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ARM技术在公路WIM系统中的应用与研究

2020-11-23阅读(561)

ARM技术在公路WIM系统中的应用与研究

论文摘要

公路WIM系统的研究对于保护公路的正常使用有着重要的经济意义和社会价值。本文针对我国公路WIM系统的研究现状和存在的问题,提出了新的思路和解决办法,用以提高整个WIM系统的性能指标。 本文首先对称重本体—汽车的运动状态和动力特性进行了深入的分析与研究得出结论:汽车的振动是影响动态称重效果的关键因素,要想使静态轴载比较准确的反映出来就必须根据振动产生的原因有效的减缓和消除振动。然后以此作为先验知识并在以后的称重数据处理过程中来重点消除这些不良的影响,而且在软硬件的设计中也要充分考虑这些因素,将由汽车的振动产生的对系统的不良影响降到最低水平。 就公路WIM系统而言,动态称量精度、汽车的通过速度是其性能指标中最重要的指标,它标志着公路WIM系统的技术水平的高低;而目前的WIM系统由于只对动态称重信号只作简单的数字滤波处理,而缺乏更深一层的信号处理技术。本文根据称重传感器输出模拟信号的特点,对系统设计理论进行了基础性研究,并提出了一些开创性的解决方法,有效的提高了称重数据的精度。 提高WIM系统的性能指标另一个方面就是采用恰当的软硬件技术。随着计算机技术的发展,嵌入式系统已成为计算机领域一个重要组成部分,并成为近年来新兴的研究热点。ARM920T是一种高效,低功耗的RISC处理器,以该内核为核心的S3C2410是一款基于以太网应用的高性价比16/32位微控制器,非常适合公路WIM系统。本文提出并研究设计了基于ARM—Linux的嵌入式公路WIM系统产品平台,完成了系统的硬件设计、实现及操作系统移植。

论文目录

  • 第一章 绪论
  • 1.1 课题的目的和意义
  • 1.2 课题研究对象和研究现状
  • 1.2.1 国内外研究技术背景
  • 1.2.2 国内外研究现状
  • 1.2.3 本课题的主要工作和技术方案
  • 1.3 本文的结构安排
  • 第二章 WIM系统原理及车辆运动状态分析
  • 2.1 WIM系统原理
  • 2.1.1 WIM系统在公路计重收费系统中的应用
  • 2.1.2 WIM系统特点
  • 2.2 称重车辆动态性能分析
  • 2.2.1 运动状态分析及对称重准确度的影响
  • 2.2.2 汽车行驶过程中速度对称重准确度的影响
  • 2.2.3 汽车行驶过程中加速度对称重准确度的影响
  • 2.2.4 汽车振动对称重数据的影响
  • 2.3 本章小结
  • 第三章 称重数据预处理
  • 3.1 模拟信号数据采集的抗干扰措施
  • 3.1.1 模拟电路和数字电路的隔离
  • 3.1.2 对输入模拟信号进行软件滤波
  • 3.1.3 串模噪声抑制
  • 3.1.4 共模噪声抑制
  • 3.1.5 集成电路不用端子的处理
  • 3.1.6 采样、保持电路地线和电源线的处理
  • 3.2 称重信号数据采集、量化
  • 3.2.1 时域抽样
  • 3.2.2 量化误差的统计分析及量化信噪比与字长的关系
  • 3.3 称重信号预处理
  • 3.3.1 称重信号特点
  • 3.3.2 称重模拟信号滤波器的设计
  • 3.3.3 无限冲激响应（IIR）数字滤波器的设计
  • 3.4 动态称重系统数学模型
  • 3.5 本章小结
  • 第四章 系统的硬件开发和实现
  • 4.1 WIM系统硬件实现方案
  • 4.2 ARM微处理器概述
  • 4.2.1 ARM-Advanced RISC Machines
  • 4.2.2 ARM9微处理器结构及应用选型
  • 4.3 ARM9（S3C2410）硬件介绍
  • 4.4 系统单元电路介绍
  • 4.4.1 电源电路
  • 4.4.2 晶振电路
  • 4.4.3 存储器电路设计
  • 4.4.4 RS232接口电路设计
  • 4.4.5 USB接口电路设计
  • 4.4.6 以太网电路设计
  • 4.4.7 CAN-BUS电路设计
  • 4.4.8 IIC接口电路设计
  • 4.4.9 JTAG接口电路设计
  • 4.5 信号完整性设计
  • 4.5.1 信号完整性
  • 4.5.2 PCB板设计注意事项
  • 4.5.3 电源滤波
  • 4.5.4 电源布线
  • 4.5.5 同类型信号线的分布
  • 4.6 本章小节
  • 第五章 软件设计流程及方案
  • 5.1 嵌入式 LINUX实现的总体方案
  • 5.2 建立交叉编译环境
  • 5.2.1 什么是交叉编译
  • 5.2.2 交叉编译环境的建立
  • 5.3 BOOTLOADER
  • 5.3.1 初识 Bootloader
  • 5.3.2 Bootloader的启动流程
  • 5.3.3 Bootloader之 U-BOOT
  • 5.4 LINUX操作系统在 ARM平台上的移植
  • 5.4.1 移植
  • 5.4.2 Linux操作系统移植
  • 5.4.3 Makefile的移植
  • 5.4.4 /kernel 目录的移植
  • 5.4.5 main函数的移植
  • 5.4.6 启动代码的移植
  • 5.5 LINUX设备驱动程序开发
  • 5.5.1 Linux设备驱动程序
  • 5.5.2 Linux设备驱动程序实例剖析
  • 5.5.3 设备驱动程序中的一些具体问题
  • 5.6 本章小结
  • 第六章 结论与展望
  • 6.1 完成的主要工作及难点问题
  • 6.2 技术的应用与未来展望
  • 参考文献
  • 致谢

    • 相关论文文献

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