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基于lm3s9b96的换热站循环泵节能控制器设计

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基于LM3S9B96的换热站循环泵节能控制器设计

作者：廉小龙太原理工大学

学位级别：硕士

近年来,随着人们节能、环保意识的增强,集中供热已逐步取代传统的分散供热方式,成为我国北方城镇主要的冬季供热方式。然而由于我国集中供热系统控制手段较为落后,依然存在着很大的能源浪费现象。本论文设计的换热站循环泵节能控制... 详细信息

近年来,随着人们节能、环保意识的增强,集中供热已逐步取代传统的分散供热方式,成为我国北方城镇主要的冬季供热方式。然而由于我国集中供热系统控制手段较为落后,依然存在着很大的能源浪费现象。本论文设计的换热站循环泵节能控制器,通过对换热站系统循环水泵实现变频控制,根据室外温度变化实时调节循环水泵的转速,来改变供热系统的流量,从而改变了以往集中供热系统整个供热季恒频供热,当天气变热时用户需开窗散热的高能耗现象。由于水泵流量与转速成正比,而水泵的功率为转速的三次方,因此当室外温度升高时,通过降低水泵转速,可以大幅节约循环水泵耗电量,从而达到节能的目的。本论文首先分析了国内外集中供热的研究现状和发展趋势;然后基于换热站的工作原理,完成了换热站循环泵节能控制器的整体方案设计;然后基于此方案进行器件选型、详细硬件电路设计;接着基于硬件平台进行了相应的软件设计;并且通过制作PCb,搭建实验环境,对本论文进行实验及原理性验证,证实方案可行;最后对本论文的设计进行了简要总结和展望。本论文的硬件设计以ARM Cortex-M3架构的lm3s9b96处理器为平台,主要设计了温度采集模块、变频器控制模块、触摸屏显示模块、以太网通讯模块、存储器模块以及电源、复位、RTC等外围模块电路。本论文的软件是以safeRTOs操作系统为基础,将整个系统按功能划分为多个独立的任务模块,以任务模块为单位进行设计的,其中包括温度采集、变频器控制、触摸屏显示、以及网络通信等。本论文提出的换热站循环泵智能节能控制器,是针对我国供热系统的特点进行设计的,具有成本低廉、易于安装,操作简便等特点,可有效减少能源的浪费,减少环境污染,对于响应国家号召,开展节能减排工作,具有非常重要的现实意义。

关键词：换热站集中供热 lm3s9b96 节能控制器

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基于lm3s9b96的静态应变数据采集器

基于LM3S9B96的静态应变数据采集器

作者：冯欣宇太原理工大学

学位级别：硕士

常温下结构构件的应力应变测量,随着载荷情况不同可分为静态测量和动态测量两种。当载荷变化缓慢时,构件应力应变也随时间缓慢变化,这时就属于静态应力应变测量。静态应变测量常应用于重要的工程结构物,如飞机结构、锅炉、汽轮机、... 详细信息

常温下结构构件的应力应变测量,随着载荷情况不同可分为静态测量和动态测量两种。当载荷变化缓慢时,构件应力应变也随时间缓慢变化,这时就属于静态应力应变测量。静态应变测量常应用于重要的工程结构物,如飞机结构、锅炉、汽轮机、动车车体等,在设计制造后进行严格试验,检测构件的应力和变形,确认满足强度和稳定性等要求,并留有足够安全裕度。此外,各种材料的静力和疲劳试验中也在大规模的使用静态应变测量装置。当前市场上的应变数据采集器多为静态和动态结合的通用型,采用DsP+FPGA或MCU+FPGA的主构架,采集精度高达24位,设备结构复杂,大量通道使用时价格十分昂贵。因此,开发一种主要针对某些场合使用,既低价又满足精度要求,并便于多通道组网适合大规模使用的新型静态应变数据采集器有着极其重要的意义。本文在查阅国内外文献及对比不同产品功能、技术指标和发展趋势的基础上,完成了基于Cortex-M3内核ARM处理器的静态应变数据采集器的软硬件设计。该装置具有16通道输入,支持120Ω应变片1/4电桥的采集配置,采集精度为12位,系统分辨率可达5με,具有长测量导线补偿能力,并带有以太网接口和sD卡本地存储功能,可以满足采集点数多,连接组网方便可靠,数据实时备份的需要,能够适应低成本、多场合、大规模的应用。文章首先阐述了课题的研究背景及选题意义,并对目前国内外应变采集系统进行了分析和研究,明确了不同用途及规模的系统的结构和方式。在市场调研与产品定位及研发实力的基础上提出了本设计的技术指标和功能要求。文章随后介绍了静态应变测量的原理和方法,并完成了本装置的硬件和软件设计。硬件设计方面,采用美国TI公司Cortex-M3内核ARM处理器lm3s9b96作为系统的中央处理器,其独特的指令体系,强大的数据处理能力,丰富的片上接口资源满足了静态应变数据采集的功能和性能需求。本文完成了各部分硬件电路的设计,并详细叙述了其功能,给出了芯片选型及电路设计的依据,给出了总的电路原理图及PCb图。软件设计方面,完成了主程序设计,给出了主程序流程图,并编写了各个任务模块的源代码。实现了TCP/IP协议的裁剪移植,使网络通信正常使用。实现了sD卡在sPI模式下的通讯,完成了Web服务器的页面设计,对采集到的数据进行了运算处理,为后续分析使用提供了便利。最后,制作了实验电路板,对其进行了调试,获得了实验数据,验证了设计的可行性和合理性。.对论文进行了总结,叙述了本文完成的工作,说明了本文的特点和意义,同时指出了本装置设计的不足和改进思想。

关键词： lm3s9b96 Cortex-M3 静态应变数据采集以太网 sD卡

基于lm3s9b96的消防智能无线采集系统

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基于LM3S9B96的消防智能无线采集系统

作者：郝世东太原理工大学

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随着现代社会的迅猛发展,较多的大型建筑物随之建造起来,相应地发生火灾的危险也就随之加大,由于它关系着人民群众的生命财产安全,因此做好消防工作就变得日益重要。目前大部分建筑都装有消防火灾自动报警系统,这可以在一定程度上预防... 详细信息

随着现代社会的迅猛发展,较多的大型建筑物随之建造起来,相应地发生火灾的危险也就随之加大,由于它关系着人民群众的生命财产安全,因此做好消防工作就变得日益重要。目前大部分建筑都装有消防火灾自动报警系统,这可以在一定程度上预防火灾。但是,由于人为因素或者是报警设备出现故障而不能及时恢复或者开通预警系统的情况也会时常发生,这就导致火灾信息会漏报或迟报,从而造成火势蔓延而酿成巨大损失。所以,当某些场地有发生火灾的可疑情况时,必须马上向相关部门报警,以最快的速度确定火势情况,并指派专业人员到达现场,这样才可能及时避免由火灾导致的人身财产伤害。另外,当发生火灾报警时,对部署了安防视频监控系统的单位而言,就可以对报警区域实行联动的视频监控,这样不仅可以为消防指挥中心提供火灾报警的详情,还可以使火灾救援单位根据报警现场的情况和视频图像,更加明确有效地开展救援工作论文首先阐述了课题的研究背景和选题意义,通过对物联网以及消防物联网的介绍,利用系统结构图完成了硬件的搭建和软件的编写,实现消防智能无线采集系统的功能。本文以lm3s系列的Cortex-M3内核(lm3s9b96芯片)为核心的火灾报警器为主控制器,从外围扩展了多重功能模块,实现了系统的多功能以及智能化;从机采用支持Zigbee协议的CC2530芯片,将温度传感器、烟雾传感器构建无线火灾报警局域网络;lm3s9b96+CC2530协调器通过对数据的采集和传输发送到触摸屏和以太网上,完成了数据的集中显示和检测,同时给出了硬件模块的设计,并绘制了电路原理图。在软件设计方面,对于各模块的子程序进行了设计,完善了流程图,并编写了部分源代码,实现了系统初始化、无线组网、触摸屏的显示和输入、以太网通信以及报警等功能。该软件采用IAR systems公司出品的IAREmbedded Workbench为集成开发环境。本文设计的基于lm3s9b96的消防无线智能采集系统具有以下特点： (1)CC2530+lm3s9b96无线通信节点设计的智能化,同时,无线通信节点和lm3s9b6以太网通讯模块组合在一起,成功实现了无线数据方便快捷的传输方式。 (2)无线传感器的布线大量减少,在一定程度上提高了节点的可移动性,更加方便系统的更新和调整。相信该系统会在未来物联网的应用上展现出广泛的参考价值。

关键词：消防物联网 Zigbee无线组网 lm3s9b96 CC2530 以太网触摸屏

基于lm3s9b96硬件的IEEE1588时钟同步系统研究与实现

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基于LM3S9B96硬件的IEEE1588时钟同步系统研究与实现

作者：郭鹏飞西安工程大学

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随着网络技术的不断发展，分布式系统现在在测量仪器和工业控制、医疗、通信、电力等各个领域的应用越来越广泛，并且对同步精度要求也越来越高。当前，在应用最广泛的传统同步技术NTP、sNTP及GPs中，NTP和sNTP的时间同步精度仅能达到... 详细信息

随着网络技术的不断发展，分布式系统现在在测量仪器和工业控制、医疗、通信、电力等各个领域的应用越来越广泛，并且对同步精度要求也越来越高。当前，在应用最广泛的传统同步技术NTP、sNTP及GPs中，NTP和sNTP的时间同步精度仅能达到毫秒量级;GPs的时间同步精度可以达到纳秒量级，但其需要特定的收发装置，且不支持以太网端口，用于工业应用领域成本较高。 IEEE1588时钟同步技术是一种基于以太网的高精度网络时钟同步技术，纯软件实现的IEEE1588时钟同步精度可以达到毫秒量级，采用硬件辅助实现的IEEE1588时钟同步技术，同步精度可以达到纳秒量级，同时，IEEEl588高精度时钟同步技术是一种依靠主从时钟间传递时钟同步报文来实现同步的,报文使用现有的以太网进行传送，无需架设额外的时钟信号线，相对于传统的同步技术，综合成本较低，且同步精度较高，在现代工业应用领域高精度的要求下，有着独特的优势，应用前景广阔。本文结合当前应用背景，以现有工业以太网为依托，系统研究了基于硬件lm3s9b96的IEEE1588时钟同步系统及其实现。首先，阐述了国内外研究现状和背景，比较了现有各种时钟同步技术的优缺点，深入研究了IEEE1588PTP时钟同步系统的模型、网络拓扑结构和PTP同步机制、影响时钟同步精度的因素和补偿策略。然后，针对IEEE1588PTP时钟同步系统的特点，以TI公司lm3s9b96芯片为核心，以时钟驯服为手段，设计了一种基于硬件lm3s9b96实现的IEEEl588时钟同步系统。最后，在由Windows XP系统、IAR集成开发环境、J-LINK硬件仿真器和DK-lm3s9b96开发板共同组成的平台上实现了该系统。通过对该实现方案的软件仿真和硬件测试，证实了利用硬件辅助实现的IEEE1588时钟同步系统具备高精度、低成本的优点，完全可以满足当前工业应用领域对于时钟同步精度的要求。

关键词： IEEE1588 时钟驯服时钟同步 lm3s9b96

lm3s9b96的μDMA高速网络驱动程序设计

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单片机与嵌入式系统应用 2013年第12期13卷 23-26页

作者：邵富杰张国利徐云宽北京跟踪与通信技术研究所北京100094

针对Cortex-M3核的微控制器lm3s9b96,提出了一种基于μDMA的高速网络驱动程序的设计方案。在简要介绍lm3s9b96的以太网控制器、网络驱动程序的作用后,对该网络驱动程序设计的各个部分进行了详细描述,包括网络驱动初始化程序、数据包发... 详细信息

针对Cortex-M3核的微控制器lm3s9b96,提出了一种基于μDMA的高速网络驱动程序的设计方案。在简要介绍lm3s9b96的以太网控制器、网络驱动程序的作用后,对该网络驱动程序设计的各个部分进行了详细描述,包括网络驱动初始化程序、数据包发送程序、数据包接收程序和中断处理程序等。

关键词： μDMA 网络驱动程序 FIFO lm3s9b96

lm3s9b96与CC2520平台上的Zigbee组网技术及应用

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单片机与嵌入式系统应用 2011年第12期11卷 47-50页

作者：孙娟马忠梅刘佳伟董帆北京理工大学计算机学院北京100081

Zigbee技术是基于IEEE 802.15.4的一种新兴的短距离、低功耗、低成本和低速率的无线传感器网络技术。网络节点作为无线传感器网络的物理载体,如何实现众多网络节点的智能化接入成为关键问题之一。本文提出了lm3s9b96+CC2520平台上无线... 详细信息

Zigbee技术是基于IEEE 802.15.4的一种新兴的短距离、低功耗、低成本和低速率的无线传感器网络技术。网络节点作为无线传感器网络的物理载体,如何实现众多网络节点的智能化接入成为关键问题之一。本文提出了lm3s9b96+CC2520平台上无线通信节点的智能化设计,分析了Zigbee无线组网与数据通信技术,并实现了智能泊车引导系统的应用。

关键词：无线传感器网络 Zigbee lm3s9b96 CC2520 CC2530

基于lm3s9b96的IEEE1588时钟同步系统

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计算机系统应用 2013年第4期22卷 40-44,68页

作者：郭鹏飞任小玲黄国兵西安工程大学计算机科学学院西安710048

随着分布式系统在工业制造与实时控制、医疗、电力等方面的广泛应用,应用系统对时钟同步精度要求越来越高.传统的同步模式如GPs、NTP等,由于在成本或同步精度方面的原因,难以满足工业应用需求.采用硬件辅助实现IEEE1588的时钟同步技术... 详细信息

随着分布式系统在工业制造与实时控制、医疗、电力等方面的广泛应用,应用系统对时钟同步精度要求越来越高.传统的同步模式如GPs、NTP等,由于在成本或同步精度方面的原因,难以满足工业应用需求.采用硬件辅助实现IEEE1588的时钟同步技术可以极大的减少同步误差,是现在实现高精度同步的有效方法,并且实现综合成本较低.分析了IEEE1588基本同步原理和lm3s9b96物理层芯片的功能结构,实现了基于lm3s9b96的IEEE1588时钟同步模块,在局域网中测试、验证了其同步精度可达到纳秒量级.

关键词： IEEE1588 lm3s9b96 时钟同步硬件时间戳

基于lm3s9b96的sF_6气体微水密度在线监测系统

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电气开关 2017年第3期55卷 74-77页

作者：陈绪杰冯颖姣王振浙江开关厂有限公司浙江衢洲324000 浙江昆仑园林工程有限公司浙江衢州324000

介绍了高压电器设备广泛使用的sF_6气体的微水含量和密度在线监测方法,详细阐述了通过测量sF_6气体的温度和压力数字求解sF_6气体密度的过程。采用归一化的方法消除温度和压力对sF_6气体水分含量值的影响,使得判断微水含量是否超标更加... 详细信息

介绍了高压电器设备广泛使用的sF_6气体的微水含量和密度在线监测方法,详细阐述了通过测量sF_6气体的温度和压力数字求解sF_6气体密度的过程。采用归一化的方法消除温度和压力对sF_6气体水分含量值的影响,使得判断微水含量是否超标更加准确直观。给出了基于高性能的嵌入式处理器lm3s9b96在线监测系统的硬件框图和部分软件实现。

关键词： sF6气体微水含量在线监测 lm3s9b96

一种基于lm3s9b96通用配电控制器的设计实现

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雷达与对抗 2014年第3期34卷 48-51页

作者：张宏强吴婉兰施永柱刘丽中国船舶重工集团公司第七二四研究所南京211153

介绍了一种基于Conterx-M3的ARM芯片lm3s9b96的通用配电控制器的解决方案。采用构建的智能控制平台,对配电系统进行实时监控,并通过以太网和Rs422接口实现终端对配电系统的远程监测,对负载异常情况进行智能化处理,同时兼具遥控与本控模... 详细信息

介绍了一种基于Conterx-M3的ARM芯片lm3s9b96的通用配电控制器的解决方案。采用构建的智能控制平台,对配电系统进行实时监控,并通过以太网和Rs422接口实现终端对配电系统的远程监测,对负载异常情况进行智能化处理,同时兼具遥控与本控模式,使得配电系统的可靠性、维修性大幅提高。

关键词：通用配电控制器 lm3s9b96 以太网