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关键词： 双面双弧焊接   控制系统研制   工业物联网   焊接自动化   嵌入式系统  

摘要： 工业4.0是定位于继机械化、电气化、自动化之后的以智能制造为主导的第四次工业革命,在这股浪潮下,制造业各领域都在全力向智能化推进。作为工业重要组成领域之一的焊接,智能焊接的发展也是必要而且紧迫的。同时当前船舶、海洋等行业的大厚板、大圆筒等工件的焊接仍采用较低级的自动化焊接小车施焊的方式,其存在着参数预置、不能在线调节、双面双弧焊时信息互不可见等问题,影响最终焊接质量,因此有必要对其进行改进升级。本课题主要是将工业物联网技术、软件技术运用于焊接,建立一套应用于大厚板圆筒双面双弧焊接的焊接小车智能控制系统,使整个焊接过程由自动化向智能化、网络化升级。该控制系统按照典型物联网架构分为感知控制层、网络传输层、应用层。感知控制层上对原自动化小车进行了嵌入式改造,以STM32单片机为控制中心,使焊接小车成为了一个具备感知能力、受控能力、网络通讯能力的智能终端;网络传输层上搭建了基于WIFI的无线通讯系统和基于TCP协议的数据传输网络,实现了整个系统各终端间无线互联,保证了数据和命令的实时准确传输;应用层上则是基于软件技术开发了上位机控制系统和手控端APP,实现了对整个焊接生产过程的实时监控、智能管理、在线分析等功能。该控制系统实现了对大厚板圆筒双面双弧焊接生产过程信息的监测、分析、存储,包括焊接初始位置、焊接实时位置、焊接速度、焊接行程、双面双弧的弧间距,焊后焊缝形貌特征等;实现了人工对焊接过程进行实时、准确远程调控,包括远程起弧/熄弧、启/停小车、改变焊接方向、实时调节焊接速度等;同时能够基于焊接过程实时弧间距信息,调用内置弧间距协调控制算法自动调控以维持双面双弧弧间距稳定,形成闭环控制,保证焊接质量,弧间距控制精度能达到8mm内。最后在实际工况条件下进行了控制系统联调试验,验证了系统的功能性和稳定性。将工业物联网技术应用于焊接领域是未来智能焊接的发展方向,本文提供了一个较好的架构。未来随着传感器技术、网络技术及人工智能在焊接上的成熟应用,实现工业物联网技术与焊接技术深度融合与集成,最终实现焊接过程的智能化。

关键词： 物联网安全   信息物理系统   密码技术   工业机器人  

摘要： 《ABB工业机器人编程全集》定价:98元出版社:人民邮电出版社作者:龚仲华、龚晓雯本书介绍了机器人的产生、发展和分类概况,工业机器人的组成、特点和技术性能等基础知识;全面、系统地阐述ABB工业机器人的RAPID编程语言和应用程序的设计方法。全书从工业机器人的实际编程要求出发,循序渐进地介绍了RAPID应用程序主模块、主程序、子程序、功能程序

关键词： 电台性能测试   虚拟仪器   数字信号处理   嵌入式系统  

摘要： 随着时代的发展科技的进步现代战争的模式早已从单纯的陆地机械化作战模式发展为当前的陆、海、空、天、电多兵种协同信息化立体作战。作战模式的转变对通信提出了更加严峻的要求,既要在满足机动性好的前提下还要具有保密性强、抗干扰等特性。无线电通信由于其布局的灵活性和抗干扰反面先天的优势,在基于高新技术的现代化电子信息战中得到了广泛应用。作为军用无线通信网络搭建的核心硬件军用无线电台发生故障时传统方法就是利用信号发生器、频率计、频谱分析仪等通用仪表对电台发射机和接收机的关键指标进行手动测试。近年来随着自动测试技术的发展开发出许多基于计算机控制下由通用仪器搭建的自动化电台检测系统,虽然这类系统大大提升了电台检测的效率和自动化水平,但是由于体积过于庞大不便于在野外条件下搭建开展测试并不不适合战场快速抢修的要求。本文分析当前电台测试体系现状与技术并根据实际需要提出一种适合在野外条件下使用的小型电台综合检测仪器。检测仪应用嵌入式技术和软件无线电技术,采用用便携式一体化结构设计并内嵌有锂电池具有较强的环境适应能力,能够完成对装甲现役各型电台进行维修检测的功能,用于部队维修保障人员对电台功能和性能指标的检测。在所设计硬件平台上基与Linux嵌入式系统开发出一套测试控制软件。软件具有友好的人机交互界面和操作环境,使用简单快捷。可控制硬件设备对电台接收机数字灵敏度、接收机模拟灵敏度、静噪灵敏度、载波功率、频率误差、模拟频偏、音频输出、音频谐波失真系数、驻波比系数等指标进行手动和自动测试,并可对维修检测记录进行历史存档,具有完善的系统自检功能,可对检查结果进行显示和输出,可以通过程序注入方式升级测试仪内部程序以满足新型装备的测试需求。最后利用通用仪表对电台综合检测仪发射机、接收机主要性能指标进行测试,并采用标准仪器和综合检测仪对某型超短波电台进行对比测试,对整机性能进行较为全面的评估。测试结果表明该测试仪能够满足电台功能和性能指标的检测的需求。

关键词： 编队控制   嵌入式系统   快速终端滑模   轮式移动机器人   领航-跟随  

摘要： 多机器人编队提高了机器人完成复杂,危险任务时的执行效率,近年来,多自主移动车辆协调控制受到了极大的关注。这是因为这种系统在单个机器人上有许多潜在的优点,包括更大的灵活性、对未知环境的适应性和鲁棒性。在这一领域的研究中,编队控制一直受到许多研究者的关注。编队控制是指一组机器人组成特定的几何形状（如楔形或链条）并保持队形的控制方法。编队控制的潜在应用领域包括探测、监视、搜索和救援、运载大型物体和控制卫星阵列等许多合作任务。本文的内容大致如下:（1）设计并制作了三辆基于嵌入式系统的小型轮式移动机器人,作为研究机器人编队控制算法的实验平台。该小型机器人系统主要由四个模块组成分别为:（a）测速模块:包括机器人自身运动速度的获取,以及机器人位姿的计算。（b）信息传递模块:主要将领航者位姿信息通过该模块传递给跟随者机器人。（c）电机控制模块:使用双闭环PID控制,提高电机控制的精度。（d）编队控制模块:主要由轮式移动机器人的编队控制算法实现。（2）本节针对多机器人协作系统中机器人编队控制问题进行了研究。设计了一种速度和加速度受限的领航-跟随型编队控制算法,此算法设计了两个一阶滤波器,作为控制器的两个反馈信号,且此反馈信号及其导数的大小受限于两个滤波器参数。文中通过李雅普诺夫理论证明了闭环系统渐近稳定,且机器人速度和加速度有界。最后通过仿真和实验验证了本文所提出算法的有效性。（3）本节主要针对非完整运动的轮式移动机器人的运动学模型给出了一种快速终端滑模控制器。首先针对轮式移动机器人l-φ编队控制模型进行反馈线性化,然后针对反馈线性化模型设计跟踪控制器,使得跟随者机器人能够收敛到距离领航者机器人期望的位置。最后通过仿真和实验验证了本文所提出算法的有效性。

关键词： 图像融合   嵌入式系统   KAZE   Qt+Opencv  

摘要： 图像的融合过程可以突出图像的时间和空间信息,降低单一图像的不稳定性,有利于增加人们对图像信息的获取,因此广泛应用于医学图像,汽车导航,遥感探测,环境保护等领域。对社会的发展做出了重要贡献。而嵌入式系统由于性能完善,且便于随身携带,易于进行功能拓展等优点决定了在具有未来更大的发展空间。本文主要实现在嵌入式系统上的图像融合。通过查询国内外相关文献,对图像融合技术的研究背景和研究意义进行了介绍,并对国内外图像融合技术的发展状况进行概述。然后根据对嵌入式系统的基本介绍,选择适合本文实现的嵌入式设备并进行Linux+Qt系统的编译移植。继而介绍了本文所需的图像融合算法。本文首先通过优化的KAZE算法对摄像头采集到的两张图像进行特征提取,结合FLANN算法对提取的特征点进行配准,对配准后的特征对利用优化的RANSAC算法进行筛选实现图像配准,最后利用基于加权融合和峰度最大化的图像融合算法实现融合,并且通过实验验证了优化算法的效果。随后编译移植Opencv库文件,利用Qt+Opencv实现系统界面的设计和程序编写,通过调试实现在嵌入式系统上的图像融合。本文将嵌入式系统和图像融合进行融合,不仅有利于扩展嵌入式系统的应用场景,还可以推动图像融合技术的应用范围。实现过程对在嵌入式系统上实现图像的融合操作提供了一定的参考价值。

关键词： 环境监控   嵌入式系统   工业以太网   Modbus/TCP  

摘要： 随着社会和经济的发展,社会生产力不断壮大,产品生产和销售的规模与日俱增,需要越来越多的库房去存储物品。如何保证库房的安全问题也越来越受到人们地重视。现有的库房环境监管系统服务单一,一般采用自动监测和人工管理结合的方式,例如出现烟雾时,发出警报,然后交由工作人员去处理险情。这种方式浪费人力资源且容易出现纰漏。所以现代社会迫切地需要一个更加科学和智能的库房环境监管系统。针对上述问题,本文设计了一套能够实时监测库房环境状态并能控制仪器设备对突发事件做出自动处理的智能库房环境监管系统,并且使用工业以太网技术,使管理人员可以通过PC端上位机实时查看库房状态,远程手动控制仪器设备。该系统由环境监测器、控制器和远程管理端三部分组成。环境状态监测器负责监测各个库房的环境参数,例如温度、湿度、臭氧浓度和粉尘浓度等环境参数,以及是否有火灾和水浸等情况的发生。监测器采用STM32芯片作为处理器,挂载多种传感器,通过使用RS-485总线与FreeModbus协议栈结合的方式,实现串行通信功能,将数据发送给控制器。控制器收到数据后会将数据实时显示在液晶显示屏上,并会把收到的环境参数与预先设定的阈值进行对比,如果检测到环境参数超出设定范围就会发出警报,并自动控制相应的设备对异常环境进行调控。控制器采用STM32芯片作为处理器,装有W5500以太网控制模块,与FreeModbus协议栈结合,实现Modbus/TCP通信功能,与远程管理端进行通信。远程管理端是一台装有智能库房环境监管软件的计算机,该软件是基于QT平台开发并连接了SQL Server数据库的窗口应用程序。管理人员可以通过该软件实现对各个库房实时环境数据地查看,手动控制仪器设备和查询历史参数记录等功能。本文完成了系统的搭建并对系统整体进行测试,经过长时间实地测试,该智能库房系统达到预期要求。

关键词： 嵌入式系统   Capstone顶石课程   课程体系改革  

摘要： 目前,嵌入式系统已为现今电子科技产品其内部控制器的主流,特别是针对低功耗、高效能、有网络需求的便携式电子产品而言,嵌入式系统更是最佳解决之道。然而,由于嵌入式系统涉及领域较多,如果课程设置和教学方法不得当,就会影响学生的掌握程度和实操水平。本文针对嵌入式系统课程体系的改革和Capstone顶石课程的设置进行深入的探讨和研究,以促进教学质量和学生综合能力的提高。

关键词： 嵌入式系统   应用   趋势分析  

摘要： 随着目前科技和网络的飞速发展,嵌入式系统这一名词逐渐被大众所熟悉与了解,嵌入式系统在生活中应用十分广泛,它凭借其体积小,实用方便的特点受到越来越多人的青睐。尤其是在最近几年,通信,自动化,工业控制等领域嵌入式系统都发挥了巨大的作用。因此对于嵌入式系统应用的研究及趋势分析是非常具有研究价值的。论文先从嵌入式系统的定义着手,随之分析嵌入式系统的特点及应用现状,根据目前已有的资料对嵌入式系统应用未来的发展趋势以及发展趋势进行研究。

关键词： 教改   嵌入式系统   4D欣赏式探询   翻转课堂   教学沙盘  

摘要： 互联网+,物联网的迅猛发展使得嵌入式系统的运用越来越广泛。在智慧城市,智能生产的宏观背景下,嵌入式系统的教学也显得越来越重要。同时物联网及智能城市的发展对嵌入式系统的教学提出了新的要求,00后的大学生又有着跟以往学生不同的鲜明特点。因此嵌入式系统的教学也面临着新的挑战。本文结合00后大学生的特点,通过4D欣赏式探询,营造嵌入式系统运用场景,导入学生喜爱的教学元素,使用翻转课堂的形式,应用教学沙盘,并推广强有力发问的技术,让嵌入式系统的教学契合时代的发展,提高教学效果,为新时代培养应用型人才打下扎实的基础。

关键词： 嵌入式系统   教学改革   改革研究  

摘要： 传统的嵌入式系统教学在新环境新形势下急需更新。通过市场调查和教学现状分析,根据多年的嵌入式教学经验,探索以实践为导向的嵌入式系统教学改革,并取得了较好的教学效果。