入式智能仪器硬件软件系统开发与调试平台。在此基础上可进一步研制具有网络通信功能的手持式测色仪器和开发易学易用的嵌入式系统教学实验平台等各应用项目。
李瑛[2]2007年在《嵌入式方法在智能仪表中的应用研究》文中进行了进一步梳理嵌入式系统广泛应用于制造工业、过程控制、通讯、仪器、仪表、汽车、船舶、航空、航天和军事装备等工业领域，同工业自动化紧密结合在一起，并相互推动。随着流量检测仪表的技术发展，我们对流量测量仪表提出了更高的要求，主要表现在：智能化，工业生产的自动化发展使仪表的功能越来越复杂，能够对生产现场的信息进行协调；网络化，随着网络的日益发展，更多的工业控制仪表要求具有网络功能，充分利用公共网络资源Internet实现现场数据采集和远程控制。本文采用Samsung公司的S3C2410A微处理器作为系统的核心。它是基于ARM 920T核的32位嵌入式RISC(精简指令集计算机)结构的微处理器，而且内部集成了5级流水线。S3C2410A运行的时钟频率最高可达202MHz，运算速度快，可以满足仪表复杂的运算要求。本文主要研究内容如下：(1)本文研究了智能仪表、嵌入式微处理器、嵌入式操作系统的关键技术。并且详细论述了嵌入式linux操作系统在ARM9平台的编译和移植。(2)本文给出了一种基于ARM9平台和Linux的嵌入式智能仪表的解决方案。(3)针对用户对高端电磁流量仪表的需求，本文提出了将ARM9应用在电磁流量仪表的硬件与软件设计方案。(4)针对嵌入式系统的硬件特点，本文对电磁流量仪表系统的结构进行了优化设计，在硬件上采用了模块化设计方法，提高了电磁流量仪表的应用和研究水平，并降低了设计难度。
王刚[3]2008年在《面向智能仪器的SOPC嵌入式系统设计与实现》文中研究指明随着半导体技术、通讯技术以及大规模集成电路的飞速发展,智能仪器系统的设计思想和方法发生了革命性的变化。新型的智能仪器系统融合了计算机、通信和控制技术,具有智能化测控功能、友好的人机交互界面以及开放的外部设备接口。SOPC技术的出现,为智能仪器系统的设计提供了一个新的解决方案。采用嵌入式SOPC思想架构智能仪器系统可以解决传统设计方法中出现的集成度不高,功能性不佳、灵活性不强等问题。在充分发挥SOPC系统的软硬件协同设计以及在系统可编程的特点后,本课题设计开发了基于SOPC技术的智能仪器系统。该系统主要包含人机交互和高速数据采集两个部分,这两个部分也是所有智能仪器必须具备的核心功能。本文首先介绍了智能仪器的概念、发展、特点和结构以及SOPC系统的概念及其相关的开发环境。接着阐述了基于SOPC技术的智能仪器系统的总体设计方案。然后,论文围绕仪器系统中几个重要部分的软硬件平台的设计搭建全面展开。首先提出了一种针对LCD控制器IP核的设计方法,该方法以Altera公司的软核处理器NiosⅡ为核心,通过对Avalon主端口的使用成功实现了对帧缓存读操作的硬件加速,并且该IP核以参数化概念设计,面向通用的LCD屏幕,大大提高了控制器的可复用性,同时本课题利用SOPC Builder环境中提供的IP核组件在HAL(Hardware Abstract Layer,硬件抽象层)层开发了标准串行口和PS2口的接口驱动,为引入键盘、鼠标等标准外部输入设备提供便利。接下来,在LCD控制器实现的基础上,讨论面向智能仪器的GUI系统的特性需求,并在HAL层编写相应的GUI库函数,为进行友好的人机交互界面设计打下基础。最后,本课题研究了基于NiosⅡ的中断原理和DMA传输原理,并以此为依据设计了智能仪器的高速数据采集接口。通过特定硬件平台的搭建,本文还对两种模式下的数据传输效率进行了比较。本文还在Altera公司提供的DE1开发板上对系统中的重要模块进行了测试,测试结果证明该系统中的LCD显示模块工作正常,GUI库中的函数方法适合于设计智能仪器的人机交互界面,使用串行口、PS2口连接的外备,如键盘、鼠标可以很好地完成外部输入处理。最后,本文还通过构建一个半导体管特性曲线图示仪系统完成了对课题研究内容的实际应用,经实践证明本设计具有很强的通用性和实用性。
毛伟云[4]2007年在《基于ARM的嵌入式智能仪器的研究与设计》文中提出随着测试技术的不断发展，智能仪器的自动化程度越来越高，实现的功能越来越强。嵌入式系统是一种具有特定功能的计算机系统，它与通信技术和网络技术的结合，极大的增强了设备网络和通信的灵活性和智能性。随着信息技术的不断发展和用户需求的不断增长，嵌入式系统的应用日益广泛。在此基础上，将嵌入式实时操作系统与智能仪器设计相结合，可以进一步提高智能仪器的自动化程度，可以增强智能仪器的通信、交互、数据处理等能力，并扩展其使用范围，可以更加有效的管理和协调智能仪器的各种复杂功能，实现智能仪器的功能升级，缩短开发周期，节省生产成本。 本文根据智能仪器的基本功能和特点，采用嵌入式系统的结构设计方法，首先，设计了基于ARM的嵌入式微处理器LPC2294开发硬件平台。硬件平台主要包括LPC2294主体电路、外部通信与控制电路等部分。其中，主体电路部分主要包括电源电路、时钟电路、系统复位电路、系统存储器扩展电路；外部通信和控制电路主要包括串口通信电路和CAN口通讯电路。嵌入式系统的软件核心是嵌入式实时操作系统。本文以ADS1.2为操作平台，对实时操作系统μC／OS-Ⅱ的特点、移植条件等各方面进行了应用研究。最后，本文结合实际，着重介绍了智能仪器在温、湿度测量方面的应用。重点介绍了智能仪器的功能和硬件设计，对嵌入式实时操作系统在智能仪器上的使用和软件实现进行了研究，根据温、湿度系统的要求对实时操作系统进行功能分解和任务划分，并对影响智能仪器实时性和测量精度的因素进行了分析。 科学技术的不断发展对智能仪器的要求不断提高，主要体现在精度、响应速度、系统稳定性等方面。将智能仪器与嵌入式系统以及嵌入式实时操作系统相结合，提高了仪器的稳定性、可靠性和可维护性。本课题研究的智能仪器的设计和实现的方法，对今后智能仪器的设计在理论上有一定的参考价值，所研制的嵌入式智能仪器具有非常广泛的实用价值。
糜峰[5]2010年在《基于SOPC的智能仪器多接口程控模块的设计与实现》文中指出智能仪器是计算机技术应用于测量仪器的产物,从其一产生开始,就随着计算机技术的发展而变革。小型化、智能化、可程控化和网络化都是其发展的主旋律。当前半导体技术、通讯技术以及大规模集成电路的飞速发展,智能仪器系统的设计思想和方法发生了革命性的变化。新型的嵌入式智能仪器系统融合了新的嵌入式计算、控制和通信技术。特别是FPGA的出现,为智能仪器系统的设计提供了一个新的解决方案。采用嵌入式SOPC思想架构智能仪器系统可以解决传统设计方法中出现的集成度不高,功能性不佳、灵活性不强等问题。本文的研究内容就是结合NiosⅡ软核处理器,设计一款可裁剪的,通用的,易移植的,包括嵌入式以太网,RS232,USB的多接口的智能仪器程控模块。在本文的主体部分,首先介绍了智能仪器的发展过程和新的发展趋势以及SOPC系统的概念和相关的软硬件开发环境。接着阐述了基于SOPC的智能仪器多接口程控模块的总体设计方案。然后从各接口的专有芯片DM9000A、ISP1362的功能和控制方法开始,结合各自的通信LwIP协议、USB协议实现了NiosⅡ软核处理器下的嵌入式以太网接口的通信和USB设备控制器的模块的开发和通信,并结合UART IP核的特点和优点,实现了RS232串口通信。针对多接口的系统特性,根据实时操作系统μC/OS-Ⅱ的特点,设计并实现了多接口通信的统一调度模块,将各接口的初始化和通信协议栈的调用以任务为最小单位,合理的或并行或串行运行,模糊了各接口的物理区别,使之统一于同一逻辑层次上。最后介绍了可编程仪器标准命令的组织形式和特点,设计实现了系统的程控SCPI命令解释器模块。值得一提的是,SCPI命令集保存于硬件芯片中,解释器生成模块通过读取SCPI命令集来自动生成SCPI命令树,使得SCPI命令与解释程序没有关联,以达到系统命令的可裁减和通用性。本课题还在Altera公司提供的DE2开发板上对系统中各模块进行了实现,结果表明本系统各通信模块工作正常,能很好的完成通信任务,SCPI解释器模块能完成SCPI命令的解释工作,能查找出对应命令的功能号,并实现了命令的订制裁减。这款可裁剪命令的、通用的程控模块解决方案值得深入研究,并有很好的应用前景和经济价值。
雍常[6]2013年在《基于ARM11的便携式黄酒品质检测仪器的研发》文中提出黄酒是中国特有的洒种,集营养和保健为一体。本文利用近红外光谱技术、软件开发技术和仪器分析技术,研发了基于ARM11硬件平台的便携式黄酒品质检测仪器。本文的主要研究开发工作如下：(1)构建了基于ARM11硬件平台的便携式黄酒品质检测仪器的硬件软件环境,包括USB4000光谱数据采集模块、ARM11数据处理模块、通信控制模块,还有Windows CE和Platform Builder软件开发环境。(2)研制了基于串行通信方式的USB4000光谱仪控制模块。针对USB4000光谱仪厂商未提供嵌入式ARM平台驱动程序的现实,采用串行通信方式,实现了光谱仪硬件的触发模式、积分时间、平均次数和传输速率等特性的控制和光谱数据的采集。(3)实现了基于ARM11硬件平台的便携式检测仪器的黄酒光谱采集,并提供了导入数学模型的接口,可供科研人员导入数学模型以输出相关黄酒品质指标。(4)开发了基于触摸屏控制的图形化的仪器界面,能显示所采集的光谱数据,并输出黄酒品质的检测指标值。
钱曙光[7]2003年在《基于DSP的USB口数据分析系统研究与实现》文中进行了进一步梳理在面向大型机电设备状态监测与故障诊断的嵌入式智能仪器开发的国家863专题研究项目背景下，根据信号分析技术的特点和发展要求，本文结合DSP、USB与EDA技术提出了基于DSP的USB口实时动态信号分析系统。论述了系统的软硬件实现，尤其重点详细描述了基于USB技术的通信模块的实现。 论文第一章阐述了信号分析系统的研究背景，把握了论文研究的内容和重点。 第二章主要研究基于DSP的USB口实时动态信号分析系统的相关技术，包括信号分析技术、DSP、EDA、USB技术。 第叁章就该系统整体设计阶段的的主要问题进行了深入分析，包括驱动程序开发和芯片接口技术。 第四章则详述了系统硬件构成与实现，包括系统硬件实现框架，并对其中涉及到的技术问题进行了探讨。 第五章以EZ-USB AN2131CHIP和TMS540VC33 DSP CHIP为基础，详细描述实现USB通信和DSP算法的软件系统的构建，完成了采集处理系统与PC机间进行基于USB数据传输的驱动程序。 第六章对全文进行了简明的总结，并对未来该领域的研究进行了展望。
张良[8]2016年在《基于FPGA和NIOS系统设计的一种"智能综合电子实验平台"》文中认为电子测量仪器是从事电子设计工作时比不可少的设计工具,其必然向更加智能的方向发展。因此,对于电子测量仪器的研究始终是电子测量与设计工程中的热门课题。同时,伴随着FPGA和SOPC(片上可编程系统)等新兴技术在电子测量领域的大量应用,电子测量仪器的设计也将朝着更加智能化、自动化、模块化和多元化的方向发展。基于以上背景,本文基于FPGA和NIOS系统设计了一种“智能综合电子实验平台”。该“平台”能够输出正弦波、余弦波、叁角波、方波、锯齿波等五种基础信号以及2ASK、2PSK、AM和FM四种调制信号,同时能够在1Hz~20MHz的频率范围内输出频率间隔可控的正弦扫频信号。此外,该“平台”能够对范围信号频率范围在1Hz~20MHz,幅度范围在±5V的正弦波、叁角波和方波等周期信号进行精准的频率和幅度测量,并通过外部接入的矩阵键盘、7寸LCD液晶和VGA显示器等电路进行信息交互,实现“平台”操作的智能化。这种“平台”基于智能化、模块化的设计思路,借助数字DDS、全同步的等精度频率测量、数字峰值检波等技术,改进并提高了传统电子测量仪器的性能。在功能上同时涵盖了从事电子设计测量工作所需的输入信号激励和输出信号处理,能够独立完成一些复杂的实验工作,简化操作步骤,为智能的电子测量仪器设计提供了一个全新思路。
张海春[9]2016年在《QT公司智能仪表设备远程控制系统设计与实现》文中进行了进一步梳理结合国内外现状来说,智能仪表设备在工业体系中应用十分广泛,尤其是计算机系统的引入之后,成为设备智能化的关键。在计算机通信发展早期(DOS系统),远程控制技术就已经被提出,但由于缺乏可视化支持,并没有引起重视。发展至今,远程控制系统已经具有巨大的应用市场,一方面,计算机系统在工业过程中发挥了监测、分析、控制的功能,另一方面,计算机系统与通信技术结合,组成了目前主流的远程控制系统模式。结合现状来说,国内主要的工业控制网络形式包括现场总线、分布式控制、工业以太网等,在监测层面,则主要包括虚拟技术、GPIB总线技术、嵌入式技术等;要满足智能仪表设备远程控制系统的要求,就必须做好控制网络与监测技术的结合。本论文研究工作基于QT公司生产需求展开,作为一家专业的流量计生产企业,QT公司配备了气体、液体两种测试矫正系统,同时也开发设计小型仪表设备远程控制系统;QT公司作为一家中小型企业,自身的资源条件有限,在展开智能仪表设备远程控制系统开发中,为了降低成本、减少后期维护,提出了符合规模小、成本低、抗干扰能力强等要求,这就要求所使用的技术具有较高的耦合性,如实现I/O方式的多样性以及方式的便捷性。基于嵌入式技术展开智能仪表设备远程控制系统的背景、现状、目的、意义等研究,主要的研究内容为远程控制系统的实现,结合QT公司的工业网络通讯情况,采取UML-RT以及PLATFROM相结合的方法,并按照相关要求展开系统测试工作。论文主要研究内容包括了叁个方面,首先针对远程控制系统的相关模块及技术要求进行分析,主要采用的是文献研究法,通过网络数据库和图书馆资料的广泛收集,针对功能模块的需求展开讨论,获取论文研究对象相符合的所有内容。其次是研究对象的准备部分,一方面实现对该系统的需求分析,及了解现实中的实用性,另一方面针对软件系统展开设计,得到系统整体框架和模块详细部分,主要采取了实证研究法,其结论是该系统的市场应用较为广泛。再次,进行相关的系统实现和测试,结果证明该系统的功能可以有效实现,并具有较好的商业价值。
参考文献：
[1]. 嵌入式智能仪器基本系统设计与实现[D]. 陈丽娟. 南京师范大学. 2003
[2]. 嵌入式方法在智能仪表中的应用研究[D]. 李瑛. 华东师范大学. 2007
[3]. 面向智能仪器的SOPC嵌入式系统设计与实现[D]. 王刚. 江苏大学. 2008
[4]. 基于ARM的嵌入式智能仪器的研究与设计[D]. 毛伟云. 西北工业大学. 2007
[5]. 基于SOPC的智能仪器多接口程控模块的设计与实现[D]. 糜峰. 江苏大学. 2010
[6]. 基于ARM11的便携式黄酒品质检测仪器的研发[D]. 雍常. 浙江大学. 2013
[7]. 基于DSP的USB口数据分析系统研究与实现[D]. 钱曙光. 浙江大学. 2003
[8]. 基于FPGA和NIOS系统设计的一种"智能综合电子实验平台"[D]. 张良. 兰州大学. 2016
[9]. QT公司智能仪表设备远程控制系统设计与实现[D]. 张海春. 电子科技大学. 2016
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