基于ARM的联合收割机信息处理系统设计开发

摘要

在现代农业中,联合收割机正朝着智能化和自动化方向发展,车载信息处理系统发挥了及其重要的作用,国外在联合收割机信息处理系统的研究上已经取得丰硕的成果。反观国内收割机采用的大部分仍是指针式模拟仪表盘来实现对机器运行状态和参数的显示,在此平台上不能方便的进行各种自动化和智能化功能的扩展,与国外先进水平存在较大的差距。因此依托现有的集成电路技术,开发适用于联合收割机的车载数字化信息处理系统,为提高我国联合收割机自动化和智能化水平迈出重要一步。
　　ARM作为基于精简指令集的嵌入式微处理器,具有低功耗、简单精致和全静态的特点。本文提出了基于SAMSUNG公司生产的ARM处理器芯片S3C2440A构建联合收割机信息处理平台,实现联合收割机运行参数的实时显示以及机器堵塞故障的预警和识别。本论文的主要研究内容和成果如下:
　　设计了传感信息预处理模块并对数字化信息特征参量提取算法进行了研究。对传感信息特征进行了分析,设计了信息预处理及数字化处理模块。针对不同的传感器信号制定了特定的数字化信息特征提取算法,根据联合收割机发动机转速和滚筒转速信息研究了智能预警堵草故障的算法。
　　设计了基于ARM微处理器的信息处理装置。根据联合收割机各种传感信息处理的需要,搭建嵌入式系统的硬件平台,对集成电路板上各个功能单元如主控单元、信息采集及预处理单元的集成、外围接口电路等进行了详细设计。
　　对信息处理系统的软件进行了设计。开发了在Window CE操作系统支持下实现联合收割机传感器信息处理的程序,包括系统主程序、硬件设备驱动程序、数据采集及特征参量提取子程序、故障预警子程序、液晶仪表盘界面等。
　　对系统进行了调试。将编写的应用程序烧写到搭建的基于WindowCE操作系统的嵌入式硬件平台,并将该信息处理系统安装在联合收割机上进行了实际试验,试验过程中联合收割机各项运行参数显示正常,成功实现了对人工模拟滚筒堵塞故障的预警和报警。

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第1章 绪 论

1.1 课题研究的背景和意义

1.2 国内外联合收割机信息处理系统的研究现状

1.3本课题研究的主要内容

第2章 系统总体方案及硬件平台设计

2.1 联合收割机信息处理系统总体方案设计

2.2 嵌入式系统硬件平台的设计

2.3 本章小结

第3章 信号预处理模块及堵塞故障预警的研究

3.1 发动机转速传感器信号处理电路

3.2 其他传感器信号预处理

3.3 模拟信号A/D转换

3.4联合收割机堵塞故障诊断算法的研究

3.5 本章小结

第4章 系统软件设计及系统功能验证

4.1 WINDOWS CE嵌入式操作系统简介

4.2 系统主程序开发

4.3 驱动程序的开发

4.4 系统功能验证

4.5本章小结

结论

参考文献

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