基于STM32的机载吊舱控制系统设计

机载吊舱控制系统要求对俯仰和方位两个自由度进行控制,通过光电编码器进行信息反馈,以此构成闭环系统,对控制精度和抗干扰能力有严格要求;提出了一种基于STM32的机载吊舱控制系统的设计方案,并在STM32平台上进行μC/OS-II嵌入式系统移植,同时加入PID控制算法用来提高系统的控制精度和抗扰动能力,结合控制需求,开发了机载吊舱的两自由度控制程序,实现了上位机控制命令的传输和伺服控制单元的信息反馈,最后通过实验验证设计结果;该控制系统软硬件裁剪方便、控制精度高,对吊舱控制系统的开发应用具有一定的参考意义。     

基于STM32的乐联网的电能监测系统的设计

电能监测系统采用意法(ST)半导体公司STM32F103ZDT6的ARM芯片为核心,以ATT7022C电表芯片对电能参数进行取样,实现电网电压和电流、功率的因数、有功、无功和视在功率等诸多参数的检测,通过W5200A硬件TCP/IP通信芯片进行数据传输,借助乐为物联公司物联网平台,通过网页、博客等方式进行数据发布和管理,参数测量与传输误差在许可范围内,能够投入实际使用;该系统为能耗监测与管理提供了底层硬件平台,提供了数据可靠传输方式,提供了方便、直观的上层管理平台,综合了电能计量与测控、嵌入式系统、物联网、WebServer等多项技术,具有一定的创新性。     

基于STM32F407的高压输电线电磁检测系统设计

针对输电线的结构特点,采用涡流检测与漏磁检测相结合的电磁检测方法,设计了一套以高速ARM微控制器STM32F407VG为控制核心器件的高压输电线电磁检测系统。介绍了系统采用直接数字频率合成DDS技术的涡流激励信号产生模块、采用锁相放大技术的涡流信号提取模块、采用差动测量技术的漏磁检测模块、A/D模数转换模块等。上位机程序采用LabVIEW虚拟仪器设计,并通过USB总线与系统进行实时通信。整个系统具有实时性强、易于集成和重构的特点。     

基于STM32的矿山钻机智能监测保护系统设计

为了监测矿山钻机运行状态,提高钻探工作的安全性和效率;利用STM32单片机与安卓嵌入式系统,开发了一种钻机运行状态实时监测与保护系统;该系统由软件与硬件两大部分组成,以单片机为核心的测量电路(下位机)实现对钻机功耗参数(电压、电流、功率)和钻机容易出现高温部位,电机温度的测量。单片机串口将测得的数据发送至Android App(上位机)中实时显示,并完成数据处理与数据存储等功能。最后,软件结合钻机电气参数与电机温度参数,使用PID控制算法,智能管理钻机运行;该系统已运行于某钻探设备公司的钻机测试系统中,实验结果表明,该系统具有良好的性能,可以实时监测钻机运行状态与自动调整钻机运行,确保钻机处于安全的运行状态。     

基于STM32控制器的汽车轴温检测系统设计

为了能够实时对汽车传动系统变速箱温度进行检测,提高汽车运行过程中的安全性能,设计了基于STM32控制器的温度采集系统;利用P_t100采集齿轮箱润滑油的温度,通过STM32控制卡串口输出将温度数据发送至上位机中,利用LabVIEW编写的监控界面实时的显示温度曲线,并将采集的数据存储在Excle表单中;利用Matlab对数据进行卡尔曼滤波,能够有效地滤除磁干扰信号,同时在单位时间内对温度曲线求导,检测油温上升是否正常;实验结果表明,基于STM32控制器的汽车轴温检测系统动态性能高,响应时间t＜50 ms,温度分辨率δ≤0.01 ℃,满足对汽车传动系统轴温检测的使用要求。     

基于STM32植物动态离子流信号检测系统设计

溶液中无机盐离子的定向流动会产生微弱的电压信号,通过检测电压信号可以计算离子的浓度、植物根系吸收离子的速度,进而获取植物的生理信息。对植物动态离子流信号检测系统进行设计,采用STM32F103ZET6作为主控芯片,利用极低偏置电流放大芯片和高共模抑制比差分放大芯片,给出了信号放大、滤波处理和数据采集电路,对系统噪声来源进行分析,提出了降低噪声的方法,并通过STM32进行A/D转换,把转换数据传输到上位机。该设计实现了植物动态离子流信号的检测,得到了离子在溶液中的流速。     

基于LoRa的智能抄表系统设计与实现

针对ZigBee在无线抄表网络中通信距离短、网络路由复杂、抗干扰能力弱的缺点,提出了一种基于LoRa的无线智能抄表系统的设计方案;该方案以SX1278的LoRa调制技术为核心,采用星型、链型网络进行自组网络设计,构建了通信距离远、可抵抗多种干扰源等复杂网络环境下的智能抄表系统;介绍了系统网络拓扑结构、LoRa节点软硬件和应用层自定义通信协议的设计过程,实现了对智能电表的能耗数据采集和远程管理,最后对系统进行了测试分析;实验结果表明,该方案具有通信距离远、功耗低、组网便捷、实时性好的特点,有着广泛的应用前景。     

基于STM32F的企业楼宇节能控制系统设计

针对企业楼宇耗电量严重的问题,研究设计了基于STM32F的楼宇节能控制系统。该系统采用红外传感模块统计楼宇内人数,使用光控模块采集光照度,通过微处理器实时采集人数和光照强度信号,然后进行数据处理和算法分析,从而实现楼宇照明灯具的自动控制;同时采集用电电器的工作状态信息,若电器长时间处于待机状态,系统将会自动切断其供电电源。实验结果表明：企业楼宇节能控制系统提高了电能利用率,实现了楼宇的低碳节能。     

基于STM32的多网络人防警报终端设计

传统人防警报系统一般采用单一途径触发方式,实时性和可靠性易受限制,据此设计了多种远程方式控制警报的终端,采用STM32作为主控芯片,外围集成包括移动通讯、固话、有线以太网络三种技术途径触发多种警报,三种途径的仲裁采用先到先触发的兼容方式,并给出了终端的架构及内部设计运行原理,充分发挥了不同网络在不同环境下的优势,保障了不期灾害发生时警报的实时快速预警,同时对状态信息进行反馈,经实际使用测试,系统稳定,实时,可靠性强,为破坏性灾害发生时的成功预警提供了一种可靠方法。     

基于STM32F电气火灾无线红外测温系统的设计与实现

为进一步提高电气火灾探测系统的探测精度及响应时间,在传统电气火灾探测系统的基础上,设计了基于STM32F的无线红外测温系统;该系统采用红外测温技术,探测出电气配电箱内各线路的温度信号;通过微处理器实时采集温度信号及A/D转换后的数据,进而进行数据处理和算法分析;并利用ZigBee无线网络技术组建检测网络,实现温度数据的可靠传输;实验结果表明:电气火灾无线红外测温系统精确度高达99.37%,灵敏度高,响应时间为20.5 s,能精确监测电气配电箱内温度,预防电气火灾的发生。     

基于STM32的数显轨距尺图像数据采集系统设计

为了实现数显轨距尺测量数据的采集、存储功能,设计了一种结构简单、性能稳定的数显轨距尺图像数据采集系统,实现了轨距尺图像数据的实时采集、显示、存储功能。系统能够获取数显轨距尺测量数据图像,并将图像显示在LCD屏上,图像信息存储于SD卡中,既完成了测量数据的实时传输,又实现了对测量数据的保存。系统以Cortex-M4为内核的STM32F407ZGT6作为控制核心,利用OV2640作为图像传感器采集彩色图像,采用TFTLCD真彩液晶显示屏显示图像,利用FATFS文件系统实现SD卡的读写,从而使系统能够存储图像数据。实验结果表明,图像的采集系统稳定可靠,采集图像清晰,满足设计要求,对轨距尺读数的自动识别以及轨道测量数据的存储具有重要意义。     

基于STM32的NAND flash的块分配框架设计

STM32对大容量数据文件存储与管理问题可通过NAND flash来解决;而NAND flash的高效管理需要文件系统参与;NAND flash有特殊的块读写及擦除机制,一般的嵌入式文件系统组织结构并不完全兼容NAND flash;针对NAND flash的特点兼顾STM32的资源承受力要提出新的NAND flash块分配框架,框架通过块分配槽这种数据结构,在不使用块分配表与垃圾表的情况下,实现了NAND flash均衡负载与垃圾块的回收;同时通过节点分配栈与文件节点表的结合来提高STM32对文件的读写速度,空间利用率和系统性能;仿真实验和计算结果表明该块分配框架可有效提高NAND flash块的均衡负载与节省RAM空间。     

数控切片机双轴控制系统设计与开发

数控切片设备采用电气结合的方式,实现对加工对象进行自动切片功能;主控板硬件设计采用了基于STM32F103VCT6 ARM芯片作为核心主芯片,实现2轴伺服电机控制和编码器信号的实时反馈功能,确保系统运行加工距离精准;同时,还实现了与基于MODBUS RTU协议的工业触摸屏的通信及SPI接口的数据存储功能,具有人性化的人机交互界面和多种切片类型参数的存储;软件实现采用了模块化的实现方案,采用定时器模块实现伺服控制与编码反馈输入,SPI模块实现存储,串口模块实现显示通信功能;本数控切片系统的开发成功,将大大提高切片加工的效率和精度,促进企业人机功效。     

基于STM32与串口服务器的IP语音通信系统设计

针对模拟训练系统中语音通信的应用需求,提出了一种基于TCP/IP协议在局域网内进行IP语音通信的实现方法。分析了该语音通信系统的组成结构和工作原理,设计了以微处理器STM32F103ZET6为核心、以语音编解码芯片VS1053B为驱动的语音控制电路,SD卡连接电路和电源电路;移植了UCOSⅢ嵌入式实时操作系统增强控制系统的实时性和稳定性,采用FatFs文件系统管理SD卡存储设备。利用串口服务器实现串口数据与以太网数据的快速交换,完成模拟训练系统局域网的搭建,实现基于TCP/IP协议的稳定高效的IP语音通信。测试结果表明,系统稳定可靠、扩展性强,语音通信质量满足模拟训练使用要求。     

基于STM32的恒温水浴温度检测与控制系统设计

针对石油产品运动粘度检测中恒温水浴温度的测量与控制,提出了一种基于PT100测温和高精度控温的系统,搭建了系统的硬件电路和设计了系统软件,并进行了实验验证。本设计采用STM32F407作为主控处理器,PT100传感器测量温度,三线制调理电路消除测量误差,24位A/D芯片进行A/D转换,12864液晶进行实时显示,并具有语音功能。测温部分采用查表与分段数学建模相结合的方法,能够计算得出较精确的温度值,由于在化工领域的温度控制中,被控对象具有纯滞后的特点,系统中控温部分采用PID算法和Smith预估算法相结合进行控制。实验表明,该系统温度测量精度可在0℃~100℃范围内达到±0.1℃,控制精度绝对误差不超过0.1℃,能够达到设计要求。结合了Smith预估的PID算法动态响应迅速,超调量小,稳定性好,明显优于普通的PID算法。     

基于STM32的嵌入式煤层压力监测系统设计

为了能够对煤层开采时的压力进行实时监测和数据保存,设计了一种基于STM32F103ZET6的嵌入式高精度多路压力采集系统;利用压力传感器和18位模数转换器FS511完成煤层压力的采集并转换为数字信号,通过数字开关CD4051实现通道转换,以实时操作系统μC/OS-II作为软件平台,处理压力数据,借助图形用户接口μC/GUI实现压力数据和曲线的显示,借助文件系统FATfs实现以文件的形式将数据保存在SD卡中,便于PC读取;利用CAN总线将数据传输至上位机,进行更为复杂的处理;测试结果表明:煤层压力监测系统精度达到0.01%;本系统精度高,实时性好,满足了矿山压力实验室的需求。     

基于STM32的医用X射线机高频高压发生器的研制

高频高压发生器是X射线机的核心部件之一,其作用是给高压球管提供直流高压使之输出能量集中的X射线,该直流电压值是X射线机的关键参数;在医用X射线机使用过程中,当其作用于不同的个体体型及不同的人体部位时,通常需要不同的球管电压等级(kV值)以控制X射线的辐射量;因此,其输出的管电压必须是精度高且可调;设计中采用全桥串并联谐振逆变换技术并结合脉冲频率调制系统来实现高压电源的调节输出,其输出到球管的高压直流电源电压调节范围为40~150 kV;系统控制部分采用STM32微控制器实现对高压直流电源的检测与控制;实验结果证明,所设计的高频高压发生器输出的直流高压相对误差小于5%,精度高且稳定性好,可满足医用X射线机的工作要求,具有良好的应用价值。     

基于STM32单片机控制的老年人跌倒警报系统

设计一种基于STM32单片机的老年人跌倒提醒装置,本装置由STM32F429BIT6控制器为核心,采用蜂鸣器和陀螺仪作为警报装置,通过GPS定位和通信模块将位置短信传输给用户子女。本装置使用的陀螺仪为三轴加速度传感器,通过对比测量的人体倾斜角度与设定阈值来判断老年人是否有跌倒行为,若判断有跌倒行为即通过STM32拉高对应引脚电平,蜂鸣器接受命令开始警报,同时GPS模块抓取用户实时位置发送给ATK-IDM750C模块,利用AT指令向用户子女发送包含老年人详细位置的短信。此系统帮助保护老年人人身安全,且安全高效、数据可靠、便捷准确,大大地提高了老年人跌倒后的营救效率,能有效保障老年人人身安全。     

基于组态王的配电网监测系统研究

针对6/10KV配电网,为减少电网故障对用户和设备造成的损失,实现对电网参数的实时监测与故障预警,设计了基于组态王与RS-485总线配电网参数在线监测系统。电网参数经6/10KV互感器获取传送给电参数变送模块,变送器将信号转换成支持ModbusRTU通信协议格式,通过RS-485总线将数据采集、上传到监测计算机。上位机监测系统采用组态王软件结合SQL关系数据库,实现实时电压、电流、频率、功率、电能的显示、存储、报警、管理等功能。经调试运行证明该系统方案是正确的、可行的。     

基于STM32大气动态雾霾检测系统的设计

大气的质量直接关系到人们的生存环境,衡量大气污染的程度和对身体健康造成的伤害,都离不开对大气的检测。如何进行检测,用什么方法来评判,本文提出一种方法来实时检测大气雾霾的状况,尤其是PM2.5(空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物)被认为是造成雾霾天气的“元凶。大气雾霾监测系统利用雾霾检测器和GPRS传导,将所在地雾霾情况实时监测传输给手机APP终端,手机接收之后将数据整合显示给使用者,达到雾霾监测和提前应对恶劣天气的作用。