基于ARM的数字电源监控系统的研究与实现
发布时间：2021-07-27 12:23
本文针对兰州重离子加速器数字电源监控系统所涉及的关键技术进行了研究和实验，并设计了一个基于ARM的数字电源监控系统。电源实时运行数据记录与保存对加速器磁铁电源故障处理和运行维护十分重要，一直是加速器数字电源工作人员的渴望。但由于电源上软硬件资源的有限性，无法在电源上用大型数据库管理系统来实现电源数据储存、查询等功能。相比较其它数据库系统而言，小、速度快、而且支持多个用户同时访问的嵌入式数据库MySQL和ARM嵌入式系统集成在一起，作为整个电源监控系统的前端，可以对每一台电源的实时运行数据记录和积累。对历史数据的分析，可以随时掌握了解电源性能，从而提高电源性能，成为嵌入式资源有限的电源最好的选择。基于ARM的数字电源监控系统研究与设计是本论文的主要工作。在国内外加速器领域，基于多种处理器相结合的数字电源监控系统研究是很重要的一项课题,不仅是因为这类电源监控系统的突出作用,是关键设备,而且是电源监控系统设计的一个难点。本文采取了一种基于ARM和FPGA的设计方案来实现数字电源的监控，与国内外同类单嵌入式处理器电源相比，功能易于扩展，改变了传统的单嵌入式处理器工作模式，使大量电源运行状态记录...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所)甘肃省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 所选课题及背景
1.2 加速器电源监控系统
1.2.1 大型粒子加速器电源监控系统的结构
1.2.2 嵌入式系统在数字电源监控系统应用及发展
1.3 基于 ARM+FPGA 数字电源监控系统提出及意义
1.3.1 基于 FPGA 的数字调节器的加速器数字电源
1.3.2 基于 ARM+FPGA 的数字电源监控系统的提出
1.4 本论文的主要工作和创新之处
1.4.1 本论文的主要工作
1.4.2 论文的创新之处
第二章 基于 ARM 的数字电源监控系统总体结构
2.1 数字电源实时监控系统简介
2.1.1 基于 ARM 的数字电源监控系统结构
2.1.2 系统功能介绍
2.2 基于 ARM 的数字电源监控系统通信方式、处理芯片的选择
2.2.1 通信方式的选择
2.2.2 系统硬件芯片的选择
2.3 ARM 微处理器底层驱动程序开发
2.3.1 ARM 与 FPGA 之间的数据通信
2.3.2 S3C6410 的 uart 接口
2.3.3 底层驱动介绍
2.3.4 串口设备驱动
2.3.5 RS-485 底层驱动关键技术
2.5 ARM 上 TCP/IP 通信
第三章 基于 ARM 的数字电源监控系统的数据库功能模块的实现
3.1 嵌入式数据库
3.1.1 嵌入式数据库系统软件结构
3.2 MySQL 数据库简介
3.2.1 嵌入式 MySQL 数据库管理系统的特性
3.2.2 Ubuntu 下编译 ARM 平台 QtEmbedded 的 MySQL 和 MySQL 插件
3.2.3 嵌入式 MySQL 的移植及配置
3.3 电源数据库的设计
3.3.1 数据库需求分析
3.3.2 数据库概念结构设计
3.3.3 物理结构设计
第四章 基于 ARM 的数字电源监控系统软件实现
4.1 嵌入式 Linux 开发环境搭建
4.1.1. 在 Windows 中安装虚拟机
4.1.2 Qt 安装
4.1.3 建立 Qt 交叉编译环境
4.1.4 信号与槽
4.1.5 Qwt 简介
4.2 通信实现
4.2.1 ARM 与数据调节器的通信
4.2.2 ARM 与上位机的 TCP/IP 通信
4.3 系统功能实现
4.3.1 操作模块功能实现
4.3.2 电源状态显示功能实现
4.3.3 电源故障显示功能实现
4.3.4 数据储存设计
第五章 基于 ARM 的数字电源监控系统的测试
5.1 软件模块测试
5.2 通信测试
5.3 系统测试
5.4 测试总结
第六章 总结与展望
6.1 论文总结
6.2 展望
参考文献
作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Qt Creator的充电桩图形界面开发的研究[J]. 范军丽,周敏,朱振军. 电子质量. 2012(07)
[2]ARM11 MPCore性能分析与优化研究[J]. 周余,都思丹. 南京大学学报(自然科学版). 2009(01)
[3]嵌入式Linux网络驱动程序的开发及实现原理[J]. 赵洁,丁香乾. 微计算机信息. 2008(17)
[4]基于嵌入式Linux的MySQL数据库的图形化管理[J]. 张碧武,杨丰萍. 华东交通大学学报. 2007(05)
[5]串行通信协议的研究及应用[J]. 马玉春,宋瀚涛. 计算机应用研究. 2004(04)
[6]基于RS-485总线的测控系统串行通信协议及其软硬件实现[J]. 杨旭雷,张浩. 电气自动化. 2002(02)
[7]基于RS-232异步串行通信接口通用通信协议的设计与实现[J]. 刘进海,刘志博,马力. 现代电子技术. 1998(07)
硕士论文
[1]基于ARM11的嵌入式无线视频监控系统的研究与实现[D]. 徐霖.武汉科技大学 2012
[2]基于Android平台的无线点菜系统的设计与实现[D]. 郑逦.山东大学 2012
[3]MySQL数据库源代码分析及存储引擎的设计[D]. 王威.南京邮电大学 2012
[4]基于Qt的嵌入式GUI的研究与实现[D]. 黄超.吉林大学 2011
[5]基于ARM的智能家居视频监控系统[D]. 刘宇鹏.燕山大学 2010
[6]ARM9平台上基于Qt/Embedded的嵌入式GUI的研究与实现[D]. 曾剑元.吉林大学 2010
[7]嵌入式Linux终端驱动及通信程序开发[D]. 李俊.华北电力大学（北京） 2009
[8]基于ARM和FPGA的嵌入式运动控制器的研究[D]. 刘祥.哈尔滨工业大学 2008
[9]CPLD在电力电子变换技术中的应用[D]. 叶剑利.浙江大学 2004
[10]CPLD在变频调速系统中的应用[D]. 李明峰.浙江大学 2003
本文编号：3305773
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所)甘肃省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 所选课题及背景
1.2 加速器电源监控系统
1.2.1 大型粒子加速器电源监控系统的结构
1.2.2 嵌入式系统在数字电源监控系统应用及发展
1.3 基于 ARM+FPGA 数字电源监控系统提出及意义
1.3.1 基于 FPGA 的数字调节器的加速器数字电源
1.3.2 基于 ARM+FPGA 的数字电源监控系统的提出
1.4 本论文的主要工作和创新之处
1.4.1 本论文的主要工作
1.4.2 论文的创新之处
第二章 基于 ARM 的数字电源监控系统总体结构
2.1 数字电源实时监控系统简介
2.1.1 基于 ARM 的数字电源监控系统结构
2.1.2 系统功能介绍
2.2 基于 ARM 的数字电源监控系统通信方式、处理芯片的选择
2.2.1 通信方式的选择
2.2.2 系统硬件芯片的选择
2.3 ARM 微处理器底层驱动程序开发
2.3.1 ARM 与 FPGA 之间的数据通信
2.3.2 S3C6410 的 uart 接口
2.3.3 底层驱动介绍
2.3.4 串口设备驱动
2.3.5 RS-485 底层驱动关键技术
2.5 ARM 上 TCP/IP 通信
第三章 基于 ARM 的数字电源监控系统的数据库功能模块的实现
3.1 嵌入式数据库
3.1.1 嵌入式数据库系统软件结构
3.2 MySQL 数据库简介
3.2.1 嵌入式 MySQL 数据库管理系统的特性
3.2.2 Ubuntu 下编译 ARM 平台 QtEmbedded 的 MySQL 和 MySQL 插件
3.2.3 嵌入式 MySQL 的移植及配置
3.3 电源数据库的设计
3.3.1 数据库需求分析
3.3.2 数据库概念结构设计
3.3.3 物理结构设计
第四章 基于 ARM 的数字电源监控系统软件实现
4.1 嵌入式 Linux 开发环境搭建
4.1.1. 在 Windows 中安装虚拟机
4.1.2 Qt 安装
4.1.3 建立 Qt 交叉编译环境
4.1.4 信号与槽
4.1.5 Qwt 简介
4.2 通信实现
4.2.1 ARM 与数据调节器的通信
4.2.2 ARM 与上位机的 TCP/IP 通信
4.3 系统功能实现
4.3.1 操作模块功能实现
4.3.2 电源状态显示功能实现
4.3.3 电源故障显示功能实现
4.3.4 数据储存设计
第五章 基于 ARM 的数字电源监控系统的测试
5.1 软件模块测试
5.2 通信测试
5.3 系统测试
5.4 测试总结
第六章 总结与展望
6.1 论文总结
6.2 展望
参考文献
作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Qt Creator的充电桩图形界面开发的研究[J]. 范军丽,周敏,朱振军. 电子质量. 2012(07)
[2]ARM11 MPCore性能分析与优化研究[J]. 周余,都思丹. 南京大学学报(自然科学版). 2009(01)
[3]嵌入式Linux网络驱动程序的开发及实现原理[J]. 赵洁,丁香乾. 微计算机信息. 2008(17)
[4]基于嵌入式Linux的MySQL数据库的图形化管理[J]. 张碧武,杨丰萍. 华东交通大学学报. 2007(05)
[5]串行通信协议的研究及应用[J]. 马玉春,宋瀚涛. 计算机应用研究. 2004(04)
[6]基于RS-485总线的测控系统串行通信协议及其软硬件实现[J]. 杨旭雷,张浩. 电气自动化. 2002(02)
[7]基于RS-232异步串行通信接口通用通信协议的设计与实现[J]. 刘进海,刘志博,马力. 现代电子技术. 1998(07)
硕士论文
[1]基于ARM11的嵌入式无线视频监控系统的研究与实现[D]. 徐霖.武汉科技大学 2012
[2]基于Android平台的无线点菜系统的设计与实现[D]. 郑逦.山东大学 2012
[3]MySQL数据库源代码分析及存储引擎的设计[D]. 王威.南京邮电大学 2012
[4]基于Qt的嵌入式GUI的研究与实现[D]. 黄超.吉林大学 2011
[5]基于ARM的智能家居视频监控系统[D]. 刘宇鹏.燕山大学 2010
[6]ARM9平台上基于Qt/Embedded的嵌入式GUI的研究与实现[D]. 曾剑元.吉林大学 2010
[7]嵌入式Linux终端驱动及通信程序开发[D]. 李俊.华北电力大学（北京） 2009
[8]基于ARM和FPGA的嵌入式运动控制器的研究[D]. 刘祥.哈尔滨工业大学 2008
[9]CPLD在电力电子变换技术中的应用[D]. 叶剑利.浙江大学 2004
[10]CPLD在变频调速系统中的应用[D]. 李明峰.浙江大学 2003
本文编号：3305773
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