Proteus仿真软件在单片机教学实践中的应用

根据近年来单片机技术发展的需要,分析了单片机教学实践过程中存在的问题,并对单片机教学改革模式进行了探索。以Proteus为实例,重点论述了Proteus软件在单片机教学实践中的应用方法,为单片机课程改革提出了宝贵的经验。

基于FPGA的图像处理硬件加速系统的设计

为解决图像处理算法越来越复杂,普通的计算平台已满足不了当前需求的问题,根据现场可编程门阵列(field programmable gate array, FPGA)的并行计算特点对FAST角点检测算法和Sobel边缘检测算法进行硬件加速,采用HLS(high-level synthesis, HLS)高层次综合技术对两种算法进行设计并进行相应的优化。为提升系统整体性能,在FPGA上实现全部视频输入输出接口和图像算法的完整通路,通过FPGA算法电路与OpenCV算法程序进行对比,前者的图像处理速度快于后者9~11倍,系统功耗也仅为1.9 W,图像检测可达56 fps,满足实时图像处理要求,为以后设计复杂的图像处理系统提供了参考。

无线HART网络节点变速率资源调度算法实现

无线HART网络的资源调度是通过对超帧的资源分配来实现。目前无线HART网络的资源调度算法研究主要应用于节点更新速率固定的场合。将超帧分为数据超帧和管理超帧,提出了一种针对于节点变速率上传数据的数据超帧分配算法,同时根据数据超帧上行数据特性,在超帧中均匀分配时隙,提出了一种提高抗扰性的数据超帧分配算法。实验结果表明,算法解决了无线HART网络变速率节点的资源分配问题,并提高了端对端数据传输的抗扰性。

冗余自由度机械手的避障控制

避障碍物一直是冗余自由度机械手的主要应用 ,本文采用伪逆矩阵法 ,以障碍物和机械手之间的距离的函数作为性能指标函数来解冗余自由度机械手逆解 ,进行避障控制 ,并提出一种简单的计算机械手和障碍物之间的距离方法 ,通过对一个三自由度的平面机械手进行仿真 。

基于FPGA的RGB到YCrCb颜色空间转换

RGB,YCrCb是表示颜色时经常用到的两种颜色空间,在应用中经常需要实现它们之间的转换。在此结合FPGA运算的特点,推导出一种适合在FPGA上实现从RGB到YcrCb颜色空间转换的算法,该方法能有效节省逻辑资源。运用VHDL语言编写程序实现电路,调用DSP48 Slice模块实现乘法运算,采用流水线设计,运算速度快,实时性好,易于在实际工程中实现。

基于单片机的自动转换开关控制器设计

自动转换开关电器(ATSE)是电源切换系统中出现的一种新型产品。它由1个(或几个)转换开关和其它电器组成,用于监测电源电路,在出现故障时,将负载电路从主电源自动转至备用电源的开关电器。它代表着电源切换系统发展的方向。近几年,我国的自动转换开关电器生产企业迅速增加,并制定了相应的国家标准。本文从CB级ATSE设计出发,以单片机为核心,从硬件和软件两方面详细论述了ATSE控制器的设计过程。

基于WSN的毒气模拟系统在消防训练中的应用

火灾救援训练中需要对毒气模拟,提出将无线传感器网络(WSN)技术应用于现代火灾救援工作中,用于对毒气的模拟和消防训练人员的信息管理。毒气模拟系统由毒气发生器、毒气侦检仪、网关和上位机管理软件组成。整个系统实现对毒气的种类、地点和阈值的设置。当消防训练人员进入毒气区域,侦检仪显示毒气的类型和位置,并报警,同时毒气侦检仪将训练人员的脉搏和体温通过网关传送到上位机管理系统,毒气模拟系统已经应用到实际工作中。

基于通信链路质量的无线HART图路由算法实现

图路由是无线HART提出的路由机制,目前对图路由算法的研究较少。提出了一种基于通信链路质量的无线HART图路由算法,引入路径稳定度作为判断链路质量的机制。采用基于路径稳定度的分层算法,保证跳数最少和通信可靠性;依据层间节点的路径稳定度选择层间路由,保证层间路由冗余性和可靠性,实现了无线HART的图路由算法,并应用到无线HART网络管理者中。

基于Framebuffer的DSP平台LCD驱动程序的实现与应用

论述了在uClinux中基于Framebuffer的LCD驱动程序的实现方法。首先主要介绍Framebuffe的处理机制以及底层驱动的接口函数,并在ADSP-BF561平台上进行了具体实现;其次在Framebuffer的基础上,简要介绍了嵌入式图形用户接口MiniGUI,并在ADSP-BF561平台上进行了移植;最后通过实际效果测试,验证了工作的正确性。并将其应用于无线网络视频监控系统中的人机接口中。

基于IP的数字对讲系统设计

用华邦的可视电话开发平台,设计数字对讲系统.采用基于IP的网络传输,视频音频数字化,呼叫和开锁也采用网络传输,使系统安装调试和维护简单.系统由门口主机、室内分机和管理主机三部分组成,通过LAN进行互联.门口主机通过输入住户房屋编号呼叫住户或管理中心,室内分机可通过按键遥控开门和监视门口图像,并可呼叫其他授权住户及管理中心,通过串口与安防部分连接,完成对电表、水表和燃气的数字化显示,对火、烟、水等故障报警,满足智能小区对可视对讲的要求.

Windows CE平台下排队机呼叫系统的移植研究

Windows CE作为一种嵌入式系统在实际应用中取得了良好的效果。为了缩短嵌入式软件的开发周期,节约成本,满足日益增大的嵌入式系统应用软件需求,探讨程序移植方法在嵌入式软件开发中的可行性。介绍一种将现有的Win-dows程序移植到Windows CE平台的方案,该方案在原有的Windows程序基础上,通过调整字符长度,修改Windows CE平台不兼容的MFC和API函数,实现了嵌入式软件的移植。采用该方案成功地将一套Windows平台下排队机呼叫系统移植到Windows CE平台上,实现了其原有的功能。实践表明程序移植是进行嵌入式软件开发的一种行之有效的方法。

基于单片机的防火漏电保护器设计

防火漏电保护器是通过检测三相交流电的电压、电流和漏电对用电电路实施保护的装置。当三相交流电的电压、电流和漏电出现故障时,切断电源电路。本文从防火漏电保护器设计出发,以单片机为核心,从硬件和软件两方面详细论述了防火漏电保护器的设计过程。

无线消防救援信息采集与监测系统

针对目前消防人员信息孤岛的状况,提出了一种新型消防队员装备信息系统。系统以433 MHz无线传感器网络为数据收集及传输平台,使用电子压力传感器代替机械表进行压力检测,利用MEMS惯性器件监测人员的实时姿态,最后通过GPRS网关,将数据发送到远程的指挥中心。用户在指挥管理软件上可实时获取消防员的信息。试验测试结果验证了该系统应用于消防求援的可行性。该系统改变了消防员信息孤岛的状况,为消防员的生命安全提供了进一步的保障。

现场总线控制仿真系统设计

提出了在PC上用软件来仿真现场总线控制系统 ,使控制系统的实施不必依赖于硬件设备。在该仿真系统中可以完成对控制应用的组态、控制参数的调整以及先进控制策略的仿真 ;还可以在虚拟现场总线控制系统上进行操作员培训 ,从而加快了工程开发速度 ,提高了工程质量 。

一种基于CAN总线的通信系统设计与实现

设计了应用于分布式控制结构的CAN总线通信系统.采用总线型拓扑结构以及利用分布式控制思想,在CAN控制器的链路层网络协议基础上,设计了应用层协议和传输层协议,实现批量数据透明块传输及自动错误重传,提高数据通信的可靠性.系统已应用于微量元素检测仪器中,运行结果表明:该通信系统工作稳定,实时性好,执行效率高.

智能化消防人员监控的系统设计

设计并开发了一种用于实时监测消防员空气呼吸器剩余氧气量、高度、姿态等信息的系统.利用485通信实现主控板、头部报警板与信息采集板的下位机硬件通信,通过GPRS将数据发到指挥中心,给出下位机的软硬件设计和监控指挥中心软件的实现方案.对实施过程中的关键技术,如基于三轴加速度计的运动监测和基于气压计的高度检测等,进行了说明.通过上位机软件对现场环境和消防员的实时信息进行监控.

浅谈“金课”教学模式在单片机原理教学中的应用

根据近年来单片机技术发展的需要,分析了单片机教学过程中存在的问题及改革模式的探索,并以建设单片机金课为实例,重点论述了什么是“金课”、“金课”的类型、如何打造“金课”、“金课”的建设的具体方法等,为建设单片机“金课”提出了一些经验。

基于Ad Hoc网络的人员信息无线传输系统

以火灾现场内部消防队员作移动的网络节点设计了一个消防队员实时信息传输系统。设计中用传感器网络和MEMS惯性器件进行数据收集,通过433 MHz无线网络完成硬件之间的数据传输通信,网络节点与监控中心的通信使用Ad Hoc无线网络完成。实验测试结果验证了该系统应用于消防救援的可行性,为救援队员的生命安全提供了进一步保障。

基于WIA-PA的现场设备数据链路层的设计与实现

基于WAI-PA的现场设备数据链路层,提出数据链路层总体框架设计,并在DLSL层和M AC层提出状态机模块的设计.针对现场设备节点之间时间不同步,利用线性回归思想实现时间同步.在实现时间同步基础上,利用通信资源和状态机进行通信调度,完成一个时隙内数据的接收和发送.通过组网后测试结果说明数据传输安全可靠,表明现场设备数据链路层设计正确合理.

基于孔-腱近似模型的拟人灵巧手自适应运动控制

腱绳驱动的拟人灵巧手执行操作任务和控制都是直接由腱的长度来决定,针对驱动腱长度变化和张力之间的控制提出了一种基于孔-腱近似模型(hole-tendon-approximation-model,HTAM)的拟人灵巧手模型参考自适应控制器。针对深度拟人化具有滚转关节的腱驱动拟人灵巧手通过HTAM模型建立精确的手指运动学模型,并由驱动腱的长度和速度计算出张力和驱动状态,采用HTAM模型参考控制器进行控制,解决手指模型自由度冗余、运动学模型不准确和腱张力不同导致的控制精度不高,响应迟滞问题,并设计了多种抓取手势来验证拟提的运动学建模方法和控制算法,对于单指的控制在受到冲击后位置误差仍保持在0.198 mm以内,由抓取实验证明了所提控制器的实时性能和位置跟踪的准确性。