用户名: 密码: 验证码:
基于ARM9+GPRS的林果运送单轨车无线定位测速控制系统
详细信息    本馆镜像全文|  推荐本文 |  |   获取CNKI官网全文
摘要
我国经济林果种植在山区经济发展中占有举足轻重的地位,而林果采摘及运输问题是林果种植中首要考虑的问题。
     针对目前我国经济林果采摘中存在的技术装备落后、效率低下的现状,本文提出一种ARM+GPRS架构,应用于林果运送单轨车无线定位测速控制系统中。文中针对林果运送单轨车的实用价值分析,嵌入式ARM9处理器的研究,各种定位方法分析研究,无线数据传输理论等,旨在为林果运送单轨车无线定位测速控制系统应用的技术实用化提供理论支持。系统为及时掌握林果运送单轨车位置及速度信息,利用旋转编码器定位方法可以提供单轨车位置及速度原始信息,通过GPRS通信模块实现无线数据传输及控制。本文设计了基于ARM9微处理器芯片S3C2410的定位测速车载控制仪、远程控制器以及无线传输控制模块,对林果运送单轨车定位信息进行检测并实现手持遥控器与定位测速车载控制仪之间的数据传输及控制,同时文中详细阐述了构成硬件平台的核心处理器工作方式、旋转编码器定位测速方法、GPRS通信模块的工作原理,以及系统具体的硬件设计和软件实现方法。
     通过对该系统的软、硬件调试,实验室运行,实地测试,系统能够完成对林果运送单轨车转速及所在位置进行测量,将数据信息发送到手持遥控器上,并能够根据手持遥控器控制命令实现对林果运送单轨车无线控制。本研究主要的创新之处表现在以下几个方面:
     1、针对我国经济林果采摘运送中存在的技术装备落后、效率低的现状,研究开发适合我国主要经济林果采摘运送的遥控式单轨系统。
     2、系统将ARM9+GPRS架构应用于林果运送单轨车无线定位测速控制系统中。
     3、将旋转编码器定位测速方法应用于林果运送单轨车无线定位测速控制系统中,实现对林果运送单轨车的定位。
In our country, fruit trees planting occupies a crucial position in the mountainous economic development, while fruit picking and fruit transporting must be taken into account as top problem in fruit trees planting.
     Picking up fruits technology is a weakness as well as equipment, and has a low efficiency. This paper introduces an architecture base on ARM and GPRS, which using in monorail car's wireless positioning and measuring control system. In the article, including analyzing of monorail car's practical value, researching for ARM9 processor and kinds of positioning methods as well as wireless data transporting theory and so on, are all supplying theoretical support for the system. To grasp velocity information and position of monorail car in time, rotary encoder method is used, and the data is transmitted and controlled by GPRS module. The system is composed of on-vehicle control device, remote controller and wireless transmission module based on ARM9 microprocessor S3C2410, it can detect positioning information and control the system by GPRS between handheld controller and on-vehicle control device. It elaborates working principle, hardware design and software implementation of core processor, rotary decoder and GPRS communication module which compose the hardware platform.
     After debugging the system, making experiment in laboratory, testing outside, the system can finish measuring speed and position, send data to hand-held remote controller and control the monorail car's speed by hand-held remote controller.
     This research has a few innovations as below:
     1. Since picking up fruits technology is a weakness as well as equipment, and has a low efficiency, it is a new trial in our country to develop a system used in fruit picking with remote monorail system which has never been discovered.
     2. An architecture combined ARM9 with GPRS in monorail car's wireless positioning and measuring control system is a innovation.
     3. Rotary decoder method for positioning and measurement is used in monorail car's wireless positioning and measuring control system, accomplishing accurate positioning of the monorail car.
引文
[1]包东智,赵劲松,夏军GPRS技术概述[J].电信网技术,2001:28-31
    [2]蔡康松,段杏林.基于单片机字符型液晶显示模块控制设计[J].黄山学院学报,2005,7(3):22-24.
    [3]曹军,齐永峰,赵邵松等.森林生态环保型单轨运输车技术引进与应用研究[J].农机使用与维修,2008,(6):98.
    [4]陈海明.基于ARM与GPRS的远程无线监控系统[J].计算机与网络,2007.
    [5]陈家胜,张阳,潘应云.基于ARM的多传感器测试系统[J].仪表技术与传感器,2008,2:42-46.
    [6]陈长生.基于ARM9的IIC串行通信[J].电脑知识与技术,2010,6(6):1490-1493.
    [7]崔坤征.未知动态环境中移动机器人的路径规划及避障研究[D].上海:上海大学,2005.
    [8]戴新敏,陆荣.旋转编码器的应用[J].科技资讯,2006,23:2.
    [9]丁华峰.基于CPLD的高精度激光测长仪的设计与实现[D].南京:南京理工大学,2009.
    [10]董朝贤,李冉琦.基于HD44780的字符型液晶显示模块接口的单片机实现研究[J].三门峡职业技术学院学报,2008,7(1):114-116.
    [11]杜春雷.ARM体系结构与编程[M].北京:清华大学出版社,2003
    [12]方映.单片机中液晶字符的显示[J].电脑知识与技术(认证考试),2004,(4):65-67.
    [13]冯道训ZigBee 禾 口 GPRS技术在无线水文监测系统中的应用研究[D].太原:太原理工大学,2008.
    [14]高伟,李玄曾.光电编码器的信号处理电路研究[J].陕西师范大学继续教育学报,2007,24(2):116-118.
    [15]龚思远.基于GSM/GPRS的嵌入式人体健康监测系统的研究[D].2007.
    [16]古力.基于ARM的传感图像液晶显示系统的研究[D].哈尔滨:黑龙江大学,2009.
    [17]郭文彬.嵌入式电网参数监测系统的研制[D].江苏镇江:江苏大学,2006.
    [18]韩斌杰GPRS原理及其网络优化[M].机械工业出版社,2003,45-47
    [19]韩国军.智能车载导航监控终端的研究[D].广州:华南理工大学,2004.
    [20]郝晶.基于相关法超声波流量计的研究[D].太原:中北大学,2009.
    [21]何立民.嵌入式系统的定义与发展历史[J].单片机与嵌入式系统应用,2005(1).
    [22]贺抒.基于GPRS无线通信的配变自动化系统研究[D].长沙:中南大学,2005.
    [23]洪焕健,滕然燃,郑建华等.基于短消息的数字证书状态发布系统的研究[J].计算机应用研究,2006,23(8):148-151.
    [24]胡伟.ARM嵌入式系统基础与实践[M].北京:北京航空航天大学出版社,2007.
    [25]黄建兵.超声波精确测距的研究[D].南京:南京理工大学,2004.
    [26]黄明芳.基于手机短信的公交信息查询系统研究[D].福州:福建农林大学,2008.
    [27]黄顺斌,易圣涛.日本的单轨车[J].国外公路,1996,16(3):39-42.
    [28]黄志军,谢利理.GSM无线数据传输在无功补偿中的应用[J].现代电力,2004,21(6):59-64.
    [29]黄志军.基于嵌入式操作系统的无功补偿控制器设计[D].西安:西北工业大学,2005.
    [30]贾海朝.浆纱机卷绕机构张力控制系统研究[D].天津:天津大学,2004.
    [31]贾飞.基于无线传感器网络技术的智能家居系统的设计与实现[D].太原:太原理工大学,2008.
    [32]蒋志坚,李光辉.低温辐射地板采暖电热缆智能控制器研究[J].北京建筑工程学院学报, 2010,26(3):52-56.
    [33]金建新.增量式光电脉冲编码器的单片机计数器[J].元器件与应用,1999(10):27-30.
    [34]李东.S3C2410X外部中断程序的分析与设计[J].硅谷,2010,(16):60-62.
    [35]李冬.基于嵌入式系统的GPRS电力参数无线传输系统[D].济南:山东大学,2007.
    [36]李海生.基于GSM短消息的远程监测系统[D].广州:华南理工大学,2005.
    [37]李宁.ARM开发工具RealView MDK使用入门.[M].北京航空航天大学出版社,2008,3:2-10.
    [38]李涛,付永生.基于GPRS的数据传输[J].今日电子,2004,40-43
    [39]李卫中.基于ARM的嵌入式数控系统硬件平台研究[D].武汉:中国地质大学,2008.
    [40]李祥峰.基于TMS320F2812全数字永磁同步电机伺服系统的研究与设计[D].济南:山东大学,2009.
    [41]李秀明GPRS通用分组无线业务[J].人民邮电出版社,2001年,51-53
    [42]李映雪.基于GPRS基站远程实时监控系统研究[D].浙江金华:浙江师范大学,2009.
    [43]李云钢,龙志强,王宁,张鼎,张晓.一种沿轨道移动物体位置和速度的检测方法.中国,发明专利说明书,CN 1769845A.2006.5.10
    [44]廖卫列,赵海波.基于GPRS网络通信的电力集中抄表系统[J].电力信息化,2006,4(2):58-59.
    [45]梁广俊.基于TMS320DM355的新型架构的高分辨率数字视频展台的系统设计[D].太原:太原理工大学,2008.
    [46]林棻,赵又群.GPS在车辆上的应用现状与发展[J].传感器与微系统,2008,27(1):4-8.
    [47]刘滨凡,王立海.单轨车的发展及在我国林业中的应用[J].森林工程,2008,24(1):25-27.
    [48]刘彩虹.智能小车路径跟踪技术的研究[D].杭州:浙江大学,2007,(04)
    [49]刘鲁新,权进国,林孝康.ARM9处理器与ARM7处理器比较[J].电子技术应用,2004,(11):13-15
    [50]刘学军.小水电站计算机控制的研究[D].天津:天津大学,2004.
    [51]刘扬GPRS通信技术在智能运输系统中的应用研究[D].河北秦皇岛:燕山大学,2007.
    [52]刘永红,孙尽尧.基于ARM9的GPRS短消息数据传输系统[J].现代计算机(专业版),2008,(5):125-128.
    [53]罗萍.基于E6C2-C增量式编码器实现位置控制[J].工业控制计算,2006,19(6:69-71
    [54]倪洁人.基于ARM的发电机绝缘故障报警装置的研发[D].上海:华东理工大学,2006.
    [55]庞友会.单板弹性模量计算机在线无损检测系统的研究[D].北京:北京林业大学,2009.
    [56]庞攸力.基于DSP技术的激光通信地面转台电控系统的研究[D].长春:长春理工大学,2008
    [57]彭朝晖.兼有MP3功能的语音定时播放器的研究[D].武汉:湖北工业大学,2005.
    [58]秦璐璐.基于Cortex-M3内核的嵌入式网络终端的研究与设计[D].北京:北京工业大学,2009.
    [59]邱宏安,朱治富.一种高精度旋转编码器单片机计数电路的实现[J].计算机自动测量与控制,2000,8(3):50-52.
    [60]桑楠.嵌入式系统原理与应用开发技术[M].北京:航空航天出版社.2002.
    [61]邵岩,孙晓东,薛建清.基于AVR单片机的智能数据采集系统.[J].电子技术,2009,4:105
    [62]邵于宁,胡刚,陈雪萍.基于ARM嵌入式车载监控终端的设计与实现[J].计算机测量与控制,2008,16(8):1125-1127.
    [63]深圳英蓓特信息技术有限公司Embest S3C2410评估板手册.
    [64]深圳英蓓特信息技术有限公司RealView MDK用户指南.
    [65]沈熙莱.单轨交通运输[J].交通与运输,2006(4):25.
    [66]史恩秀,黄玉美,闫鹰等.基于超声波传感器的AGV定位方法的实验研究[J].传感器技术,2005,24(10):23-25,28.
    [67]施建珍.无线控制的智能家居安保系统研究及应用[D].南京:东南大学,2006.
    [68]施雯.基于单片机的数字式电子热量秤设计[D].南昌:南昌大学,2009.
    [69]宋焕,任华,韩德军等.浅析接近开关的选型与性能测定[J].内蒙古石油化工,2008,34(2):62.
    [70]宋凯,严丽平,甘岚等ARM Linux在S3C2410上的移植[J].计算机工程与设计,2008,29(16):4138-4140.
    [71]苏宏.基于GPRS的无线图像监控系统[D].成都:西南交通大学,2007.
    [72]孙秋野.ARM嵌入式系统开发典型模块[M].北京:人民邮电出版社,2007:228-235.
    [73]孙少陵GPRS技术特点及其应用[J].电信技术,2002:101-104.
    [74]孙雨.基于ARM的嵌入式系统移植设计[D].长春:长春理工大学,2007.
    [75]田泽.ARM9嵌入式开发实验与实践[M].北京:北京航空航天大学出版社,2006.11.
    [76]田泽.嵌入式系统开发与应用教程[M].北京:北京航空航天大学出版社,2005.3.
    [77]王翠华,张策,郭刚.一种基于S3C2410A的液晶屏接口设计[J].ARM开发与应用,2008,24(2):113-115.
    [78]王红梅.长输油管道超声无损检测中定位系统的设计[D].北京:北京化工大学,2005.
    [79]王俭.轮式智能小车行驶距离和速度的检测[J].传感器技术,2005,24(7):66-68.
    [80]王剑飞,胡书举,李建林,鄂春良.基于增量式旋转编码器的永磁风力发电机控制研究[J].电气传动,2009,39(5):27-30.
    [81]王来忠.GPS车辆行驶记录定位监控信息管理系统[J].中国安全科学学报,2008(06):89-94.
    [82]王璐.基于GPRS技术的远程数据传输系统的研究[D].济南:山东大学,2008.
    [83]王庆刚,杨佃福GPRS技术在嵌入式系统中的应用[J].微计算机信息,2005,21-5:69-70.
    [84]王雪.基于ARM的定位系统的实现[D].南京:南京理工大学,2005.
    [85]王宜怀,刘晓升.嵌入式应用技术基础教程[M].清华大学出版社.2005.
    [86]魏凯斌.基于嵌入式系统的农业数据采集传输关键技术研究[D].陕西杨凌:西北农林科技大学,2007.
    [87]吴军.基于串口通信的离合器综合测试台[D].合肥:合肥工业大学,2009.
    [88]吴朝辉.嵌入式软件发展趋势[J].电子产品世界,2005(3).
    [89]吴志刚.光电编码器的原理与应用[J].浙江冶金,2001,(1):50-52.
    [90]肖晔.基于先进制造平台的足底矫形器加工的研究[D].天津:河北工业大学,2007.
    [91]徐忱,范玲.旋转编码器原理及应用[J].黑龙江科技信息,2007,(17):58.
    [92]徐新强,李正明,张继军,王艳玲.基于GPRS和GPS的便携式农田信息采集器[J].农机化研究,2008,(8):163-166.
    [93]许海庭.钻井队柴油消耗无线自动计量系统的研究与应用[D].山东东营:中国石油大学(华东),2008.
    [94]薛慧霞,高林.基于智能手机的果园灌溉无线自动控制系统研究[J].湖南农业科学,2010,(19):138-141.
    [95]闫国兴.三电机激振自同步振动系统的机电耦合机理研究[D].成都:西南石油大学,2006.
    [96]杨超.智能液压伺服控制系统在电火花加工中的应用研究[D].上海:上海交通大学,2007.
    [97]杨磊.高精度摆动扫描技术研究[D].长沙:国防科技大学,2005.
    [98]杨文卒.机床主轴转速的测量[J].中国西部科技,2008,7(28):18-21.
    [99]杨雪.基于短消息的CO气体浓度监测仪的研制[D].哈尔滨:哈尔滨理工大学,2006.
    [100]尤天刚.基于ARM的嵌入式工控网络平台的构建[D].成都:电子科技大学,2006.
    [101]于鹏GPRS技术及其发展[J].电信技术,2002:37-38.
    [102]于志赣,刘国平,张旭斌等.液显LCD1602模块的应用[J].机电技术,2009,32(3):21-23.
    [103]余华超.带速度传感器异步电机矢量控制系统的研究[D].广州:华南理工大学,2009.
    [104]俞展猷,李海川.单轨轨道交通发展的现状和展望[J].2002,(1):44-46
    [105]岳春漪.嵌入式实时操作系统的研究与应用[D].武汉:武汉科技大学,2009.
    [106]战廷文,张学峰,刘长乐,赵邵松,刘禹.单轨运输车应用现状[J].林业机械与木工设备,2008,36,(12):45-47.
    [107]张冰蔚.应用示教再现技术实现柔性制造系统有轨小车的准确定位[J].华东船舶工业学院学报,1999,13(2):33-36.
    [108]张传熙.二维偏振编码信号设计与检测技术研究[D].南京:南京理工大学,2009.
    [109]张东军,郭文成,刘莲花.基于红外超声光电编码器的室内移动小车定位系统[J].研究与设计,2007,23(5):1-3.
    [110]张化勋.智能小汽车的设计[J].长春大学学报,2005,15(6):13-15.
    [111]张嗧.32位嵌入式系统硬件设计与调试[M].北京:机械工业出版社,2005.5.
    [112]张杰立.火炮压力测试中温度影响问题的研究[D].南京:南京理工大学,2009.
    [113]张九才.增量式编码器抗抖性研究[J].自动化仪表,2005,26(10):38-39.
    [114]章军富.基于ZigBee无线传感器网络的精准灌溉控制系统[D].北京:北京林业大学,2010.
    [115]张俊梅,李文彬,撒潮,王德明.遥控自动立木整枝机运动控制系统[J].北京林业大学学报,2007,29(4):33-36.
    [116]张俊梅.人工林无线电传输特性及立木整枝机控制系统研究[D].北京:北京林业大学,2005
    [117]张轲,王力生,唐军敏等.浅析嵌入式系统中硬件设计对驱动程序实现的影响[J].网络安全技术与应用,2008,(2):76-77.
    [118]张拓.无线多点温度采集系统的设计[D].武汉:武汉理工大学,2009.
    [119]张小强,杨放春.一种基于GPRS技术的无线监控系统[J]中国数据通信,2004,(11)
    [120]张毅.实时数据无线监控系统的研究及应用[D].杭州:浙江大学,2005.
    [121]张永松,朱家诚.基于软件实现的普通编码器计量位移的方法[J].合肥工业大学学报(自然科学版),2008,1(31):140-142.
    [122]张云.单轨小车转弯问题的分析和计算[J].机械设计与制造,1999,6:30-31.
    [123]赵亮,黎峰GPRS无线网络在远程数据采集中的应用[J].计算机工程与设计,2005,32-35.
    [124]郑建华.光电编码器在矿井提升机电控系统中的应用[J].新疆有色金属,2010,33(2):64,66.
    [125]郑丽萍,何东建.基于S3C2410A的农田土壤信息采集平台设计.[J].农机化研究,2008,6:82-85
    [126]郑祖庆.单轨车[J].城市公用事业,1994,8(3):37-43.
    [127]钟金,窦万峰,于正等.短信群发系统设计与实现[J].金陵科技学院学报,2005,21(4):37-39.
    [128]钟章队,蒋文怡,李红君等GPRS通用分组无线业务[J].人民邮电出版社,2001.12:47-50
    [129]周波.基于GPS的车辆调度系统的设计[D].南京:南京师范大学,2008.
    [130]周维,陈默.基于S3C2410的ARM开发平台[J].电子技术,2004,31(7):4-7.
    [131]周志敏.光电检测装置应用中的问题分析[J].机床电器,2002,29(3):43-44,54.
    [132]周志敏.光电检测装置应用中的问题分析[J].电子元器件应用,2003,5(5):40-42.
    [133]朱次红.基于GPRS的移动基站监控系统的研究[D].成都:西华大学,2008.
    [134]朱孟强.基于ARM的智能机器人小车控制系统设计[J].传感器技术,2005,10(24):23-25.
    [135]朱向阳.动力分散型交流传动单轨电动游览车[J].电力车技术,2002,25(1):41-42.
    [136]Alkar. AZ, Karaca. MA, "An Internet-Based Interactive Embedded Data-Acquisition System for Real-Time Applications," IEEE Transactions on Instrument and Measurement, vol.58, n.3, pp. 522-529,2009.
    [137]ARM Softwared evelopment Toolkitve rsion2.50 UserGuide.ARM Limited[M].1998.
    [138]Cao F X, Yang D K. Low cost SINS/GPS integration for land vehicle navigation[C]. IEEE 5th International Conference on Intelligent Transportation Systems, USA,2002:910-913.
    [139]Croitoru. V, Tihon. IA, Leonte. O, "Data acquisition system based on mobile sensor networks," Revue Roumaine Des Science Techniques-Serie Electrotechniques ET Energetique, vol.52, n.1, pp.67-80, Jan-Mar 2007.
    [140]GPRS and 3G Wireless Applications:Professional Developer's Guide by Christoffer Ande, 28-29
    [141]Gurbuz. AC, McClellan. JH, Scott. WRA, "Compressive Sensing Data Acquisition and Imaging Method for Stepped Frequency GPRS," IEEE Transactions on Signal Processing, vol.57, n.7, pp. 2640-2650,2009.
    [142]Iqbal, Javaid, Bano, Sophia, Hassan, Nida. Fabrication and control of 4-dof, autonomous robotic ARM using low cost AVR controller [C]. Proceedings of the Eight IASTED International Conference on Control and Applications,2006,2006:118-122
    [143]Lin, C.E.; Hsu, C.W.; Li, Y.S. Enhancement of GPRS surveillance system into real time control[C]. Industrial Electronics Conference,2005,2005:189-194
    [144]Poppen R, Mathis D. Integration of GPS with dead-reckoning and map matching for vehicular navigation[C].Proceedings of the 1993 National Technical Meeting of the Institute of Navigation, USA:Inst of Navigation,1993:21-24.
    [145]Rosiek. S, Batlles. FJ, "A microcontroller-based data-acquisition system for meteorological station monitoring," Energy Conversion and Management, vol.49, n.12, pp.3746-3754,2008.
    [146]Shiue,Wen-Tsong; Chakrabarti,Chaitali,Multi-Module Multi-Port Memory Design for Low Power Embedded Systems[J].Design Automation for Embedded Systems,2005,9:235-261
    [147]Vandenrsen J M. Internal model control with improved disturbance rejection [J], Internal J. control,1995,62(4):983-999
    [148]Yan Zhang, Boon-Hee Soong. Performance evaluation of GSM/GPRS networks with channel re-allocation scheme.IEEE Communication Letters,2004,8,8 (5):280-282
    [149]Yang, Xiaojun; Liu, Tao; Chen, Fei; Cheng, Hailiang. MemoryIO:An extended I/O technology in embedded systems[C].IEEE NAS,2008,319-325.
    [150]Young, Kar-Keung D. Automated navigation and mobile vehicle control using wireless sensor network technology[C].Proceedings of the IEEE International Conference on Industrial Technology,2008.

© 2004-2018 中国地质图书馆版权所有 京ICP备05064691号 京公网安备11010802017129号

地址:北京市海淀区学院路29号 邮编:100083

电话:办公室:(+86 10)66554848;文献借阅、咨询服务、科技查新:66554700