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嵌入式计算机技术在运动仿真系统中的应用.pdf

利用无线网络传输上位机并控制运动模拟器,实现运动在线模拟。 嵌入式计算机与上位机之间的通信方法及其应用软件设计方法。 应用软件运行可靠。 嵌入式计算机Windows CE运动模拟计算机通信。 中文图形分类号:TP3162文献识别码 提出了嵌入式运动仿真系统。 嵌入式系统采集到的运动信号通过无线网络传输到上层计算机,计算机继续处理。 滚动运动模拟装置能够完全模拟运动。 阐述了嵌入式系统的结构和特点,介绍了运动信号的采集方法、嵌入式系统与计算机的通信方法以及应用软件的设计方法。 实验结果验证了嵌入式运动仿真系统设计的可行性和软件运行的可靠性。 嵌入式计算机、WindowsCE、运动模拟、计算机通信 接收日期:20070308 通化市职工大学副教授 吉林省通化市 134000 吉林省通化市生物与农业工程学院副教授、博士通讯作者, 130025 长春市吉林大学生物与农业工程学院教授、博士生导师介绍 近十年来,计算机技术和产品广泛渗透到其他行业。 以应用为中心的分类方法变得更加实用,即计算机根据其嵌入式应用和非嵌入式应用分为嵌入式计算机和通用计算机。 同样的外观出现并运用于社会的各个方面。 其典型产品是PC,而嵌入式计算机则以嵌入式系统的形式隐藏在各种设备中,开发嵌入式运动仿真系统。 嵌入式计算机的总线结构是以应用为中心、以计算机为基础的。 基于技术的嵌入式计算机的应用数量远远超过各种通用计算机。 以嵌入式计算机为核心的嵌入式仿真系统广泛应用于工业现场,实时显示和分析现场设备的运行情况。 先进的嵌入式计算机计算机系统和网络技术的应用接口技术已成为仪器仪表的核心,并由此形成了仪器仪表行业的发展趋势。 在嵌入式运动数据采集系统的硬件设计中,采用目前广泛使用的PC 104总线结构作为本研究的基础。 使用的PC Stew 104嵌入式计算机 图1 嵌入式计算机 PC 104总线作为超小型PC微机的工业控制总线非常流行。 它可以嵌入到需要高体积和功耗的产品中,因此PC 104微型计算机通常被称为嵌入式PC。 P140 引脚共 104 个 这也是 PC Stew 104 名称的由来。

除了结构小型化外,PC Stewart 104总线及整机在软硬件方面均与PC总线完全兼容。 本质上,它是为了更好地满足工业控制或小型化设备的要求而开发的小型化模型。 所有PC机104总线信号的定义和功能与ISA总线相应部分的定义和功能完全相同。 104线分为微软推出的嵌入式实时操作系统Windows CE,它扩展了桌面Windows WindowsCE是一个核心功能,可以用CE的特性来解释。 定制的操作系统内存有限,而Windows CE被设计为模块化操作系统。 WindowsCE允许系统设计者只选择目标平台所需的模块,以减少内存使用。 Windows CE分为文件系统和通信模块,使用的处理器种类远远多于PC(X86占主要部分)。 dowsCE 支持多个制造商的处理器,包括英特尔和摩托罗拉。 在Windows CE的所有设计目标中,Windows CE最初是为手持PC和嵌入式系统等小型设备设计的。 由于这些设备的资源(RAM、ROM、内存和处理器能力)有限,微软设计了一种新的操作系统来解决这个问题。WindowsCE是专门针对嵌入式系统的多种通信连接方式。

WindowsCE可以连接到台式PC进行数据同步。 WindowsCE 支持多种通信方法。 实时功能,例如 RAS 串行通信。 实时性能是嵌入式系统性能的重要评价标准。 衡量硬件能力提高的长短可以在一定程度上提高计算机系统的实时性能WindowsCE操作系统以前的版本提供了一些RTOSWindowsCE。 NET的内核进行了重大改进,实时性能显着增强。 WindowsCE。 NET的中断处理机制和线程优先级机制为实时应用程序提供了很好的方法。 WindowsCE。 NET提高了系统的实时性,WindowsCE操作系统适合工业应用。 运动仿真系统采用嵌入式计算机。 嵌入式计算机采用研华的UNO2160,缩短用户的开发时间,并提供丰富的通信网络接口,满足不同任务的需要 WirelessLAN、RS232、422、485 嵌入式运动仿真系统结构图 图 2 嵌入式系统结构 采集运动信号的传感器及其调节电路放置在顶部。 本系统选用的无线网卡为MLAN3325A,IEEE80211b标准数据传输速率为11Mbps,与以太网和PC LAN的快速传输距离可达270m,支持各种操作系统(Win98)研华的PCM3718HG卡特点是WinCE、NT2000、 XP)和低功耗。 它是一款具有高性能PC/104接口的12位A/D转换卡,提供16个单通道或差分通道。 本系统的数字输入输出无线网卡 MLAN3325A 端口基地址为 0x300H,通过跳线将 IRQPCM3718HG 端口基地址设置为 0x200H(原来默认 0x300H),以避免 LAN3325A 卡出现端口地址冲突,IRQ系统应用软件设计就是本文中嵌入式运动仿真系统的应用软件。 在EmbeddedVisualC++40开发平台上编译的用于采集运动信号的加速度传感器放置在嵌入式运动仿真系统中如图所示。 嵌入式运动仿真系统与PC机的通讯采用客户开发的客户端应用程序加载EVC40; PC加载sualC++60开发的Vi服务器端应用程序,运动数据采集软件采样周期设置为10ms。

由于Windows CE不支持蓝牙技术中的UDP协议,因此其无线网络通信方式为TCP协议而不是UDP协议。 客户端应用程序使用Windows CE特有的CeCS socket类来开发无线网络通信模块。 服务器端应用程序采用Windows CSocket类开发的无线网络通信。 模块下位机只需开机即可实现与服务器端应用程序的网络连接。 服务器端应用程序发送指令到嵌入式运动信号采集和传输程序流程图 图 3 Programchartofsignalcollectionofembeddedsystem 实验结果 实验的目的是验证所设计的嵌入式运动仿真系统 图 4Simulationresultoftheonlinesignaltrackandmovingtrackoftheembeddedsystemofmotions 仿真(两次测量)可以避免混合钢卷热轧组织中的结晶现象,显着抑制不利织构{110},并极大促进有利织构{111}的形成,从而提高板材的深冲性能,减少热轧渗碳。 本体牌号并保证AlN卷取温度应低于550℃; 随着卷取温度的降低,{111}织构逐渐强化。 9810冷轧超深冲板冷轧产品采用新工艺进行工业试制后,现已试产。 鉴定和生产转移表明,研究成果具有较强的理论意义和巨大的工程应用价值。