Transient transition behaviors of fractional-order simplest chaotic circuit with bi-stable locally-active memristor and its ARM-based implementation

This paper proposes a fractional-order simplest chaotic system using a bi-stable locally-active memristor. The characteristics of the memristor and transient transition behaviors of the proposed system are analyzed, and this circuit is implemented digitally using ARM-based MCU. Firstly, the mathematical model of the memristor is designed, which is nonvolatile, locally-active and bi-stable. Secondly, the asymptotical stability of the fractional-order memristive chaotic system is investigated and some sufficient conditions of the stability are obtained. Thirdly, complex dynamics of the novel system are analyzed using phase diagram, Lyapunov exponential spectrum, bifurcation diagram, basin of attractor, and coexisting bifurcation, coexisting attractors are observed. All of these results indicate that this simple system contains the abundant dynamic characteristics. Moreover, transient transition behaviors of the system are analyzed, and it is found that the behaviors of transient chaotic and transient period transition alternately occur. Finally, the hardware implementation of the fractional-order bi-stable locally-active memristive chaotic system using ARM-based STM32F750 is carried out to verify the numerical simulation results.     

基于ARM和nRF905组网的智能家居系统设计

针对家居中电器种类和数目繁多且分散于各室造成控制不便,提出了一种利用nRF905射频模块实现无线通信的智能家居控制系统。系统对射频数据传输协议进行了设计,给出了室内多个微控制器的组网方案。用户通过手机短信或万能遥控器把对家电的控制信号发送至基于ARM平台搭建的主控中心,再由主控中心发送至若干个通信节点或智能插座,万能遥控器通过射频信号实现对家电的近距离遥控,手机通过GSM通信实现对家电的远程遥控。通信节点基于STC89C52RC单片机设计,能够实现对多种红外家电的控制并具备安防报警功能,智能插座则用于控制非遥控家电。实验表明,该系统可使网络中各节点、插座得到有效的控制,数据传输稳定、功能丰富、可扩展性强,具备较高的应用价值。     

一种应用于嵌入式领域的GPS接收机的硬件设计

给出了基于ZARLINK公司的GP2015和集成了ARM核微控制器的GPS专用处理芯片GP4020实现GPS接收机的硬件设计，提出了射频PCB设计的解决方案。系统调试结果说明本方案设计的GPS接收机具有功耗低、体积小、集成度高的特点，非常适用于掌上设备等嵌入式领域。     

实时主动声定位系统设计*

针对在军事演习或爆炸实验中对冲击波超压传感器位置的精确定位,设计了一种实时主动声定位系统。该系统由声信号发射系统、声信号接收处理系统和无线监控终端系统三部分组成。声信号发射系统与无线监控终端以单片机STC12C5A60S2作为核心控制器,接收处理系统以ARM9系列的S3C2440作为核心控制器。发射系统发射四种已知频率的声信号,接收处理系统接收并处理收到的四种声信号,然后把处理结果反馈到无线监控终端。通过实验表明,该系统在一定条件下,能够稳定地发射、接收并处理声信号,达到实时定位目标,并在200 m范围内将定位误差控制在厘米级内。     

精密工程测量仪器及数据处理

针对某精密工程测量仪器中的测控系统采集外设信息、分析处理测量的数据,并集中控制各设备的需求,从系统的整体设计考虑,实现了该系统控制器的硬件电路设计以及驱动程序开发。系统硬件采用ARM9处理器AT91RM9200芯片作为控制器的核心,对控制器进行了各部分电路的设计,同时基于实际需求完成应用程序的设计并对系统的测角误差进行分析,推导其形成机理。为了提高测量精度和方便操作,分析了系统横轴倾斜、竖轴倾斜、视准轴倾斜等引起的测量误差,通过建立数学模型、同时采用电子补偿器对系统进行补偿和校正。     

基于ARM9的通用IPMC载板设计

针对ATCA构架体系中由IPMC没有完全按照规范要求设计而引发的兼容性差的问题,提出一种基于ARM 9的通用IPMC载板设计方案;该方案以ARM 9嵌入式微处理器为核心,设计了合理的硬件电路,符合PICMG 3.0规范和IPMI 2.0标准,可以适应各种背景的ATCA板卡管理;选取Radisys机箱作为实验平台,IPMC载板可以实现对ATCA板卡的管理并且与机箱管理进行可靠通信,有效验证了载板的可行性和通用性;通过将载板搭载在不同的FRU上进行实验,结果证明载板具有良好的兼容性。     

基于ARM架构的图形水幕系统

传统的以水为装饰的方法形式比较单一,缺乏创新性的现状,因此提出了一种基于ARM架构,结合了人体传感、无线传输等功能的数字图形水幕系统,能够精确控制电磁水阀开/闭合,实现了以水为媒介的图形、文字的展示;同时,在系统中开发了一种自由落体图像补偿算法,创建了图像补偿表,通过对原始图像的补偿可在系统人眼感兴趣的区域很好展示所需的图形及文字;在实验中可看出系统在1.26 m×1.26 m的显示区域内对64×64像素的图形进行补偿时达到了较好的效果;该系统综合考虑了性能、成本等因素,具有很强的创新性和实用价值。     

基于ARM处理器的运动目标检测与跟踪系统

运动目标的检测及跟踪技术广泛应用于军事与民用领域。传统基于PC的目标跟踪系统不能满足对体积、功耗及便携性的需求,基于ARM处理器S3C2440A和嵌入式Linux操作系统构建了一个比较完整、实用的目标跟踪系统。该系统利用摄像头采集运动目标图像,处理器进行数字图像处理,LCD显示跟踪目标。阐述了实现原理及图像获取、目标检测、图像分割和目标跟踪算法程序流程。通过实际测试,该系统能满足对低速运动目标的检测、识别和跟踪,且具有较好的实时性和稳定性。     

基于Linux的薄壁管材冲孔自动化生产线设计

为了开发一种结构简单、控制灵活的冲压自动化装置,文中简述了一种基于Linux下的冲孔自动化生产线,用于薄壁管材的冲孔。设计了以ARM为主控制器,CPLD为协处理器的方式来作为整个生产系统的控制核心。建立了气缸驱动系统和冲压机械手,机械手通过伺服电机的驱动完成取料和旋转,在与冲床的相互配合下完成冲孔要求。构造了生产线系统的故障树,利用定量分析结合定性分析的方式对故障进行分析,采用电容式触摸屏通过界面向操作人员发送故障提示,大大减少了设备停机时间。实验结果表明该系统完全能满足生产要求,稳定可靠,操作便捷,响应速度快。     

基于FPGA的高速数据传输系统设计与实现

为了满足国家重点专项“量子科学实验卫星”中“量子存储板”高速串行数据传输的测试要求,提出了一种以Nios II嵌入式处理器为控制核心,TLK2711、RS422、USB2.0和千兆以太网为传输接口的高速数据传输解决方案;系统采用TLK2711完成高速数据的串并转换,采用RS422完成命令和控制信号的传输,实现与“量子存储板”的高速数据传输;利用Xilinx公司Zynq-7000芯片独有的ARM+FPGA架构实现千兆以太网完成数据的高速传输,利用EXAR公司XR21V1414 USB转串口芯片实现命令、遥测等数据的传输;采用Labview编写上位机控制整个系统的运行,实现命令发送、指令解析、运行状态显示、数据帧产生、高速数据传输、解析和存储等功能;实测结果表明,此系统数据传输速率高达600 Mbps,满足高速串行数据传输的要求,且具有稳定性高、可靠性好等优点。