基于嵌入式系统的绿色能源测控系统研究
发布时间：2022-05-08 09:34
ARM、DSP等32位微处理器以及VxWorks、Linux等嵌入式操作系统的广泛使用,使嵌入式系统的处理能力大大提高。随着测控对象复杂化、测控功能多样化的发展,嵌入式系统越来越多的应用到分布式测控系统中,以满足系统低功耗、高性能的测控要求。本文以“加拿大家居绿色能源系统的控制子系统”项目为背景,对嵌入式平台构建分布式测控系统的相关技术实现进行了研究。本文给出了项目的整体设计方案,并实现了以ARM微处理器为核心的中央控制单元和以DSP微处理器为核心的终端测控节点的电路设计,重点说明了中央控制单元CAN总线接口电路和终端测控节点无刷直流电动机控制电路的具体设计。在对嵌入式软件开发模式和软件结构进行分析的基础上,建立了嵌入式Linux软件开发环境,并在中央控制单元实现了Linux操作系统、嵌入式数据库和FTP服务器的移植。为实现中央单元CAN总线通讯,针对本文设计的具体电路,给出了Linux系统下CAN总线接口设备驱动程序的实现。为提高控制性能,针对终端节点控制对象特点,设计了基于单神经元自适应PID算法的无刷直流电动机控制程序。为验证系统运行的可靠性,建立多CAN节点测试平台对系统进行了...
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 本课题的研究背景及目的
1.3 嵌入式分布测控系统的发展
1.3.1 嵌入式处理器
1.3.2 嵌入式操作系统
1.3.3 现场总线技术
1.4 本论文研究工作的意义和主要内容
第二章 测控系统硬件设计
2.1 系统方案设计
2.2 系统硬件总体结构
2.3 中央控制单元方案设计
2.3.1 微处理器53C2410A
2.3.2 总体结构组成
2.4 CAN 接口硬件电路设计
2.4.1 设计方案选择
2.4.2 CAN 接口时序设计
2.4.3 具体电路设计实现
2.5 终端测控节点设计
2.5.1 终端节点总体结构
2.5.2 无刷直流电动机控制
2.6 本章小结
第三章 测控系统软件设计
3.1 嵌入式软件开发模式
3.2 嵌入式LINUX软件开发环境
3.2.1 交叉编译环境
3.2.2 Linux 操作系统
3.2.3 Linux 内核移植
3.3 嵌入式系统软件结构
3.3.1 系统引导加载程序
3.3.2 系统内核
3.3.3 文件系统
3.3.4 应用程序
3.4 测控系统中央单元应用程序实现
3.4.1 嵌入式数据库实现
3.4.2 嵌入式FTP 服务器实现
3.5 终端测控节点电动机控制程序实现
3.5.1 单神经元自适应PID 控制算法
3.5.2 无刷直流电动机控制程序
3.6 本章小结
第四章 CAN 总线接口设备驱动程序设计
4.1 CAN 总线协议
4.1.1 CAN 协议结构
4.1.2 CAN 协议物理帧
4.2 CAN 总线接口驱动程序开发
4.2.1 Linux 驱动程序概述
4.2.2 Linux 系统驱动程序结构
4.2.3 CAN 总线接口驱动程序
4.3 本章小结
第五章 测控系统总体测试
5.1 测控系统测试平台的构成
5.1.1 测试平台构成
5.1.2 测试流程设计
5.2 系统测试
5.2.1 功能测试
5.2.2 性能测试
5.3 本章小结
第六章 总结展望
6.1 本文工作总结
6.2 工作展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于TMS320LF2407的太阳能电动车控制系统[J]. 许志强,章曙东,施正荣,朱拓,孟昭渊. 机械与电子. 2006(07)
[2]CAN控制器驱动程序开发[J]. 唐小琦,曹树华. 机械与电子. 2006(04)
[3]基于μClinux嵌入式车载网络系统的CAN总线设备驱动程序设计[J]. 黄涛,周德恒. 计算机应用. 2005(S1)
[4]直线无刷直流电动机单神经元P ID控制仿真[J]. 孙树敏,梁得亮,谢增荣. 微电机(伺服技术). 2005(05)
[5]嵌入式LINUX上的CAN设备驱动程序的设计[J]. 杨波,徐成,李仁发. 科学技术与工程. 2004(12)
[6]基于单神经元PID控制器的闭环控制系统[J]. 祝轩,侯榆青,彭进业,李岩,吴涛. 西北大学学报(自然科学版). 2004(04)
[7]CAN通信卡的Linux设备驱动程序设计实现[J]. 杨峰,吉吟东,薛明. 电子技术应用. 2002(01)
[8]感应电机单神经元微分积分比例调节器[J]. 王聪,张素兵. 中国矿业大学学报. 2000(02)
[9]嵌入式数据库[J]. Edmund X.Dejesus,苏欣. 中文信息. 1999(Z1)
[10]CAN总线控制器与ARM微处理器的接口时序设计[J]. 刘林密,赵志宇,林勇. 海军航空工程学院学报. 2005 (01)
本文编号：3651404
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 本课题的研究背景及目的
1.3 嵌入式分布测控系统的发展
1.3.1 嵌入式处理器
1.3.2 嵌入式操作系统
1.3.3 现场总线技术
1.4 本论文研究工作的意义和主要内容
第二章 测控系统硬件设计
2.1 系统方案设计
2.2 系统硬件总体结构
2.3 中央控制单元方案设计
2.3.1 微处理器53C2410A
2.3.2 总体结构组成
2.4 CAN 接口硬件电路设计
2.4.1 设计方案选择
2.4.2 CAN 接口时序设计
2.4.3 具体电路设计实现
2.5 终端测控节点设计
2.5.1 终端节点总体结构
2.5.2 无刷直流电动机控制
2.6 本章小结
第三章 测控系统软件设计
3.1 嵌入式软件开发模式
3.2 嵌入式LINUX软件开发环境
3.2.1 交叉编译环境
3.2.2 Linux 操作系统
3.2.3 Linux 内核移植
3.3 嵌入式系统软件结构
3.3.1 系统引导加载程序
3.3.2 系统内核
3.3.3 文件系统
3.3.4 应用程序
3.4 测控系统中央单元应用程序实现
3.4.1 嵌入式数据库实现
3.4.2 嵌入式FTP 服务器实现
3.5 终端测控节点电动机控制程序实现
3.5.1 单神经元自适应PID 控制算法
3.5.2 无刷直流电动机控制程序
3.6 本章小结
第四章 CAN 总线接口设备驱动程序设计
4.1 CAN 总线协议
4.1.1 CAN 协议结构
4.1.2 CAN 协议物理帧
4.2 CAN 总线接口驱动程序开发
4.2.1 Linux 驱动程序概述
4.2.2 Linux 系统驱动程序结构
4.2.3 CAN 总线接口驱动程序
4.3 本章小结
第五章 测控系统总体测试
5.1 测控系统测试平台的构成
5.1.1 测试平台构成
5.1.2 测试流程设计
5.2 系统测试
5.2.1 功能测试
5.2.2 性能测试
5.3 本章小结
第六章 总结展望
6.1 本文工作总结
6.2 工作展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于TMS320LF2407的太阳能电动车控制系统[J]. 许志强,章曙东,施正荣,朱拓,孟昭渊. 机械与电子. 2006(07)
[2]CAN控制器驱动程序开发[J]. 唐小琦,曹树华. 机械与电子. 2006(04)
[3]基于μClinux嵌入式车载网络系统的CAN总线设备驱动程序设计[J]. 黄涛,周德恒. 计算机应用. 2005(S1)
[4]直线无刷直流电动机单神经元P ID控制仿真[J]. 孙树敏,梁得亮,谢增荣. 微电机(伺服技术). 2005(05)
[5]嵌入式LINUX上的CAN设备驱动程序的设计[J]. 杨波,徐成,李仁发. 科学技术与工程. 2004(12)
[6]基于单神经元PID控制器的闭环控制系统[J]. 祝轩,侯榆青,彭进业,李岩,吴涛. 西北大学学报(自然科学版). 2004(04)
[7]CAN通信卡的Linux设备驱动程序设计实现[J]. 杨峰,吉吟东,薛明. 电子技术应用. 2002(01)
[8]感应电机单神经元微分积分比例调节器[J]. 王聪,张素兵. 中国矿业大学学报. 2000(02)
[9]嵌入式数据库[J]. Edmund X.Dejesus,苏欣. 中文信息. 1999(Z1)
[10]CAN总线控制器与ARM微处理器的接口时序设计[J]. 刘林密,赵志宇,林勇. 海军航空工程学院学报. 2005 (01)
本文编号：3651404
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