基于ARM9的汽车尾气检测系统研究

发布时间：2020-11-01 20:42

　　 随着国民经济的发展,汽车产量也在逐年递增,而汽车排放的尾气已经成为了空气污染的一个重要因素。为了减少空气污染,改善大气质量,许多国家投入大量人力和财力支持该领域的研究,并出台了汽车尾气新的排放标准,迫切要求新一代汽车尾气检测设备的出现。 本文在充分分析目前国内该领域研究状况的基础上,针对现有汽车尾气检测设备,在ARM-LINUX平台上尝试研制一种新型的以热电堆传感器为核心,利用郎伯比尔-定律为原理的汽车尾气检测设备,可检测汽车尾气中的一氧化碳(CO)、二氧化碳(C02)碳氢化合物(HC)这三种成分,并利用光化学传感器来检测汽车尾气中的氧气(02)、氮氧(N0)气体的含量。 本文设计了一套完备的汽车尾气检测系统。包括气室结构,光源,传感器,滤光片等的选型；电子方面设计了ARM外围电路,光源控制电路,信号调理电路(放大,滤波处理),数模转化电路和LCD显示驱动电路等。 在数据处理方面,本文设计了一种模糊温度补偿方案,对汽车尾气检测数据由于温度引起的误差进行了模糊补偿研究,以保证了测量精度。在图像界面和通信接口方面,进行了LINUX操作系统在ARM平台上的移植,搭建了宿主机交叉开发环境,编写相关的驱动以及图形界面程序和使用UDP通信接口。通过仿真和实践验证在实时性、稳定性等方面都达到了预期目标,为满足汽车尾气新的排放标准和汽车尾气检测的行业标准迈进一步。
【学位单位】：天津理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2010
【中图分类】：X831;TP368.1;TP274
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题的背景和发展趋势
        1.1.1 汽车尾气的危害性
        1.1.2 国内外在汽车尾气检测方面的现状
    1.2 嵌入式系统
        1.2.1 嵌入式系统的概念
        1.2.2 嵌入式系统的特点
        1.2.3 嵌入式系统的体系结构
    1.3 论文的研究意义以及技术改进
第二章 汽车尾气检测原理的总体分析与设计
    2.1 汽车尾气检测系统的理论基础
    2.2 汽车尾气检测系统的气路模块
    2.3 汽车尾气检测系统的硬件模块划分
第三章 系统硬件设计与实现
    3.1 ARM9微处理器
    3.2 S3C2440处理器详解
    3.3 信号调理电路模块
        3.3.1 根据NDIR原理检测到信号的调理电路
        3.3.2 NO传感器信号的调理电路
        3.3.3 O2传感器信号的调理电路
        3.3.4 压力传感器MPX100p信号的调理电路
    3.4 系统存储模块
        3.4.1 SDRAM存储系统
        3.4.2 FLASH存储系统
        3.4.3 EEPROM
    3.5 系统功能模块
        3.5.1 AD电路模块
        3.5.2 按键
        3.5.3 红外光源驱动电路
        3.5.4 串口通讯接口
        3.5.5 网络接口
        3.5.6 LCD接口
        3.5.7 复位电路
        3.5.8 电源模块
        3.5.9 JTAG连接电路图
        3.5.10 气泵和电磁阀控制电路
第四章 软件平台的搭建
    4.1 嵌入式LINUX操作系统
        4.1.1 交叉开发环境的建立
        4.1.2 建立交叉编译工具链
        4.1.3 安装交叉编译工具
    4.2 配置和编译嵌入式LINUX内核
    4.3 BOOTLOADER的移植
        4.3.1 Bootloader概述
        4.3.2 Bootloader的启动方式及流程
        4.3.3 U-Boot的移植
    4.4 移植文件系统
        4.4.1 文件系统简介
        4.4.2 下载安装相关软件工具
        4.4.3 制作过程
第五章 LINUX设备驱动程序开发
    5.1 LINUX驱动设备程序简介
    5.2 LINUX设备驱动程序的开发流程
        5.2.1 LED驱动程序
        5.2.2 按键的驱动程序
        5.2.3 AD7856驱动
        5.2.4 LCD驱动移植
        5.2.5 网卡驱动移植
        5.2.6 触摸屏驱动程序
第六章 测量数据处理
    6.1 信号滤波
    6.2 计算浓度值
        6.2.1 测量初始值
        6.2.2 校准标定
        6.2.3 误差分析
        6.2.4 模糊逻辑
        6.2.5 误差测量
        6.2.6 模糊补偿器
    6.3 曲面拟合
    6.4 压力引起的误差补偿
第七章 图形界面及UDP通信
    7.1 基于QT的控制界面的实现
        7.1.1 简介
        7.1.2 Qt及Qt-embedded的安装
        7.1.3 控制界面的实现
    7.2 UDP概述
        7.2.1 UDP协议
        7.2.2 UDP通信软件设计
第八章 结论和展望
参考文献
发表论文和科研情况说明
致谢

【参考文献】

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本文编号：2866071