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基于ARM的IEEE 1451智能称重传感器设计

作　者: 郑培亮
导　师: 刘桂雄；陈明华
学　校: 华南理工大学
专　业: 机械工程
关键词: IEEE 1451.2 嵌入式系统 Web服务器智能传感器
分类号: TP212
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

称重传感器作为电子衡器核心部件,其性能直接影响着衡器品质。目前普通的称重传感器存在原始信号弱、抗干扰能力差、响应速度慢以及接口标准繁多等问题,因此设计基于IEEE 1451接口标准的智能称重传感器具有重要的研究价值和实际意义。课题研究的目的是设计一套基于IEEE 1451.2标准和ARM嵌入式系统的具有即插即用功能的智能称重传感器系统。论文首先介绍了称重传感器技术、IEEE 1451标准和嵌入式系统的发展和现状,阐明课题的研究意义;然后将系统划分为智能变送器模块和网络适配器两大部分进行设计。主要工作包括:①提出基于IEEE 1451标准的称重传感器总体框架,对智能称重传感器具体实现方案进行详细分析,为后续设计奠定基础;②采用应变式模拟传感元件,根据IEEE 1451标准完成了智能变送器模块的硬件设计,并实现了单片机数字信号处理、串行通信、传感器电子数据表格以及TII接口功能;③基于ARM的嵌入式系统设计网络适配器模块,移植嵌入式Linux系统和BOA服务器,建立交叉编译环境,实现基于嵌入式服务器的用户端功能,包括访问页面和后台CGI程序设计;④提出并实现高性能的数据滤波处理算法,使称重测量的稳定性和精度大幅提高。本设计根据IEEE 1451标准实现了称重传感器的“即插即用”功能,经过数字化模块处理,解决了传输信号弱、传输距离短和抗干扰能力差等问题;在基于ARM嵌入式系统的NCAP中设计了Web服务器,一方面实现多用户并行在线访问,另一方面也实现系统了智能称重传感系统的微型化和低功耗,大大提高了系统的可靠性。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章绪论  9-16
  1.1 课题研究的背景  9-10
  1.2 相关技术国内外发展现状  10-15
  1.3 论文研究内容及章节安排  15-16
第二章基于IEEE 1451 称重传感器的总体框架  16-23
  2.1 引言  16
  2.2 智能称重传感器总体框架  16-17
  2.3 智能变送器模块结构设计  17-19
  2.4 网络适配器结构设计  19-22
    2.4.1 嵌入式开发板  20-21
    2.4.2 嵌入式Linux 操作系统  21-22
    2.4.3 BOA 服务器  22
  2.5 本章小结  22-23
第三章智能变送器模块的硬件设计与功能实现  23-33
  3.1 引言  23
  3.2 传感器的硬件实现  23-26
    3.2.1 应变式传感器  23
    3.2.2 电路实现  23-26
  3.3 单片机数字信号处理程序  26-29
    3.3.1 主程序模块  26
    3.3.2 初始化  26-28
    3.3.3 数字信号处理模块  28-29
  3.4 串行通信程序  29-30
  3.5 电子数据表格TEDS  30-31
  3.6 TII 接口  31-32
  3.7 本章小结  32-33
第四章基于嵌入式系统的网络适配器设计与实现  33-45
  4.1 引言  33
  4.2 嵌入式开发系统资源  33-34
  4.3 嵌入式Linux 移植及开发环境建立  34-41
    4.3.1 交叉编译环境的建立  34-37
    4.3.2 BOA 服务器的移植  37-39
    4.3.3 通用网关接口CGI 程序设计  39-41
  4.4 用户端功能  41-43
  4.5 本章小结  43-45
第五章试验与分析  45-55
  5.1 引言  45
  5.2 称重测量误差定义  45
  5.3 测量数据与分析  45-48
  5.4 测量不确定度评定  48-54
  5.5 本章小结  54-55
结论与展望  55-56
参考文献  56-59
攻读硕士学位期间取得的研究成果  59-60
致谢  60-61
附件  61

基于ARM的IEEE 1451智能称重传感器设计

内容摘要

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