基于ARM的电阻炉炉温控制系统设计

在科学技术突飞猛进发展的背景下,现代工业生产中的电压、电流、开关量等都是重要的被控参数,在冶金制造业中,温度是器件生产过程中非常重要的物理参数,需要对各种加热炉的温度进行严格控制,对其温度变化进行实时监测,确保炉内温度满足制造器件的需求。电阻炉在金属热处理中具有较为广泛的应用,是进行金属锻压加热、烧结的重要工业设备。电阻炉温度控制多采用自动化控制系统,实现智能化管理,保证炉温的均匀度以及零件温度的均匀性,提高生产的可靠性和稳定性。从电阻炉温度控制的难点入手分析,结合电阻炉温度控制系统的设计原则,提出一种基于ARM处理器的电阻炉炉温控制系统设计方案,能够提高电阻炉温度控制的精度,保证工业生产的稳定性。

基于ARM处理器的温室大棚智能监控系统设计

为了实现温室大棚的智能监测与控制,设计基于ARM处理器的温室大棚智能监控系统。系统分为三个部分:数据采集及设备控制终端、智能网关终端、Android手机客户端,数据采集及设备控制终端以ARM微处理为核心,通过传感器、算法、Wi-Fi等技术,实现温室大棚数据采集、数据处理、数据传输及执行设备的智能控制,智能网关终端实现多个温室大棚数据从内网发送至公网,Android手机客户端实现数据的接收与发送。经测试验证,系统能够实现温室大棚的智能监控。

基于ARM的非接触测温仪的研发

传统的体温检测设备如体温计和红外测温枪均为近距离接触式体温监测计,使用复杂、工作量大、准确性低,极大地威胁着检测人员的身体健康。结合黑体辐射理论和智能识别技术,以ARM处理器为基础,研发一套以检测人体红外辐射量为核心的远程自动非接触体温检测仪。其与传统的体温检测方法相比,检测效率高、准确度高、成本和能耗低,实践证明具有一定的社会经济效益和使用价值。

地球系统模型(CESM)移植到ARM高性能计算集群的实证研究

气候模拟非常具有挑战性,涉及大量相互作用的物理过程。地球系统模型(CESM)是一个开源的耦合气候系统,广泛应用于区域和全球气候预测。CESM应用运行需要做大量的数值计算,超高分辨率气候模拟则需要更大规模的并行计算能力。近年来,基于ARM的高性能计算集群的出现为这些需要大量计算的物理系统的运行提供了一种新的选择。可扩展性和能效是传统HPC平台的两个关键问题。与传统的X86高性能计算平台相比,基于ARM的处理器提供了更高的内存带宽和每芯片更多的内核,有利于应用程序的可扩展性。在该文的工作中,以CESM为研究对象,并将其成功移植到了基于ARM架构的华为鲲鹏处理器上。根据CESM的运行时数据,提出了一个定制的C/Fortran编译器并改进了进程调度算法。在华为鲲鹏处理器和英特尔至强处理器上进行了大量的对比实验,结果表明:在华为鲲鹏处理器上优化后的CESM实例虽然单核性能相对较低,但整体性能提升了31.78%~42.93%,并具有更好的可扩展性。

基于ARM处理器的均衡计算型服务器设计

由于传统服务器无法随时随地实现远程控制,设计基于ARM处理器的均衡计算型服务器。在硬件设计方面,以ARM处理器为核心硬件,将数字量输出作为远程控制信号,实现经互联网的远程控制。在软件设计方面,通过轮询调度算法与节点平均负载值,达到网际互连协议(Internet Protocol,IP)负载均衡的目的;使用遗传算法的交叉操作,扩展空间搜寻区域,从而确保遗传算法的搜寻性能。测试结果表明,设计的均衡计算型服务器,系统平均响应时间为22.026 s,且准确度维持在90%以上。通过测试可以看出,设计的服务器可达到预先效果。

WRF模式在ARM服务器上的移植及优化研究

针对目前WRF模式迁移中存在的问题,提出具体迁移部署的方法。随后通过对美国东部地区降雨模拟,给出WRF模式在Intel X86和ARM架构上的计算性能的差异,通过NCL方法计算了结果的准确性。实验结果表明,WRF模式可被完整地迁移到ARM架构的超级计算机上。仿真结果显示,在并行运算下,WRF模式在ARM架构超算集群上耗时更短,且单节点运算中ARM可有效提高并行运算效率,具有一定的使用价值,为研究者提供参考。

基于LabVIEW和ARM处理器的大型称重式蒸渗仪测控系统

针对大型称重式蒸渗仪测控系统常见的缺乏通用性、扩展性不足和可靠性差等问题,该文提出了一种基于LabVIEW和ARM处理器的分布式大型称重式蒸渗仪测控系统。底层测控单元全部采用ARM处理器LPC1768开发设计,所有单元均通过RS485方式MODBUS协议与上位机进行通信,上位机测控软件采用LabVIEW设计开发,支持对除称重参数以外的其它测量参数的选择。同时采取了中值滤波和滑动窗口平均滤波等信号处理算法,提高称重测量精度。运行试验表明,在称重分辨率达到0.1g,杠杆系数为277.7时,蒸发量或降雨量的分辨率达到了0.0072mm水深。

基于ARM的远程自动控制计量闸门控制系统

介绍了一种远程自动控制计量闸门控制系统,设计了基于ARM的主控与存储电路、GPRS模块、LCD模块、太阳能供电系统及电压转换模块、数据采集接口、电机与限位开关接口电路、图像采集模块等的硬件平台,开发了闸门终端和控制中心应用软件,在不同灌区进行了闸门应用试验。试验结果表明:开发的远程自动控制与测流计量的一体化闸门控制系统运行稳定,测流精度高,操作简单,水情适应性强,可以满足灌区信息化建设的要求。

基于ARM平台的多媒体播放器的设计与实现

基于ARM平台设计了一个状态机控制的多媒体播放器系统,并进行了相应的性能优化,从而在资源受限的通用处理器上实现了软解码的高性能计算,完成了一个高性能、低功耗、低成本的嵌入式系统。

ARM处理器+DSP构架的微机馈线保护装置的研制

基于 IEC61850体系的变电站自动化系统设计思想研制了微机馈线保护装置，利用嵌入式ARM(Advanced RISC Machines)处理器强大的以太网通信功能和数字信号处理器(DSP)高效快速的处理能力实现微机保护的功能。双口 RAM 用于双处理器间的高速数据交换。装置采用双保护出口机制，有效提高了装置的可靠性。保护算法在 MATLAB 仿真和试验中都验证了保护装置的速动性、选择性和可靠性。

基于ARM的嵌入式Web服务器设计

将嵌入式技术与Web技术相结合,已成为目前嵌入式系统的一个重要发展方向和必然趋势。利用源代码开放的uClinux为操作系统平台,实现了以ARM微处理器为核心的嵌入式Web服务器,在分析了嵌入式Web服务器的体系结构后,给出了系统的硬件结构组成和软件设计。对Web服务器的测试结果表明,该服务器运行稳定、控制方便,将在智能家居、远程数据采集、工业控制等领域有着广泛的应用前景。

基于嵌入式ARM全自动横机的控制系统

介绍了电脑横机的工作原理及编织过程中对横机各部件的动作要求,提出采用32位处理器ARM和群组单片机作为嵌入式全自动横机的主控制和从控制,通过并行数据总线和地址总线使主控和从控达到协调配合,实现嵌入式全自动横机的控制,对所研究的全自动横机控制系统的关键技术予以分析和阐述。

基于ARM处理器的自动阻抗匹配器

简要介绍了自动阻抗匹配器的应用背景及使用要求,在此基础上提出了基于ARM处理器的自动阻抗匹配器的设计方案,并进行了系统软硬件的具体设计,最后对系统参数调控进行了计算机仿真和分析。

一种基于PYNQ的神经网络加速系统

针对传统卷积神经网络计算复杂度高,耗时较长,难以应用到嵌入式移动端的问题,提出了一种以ZYNQ芯片作为主控的FPAG联合ARM实现的的神经网络加速系统。该系统的PL部分采用纯RTL开发,对卷积层的输入层和输出层进行了全并行化,对卷积窗口进行完全的展开,在一个时钟周期内可以同时完成81次乘法运算,同时对池化层和全连接层采用流水线的优化方式。相比常用的使用高层次综合工具进行优化的方法,该系统使用RTL语言从零开始设计卷积神经网络各个模块,进行了细粒度的优化,避免了冗余逻辑资源的产生,充分利用了片上资源。针对MINIST手写数字识别的网络模型,该系统的DSP利用率达到了95%,在100 MHz时钟频率下,硬件单帧图像处理时间仅为0.81 ms,功耗仅为1.601 W。

基于FPGA+ARM的视觉导航轮式机器人

根据自动运输的需求,以FPGA+ARM为核心,设计一种基于视觉导航的自主式轮式机器人,使用FPGA控制图像的实时采集、存储和显示,用ARM实现路径识别、通信并控制执行机构和传感器。路径识别的基本思想是采样二值化并去噪,再检测出场景中的路径,由路径跟踪模块进行导航计算。实验结果表明,该机器人的控制准确可靠,能正确地跟踪预先设置的引导轨线。

基于ARM嵌入式近红外光谱仪器的研制

本文介绍了基于ARM微处理器的嵌入式近红外光谱仪器设计,并给出了仪器的软件和硬件的设计方案。设计应用了最先进的ARM嵌入式技术,利用ARM丰富的内部设备,实现了光谱数据的传输和基于触摸屏的人机交互平台。实现近红外光谱仪器操作简单化,体现了ARM微处理器的优胜之处。

基于ARM核处理器的机器人遥操作系统

针对机器人遥操作控制系统,以嵌入式技术和遥操作为基础,利用Internet实现对远程设备的实时控制,提出一种以嵌入式处理器S3C2410作为机器人服务器、改进型Linux为实时操作系统的嵌入式网络通信系统。该体系结构有效提高了网络化控制系统对实时性的要求,实现机器人控制命令和反馈数据在局域网上的双向传输,完成主从式机器人的网络遥操作。仿真实验结果表明该系统是准确可行的。

AES算法优化及其在ARM上的应用

提出一种高级加密标准(AES)算法的优化方案,适合在ARM处理器上运行长度均为128位的明文和密钥。将输入的明文和密钥按列优先原则排列成4×4的状态矩阵。对列混合、逆列混合以及密钥扩展进行优化,采用轮打开方式和轮不打开方式在S3C2440平台上实现该算法。结果表明,该算法可以在ARM上高效运行,并占用较少的ROM空间。

基于ARM处理器的手机短消息加密系统

介绍了一种基于ARM处理器的基于身份加密的手机短消息加密系统。本系统以S3C2410作为处理器、TC35作为GSM模块、嵌入式Linux作为操作系统,采用基于身份加密算法,对短消息中的敏感内容进行加密处理,并对存储在手机中的私钥进行非交互式更新。测试表明本系统满足机密性和实时性要求,同时还具有前向安全性,即使手机丢失,以前的加密短消息依然是保密的。本系统能够为移动商务提供安全的短信传输。

基于ARM的嵌入式Web服务器的研究与实现

本文给出了一种嵌入式Web Server的设计方案。该方案对基于ARM和Linux的嵌入式Web Server系统的软硬件体系结构及构建Boa服务器的具体方法进行了详细的阐述,实现了浏览器与嵌入式系统之间的动态交互。这种嵌入式Web Server方案可以广泛地应用在远程监控、智能家电等领域,具有广泛的应用前景。