学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

嵌入式动态汽车称重系统的设计与应用

作　者: 刘辉
导　师: 周卫东
学　校: 山东大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: RTOS ARM 动态称重蓝牙参数估计
分类号: TH715.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 110次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

本文以高速公路收费站不停车收费项目为背景,研制和开发了基于RTOS的嵌入式动态汽车称重系统,实现了我们对系统实时性、高精度和高可靠性的要求。本文首先分析了目前国内外动态汽车称重技术现状的基础上,根据我们对高速公路不停车收费环境实时性和高精度的要求,提出了以ARM嵌入式系统作为我们的动态汽车称重系统,考虑到系统应用复杂性的增加会降低系统软件运行的可靠性,所以我们引入了实时操作系统RTOS,大大降低系统开发调试的复杂性,提高系统的可维护性、可靠性。其次,综述了嵌入式系统和实时操作系统的应用现状及最新进展,并介绍了蓝牙无线通信协议,我们根据动态汽车称重系统的要求,选择了合适的嵌入式处理器、实时操作系统和蓝牙无线通信模块,设计了基于RTOS的ARM嵌入式动态汽车称重系统的软硬件。我们现场测试了系统的稳定性和精度,采取了防雷、抗电磁干扰等措施,针对现场环境的特点,在下位机和上位机分别设立数据缓冲队列,保存测试处理后的数据拷贝,能在系统一方掉电或设备复位后不丢失已测车辆的数据信息。此外,为了便于第三方的收费软件调用车辆数据,我们设计了上位机dll动态库程序,提供相关的函数接口,保证第三方软件能够正确获取车辆相关数据。最后,将设计的嵌入式ARM动态汽车称重系统应用于高速公路收费站,系统的精度、实时性、稳定性满足现场环境的要求。同时叙述了一种系统数据处理算法,及其在高速公路收费站运行的处理精度。

全文目录

摘要  10-11
ABSTRACT  11-12
符号说明  12-13
第一章绪论  13-17
  1.1 概述  13-16
    1.1.1 动态汽车称重系统的研究背景  13-14
    1.1.2 动态称重技术现状及问题的提出  14-16
  1.2 本文的主要研究工作及论文安排  16-17
第二章嵌入式系统及其软件开发平台  17-27
  2.1 嵌入式系统概述  17-22
    2.1.1 嵌入式系统的定义  17
    2.1.2 嵌入式系统的发展  17-19
    2.1.3 嵌入式系统的分类  19-21
    2.1.4 嵌入式系统的软件开发平台  21-22
  2.2 实时操作系统  22-25
    2.2.1 实时操作系统的发展过程  22-24
    2.2.2 实时操作系统的评价指标  24-25
  2.3 嵌入式系统开发过程  25-27
第三章蓝牙技术和蓝牙通信协议  27-34
  3.1 蓝牙技术  27-29
    3.1.1 蓝牙技术概述  27
    3.1.2 蓝牙系统组成  27-28
    3.1.3 蓝牙无线技术优势  28-29
  3.2 蓝牙通信协议  29-33
    3.2.1 基带协议  30-31
    3.2.2 链路管理协议  31
    3.2.3 逻辑链路控制与适配协议  31-32
    3.2.4 中间件层协议  32-33
  3.3 蓝牙通信在动态称重中的应用  33-34
第四章动态汽车称重系统的软硬件设计  34-63
  4.1 动态称重系统的整体结构  34-35
    4.1.1 系统组成  34-35
    4.1.2 系统功能和性能指标  35
  4.2 动态称重系统的整体设计  35-39
    4.2.1 动态汽车衡  36
    4.2.2 红外光幕  36-37
    4.2.3 轮胎识别器  37
    4.2.4 电磁线圈  37-38
    4.2.5 红外收发管  38
    4.2.6 嵌入式ARM主系统  38-39
  4.3 嵌入式ARM主系统的设计  39-59
    4.3.1 嵌入式ARM系统的硬件设计  39-47
      4.3.1.1 嵌入式处理器  39-40
      4.3.1.2 存储器模组  40
      4.3.1.3 看门狗及电源电压监视模块  40-41
      4.3.1.4 人机接口模块  41-43
      4.3.1.5 串行通信和蓝牙通信模块  43-45
      4.3.1.6 A/D数据采样模块  45-46
      4.3.1.7 轮胎识别器及光幕电磁线圈接口模块  46-47
      4.3.1.8 报警及测试提示模块  47
    4.3.2 嵌入式ARM系统的软件设计  47-59
      4.3.2.1 任务管理  48-51
      4.3.2.2 任务间的通信和同步  51-52
      4.3.2.3 移植uC/OS-II  52-59
  4.4 车辆动态称重算法  59-63
    4.4.1 动态称重信号的特点  59-60
    4.4.2 动态称重算法  60-63
      4.4.2.1 系统力学模型  60-62
      4.4.2.2 参数估计  62-63
第五章系统实现及应用  63-68
  5.1 系统的实现  63-66
    5.1.1 主系统实现的功能  63-64
    5.1.2 主系统的液晶界面  64
    5.1.3 主系统的应用软件  64-65
    5.1.4 主系统的运行  65-66
  5.2 系统的应用  66-68
    5.2.1 实时性  66
    5.2.2 自动性  66-67
    5.2.3 精确性  67
    5.2.4 稳定性  67-68
第六章结论与展望  68-70
  6.1 结论  68
  6.2 展望  68-70
参考文献  70-75
致谢  75-76
附录: 本人硕士研究生期间参与的项目和发表的论文情况  76-77
学位论文评阅及答辩情况表  77

嵌入式动态汽车称重系统的设计与应用

内容摘要

全文目录

相似论文