基于BeagleBone的嵌入式教学平台研制

研制了基于BeagleBone开源硬件的嵌入式教学平台。该平台以嵌入式BeagleBone为核心,扩展了丰富的外围接口(音、视频接口,UART接口,SPI接口,LCD接口等),可以满足嵌入式教学开发需求。介绍了该平台的软硬件系统组成、主要实验项目及安排。该平台可根据教学需求灵活配置各类实验,激发学生创新思维,提升学生嵌入式开发能力。

基于Linux嵌入式平台BeagleBone Black的EtherCAT主站设计

Ether CAT是一种开放的实时以太网通讯协议,提出了一套完整的Ether CAT主站设计方案,旨在进一步提高工业控制实时性。其中,选用基于AM3358处理器的Beagle Bone Black作为Linux嵌入式开发平台,并且在该平台上运行集成Xenomai实时补丁的Linux操作系统,然后在操作系统上构建Ig H Ether CAT Master for Linux开源框架,最后基于这套开源框架进行应用层程序的设计,完成整套主站设计。实验结果表明,同步误差控制在ns级的水准,报文的传输时间在μs级,可以满足工业控制系统对实时性的要求。

基于Beaglebone Black的绝对式编码器接口电路设计

为了实现在不增加体积和重量的前提下提高绝对值编码器分辨率和测量精度,对绝对值编码器接口相关电路进行了研究和设计。其中,选用基于AM3358处理器的Beaglebone Black作为Linux嵌入式开发平台,将系统控制统一在Python语言的开源框架中,采用SSI协议的通讯方式发送控制信号,以此检测绝对编码器的基本性能。通过测试实验,证明了该绝对值编码器接口电路设计方案可行,具有可靠的绝对值编码器测量精度和分辨率。

质子治疗装置动态电源控制系统研发

针对质子治疗装置中主环动态电源多平台能量的引出需求,研制了基于开源平台的高速实时动态电源控制系统,该控制系统以开源平台Beaglebone作为顶层硬件接口,以现场可编程逻辑门阵列(FPGA)为核心的控制器作为底层硬件接口,采用分布式的实验物理及工业控制系统(EPICS)进行远程控制。该系统可实时传输任意动态电源的输出参考电流波形数据,并结合定时系统与联锁系统,控制动态电源按预设电流波形进行输出,并实现多平台能量的引出。实验结果显示该控制系统能实现每秒最高十万条指令传输,百万次数据传输零误码率。同时,该系统结构灵活、扩展性强,可作为通用控制平台。

基于HL7标准协议的区域医疗设备信息整合平台研究

目的:解析健康等级7(HL7)标准协议,以实用智能硬件BeagleBoneBlack(BB-Black)为核心,设计区域内不同医疗设备之间信息交互方法及信息整合方案。方法:基于HL7标准协议及对其解析,使用BB-Black为核心搭建硬件实验平台,直挂无线模块ZigBee组网的无线通信网络节点,采集不同医疗设备串行接口HL7比特流数据,通过解析获取区域设备运行参数,进行单机及区域多设备数据整合应用的验证测试。结果:通过测试,医学工程人员可通过PC或手机终端实现区域内医疗设备远程监控以及设备运行参数提取功能,并可实现不同品牌和不同型号的设备之间的数据交互及线上管理功能。结论:针对不同设备串口HL7比特流数据的采集及解析,可获取设备运行的关键数据,对于区域医疗设备信息化建设具有一定的研究意义。