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《基于ARM的波浪浮標(biāo)設(shè)計(jì)-論文.pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、EmbeddedTechnology基于ARM的波浪浮標(biāo)設(shè)計(jì)李俊文，劉惠康，張孝春(1．武漢科技大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院，湖北武漢430081；2．武漢大學(xué)土木建筑工程學(xué)院，湖北武漢430072)摘要：針對(duì)波浪的頻率提取，提出了基于ARM與Linux系統(tǒng)的波浪浮標(biāo)。以32位SP5V210作為核心處理器，擴(kuò)展了加速度傳感器模塊、GPS定位及GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊。借助希爾伯特算法對(duì)采集到的加速度進(jìn)行分解和計(jì)算，推算出波浪的瞬時(shí)頻率；對(duì)角加速度進(jìn)行卡爾曼濾波之后將其積分，獲取浮體姿態(tài)角。最終將所需要的數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送回監(jiān)控中心。試驗(yàn)證明系統(tǒng)能夠有效地實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)頻率的計(jì)算，保證各數(shù)據(jù)采集
2、與發(fā)送的準(zhǔn)確性與可靠性。關(guān)鍵詞：希爾伯特算法；瞬時(shí)頻率；加速度；卡爾曼濾波中圖分類號(hào)：TP271．5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：0258—7998(2014)09—0017—04ThedesignofwavebuoybasedonARMLiJunwen，LiuHuikang，ZhangXiaochun(1．SchoolofInformationScienceandEngineering，WuhanUniversityofScienceandTechnology，Wuhan430081，China；2．SchoolofCivilandArchitecturalEngineering，Wuh
3、anUniversity，Wuhan430072，China)Abstract：Fortheextractionofwave~equency，awavebuoythatbasedontheARMandLinuxsystemisintroduced．ThissystemusedSP5V210whichisa32一bitcontrollerasitscontrolunit，expandingtheaccelerationsensormodule，GPSandGPRSnetworktransmissionmodule．Theaccelerationisdecomposedandcalcul
4、atedwiththeHilbertalgorithm，calculatingtheinstantaneousfrequencyofwave．Inordertoacquiretheattitudeangle，wehavetocomputetheintegraloftheangularaccelerationwhichisthroughtheKalmanfilter．Finally，thenecessarydataissentbacktothemonitoringcenterthroughtheGPRSnetwork．Itisprovedbypracticethatthesystemc
5、aneffectivelyachievetheinstantaneousfrequencyandensurethestabilityandreliabilityofthedataacquisitionandtransfer．Keywords：Hilbertalgorithm；instantaneousfrequency；acceleration；Kalmanfilter隨著全球經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，對(duì)能源的需求逐日增性。通過(guò)加速度傳感器采集浮標(biāo)的加速度，對(duì)此信號(hào)采加，以往以煤、石油等非再生的古老能源已經(jīng)不能滿足取EMD處理，并對(duì)分解之后的IMF進(jìn)行閾值篩選，獲得現(xiàn)在社會(huì)對(duì)能源的需求。我國(guó)有
6、著廣闊的海岸線，對(duì)海有效分量，然后對(duì)該分量進(jìn)行希爾伯特黃變換，從而準(zhǔn)浪能的開(kāi)發(fā)利用成為目前開(kāi)發(fā)新能源的重要方式。確計(jì)算出海浪的實(shí)時(shí)頻率[31。通過(guò)陀螺儀、電子羅盤、在眾多海浪發(fā)電裝置設(shè)備中均存在著對(duì)海浪能量GPS可以精確定位波浪識(shí)別儀的準(zhǔn)確方位以及姿態(tài)。通的轉(zhuǎn)換效率低下的問(wèn)題。針對(duì)效率轉(zhuǎn)換問(wèn)題，蔡元奇教信網(wǎng)絡(luò)采用GPRS網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)桨妒谔岢隽死脤?shí)時(shí)調(diào)節(jié)海浪發(fā)電裝置中擺子的固有自邊監(jiān)控中心。振頻率與海浪頻率相同的方法，進(jìn)而與海浪產(chǎn)生諧振，1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及功能從而減少了發(fā)電裝置的能量損耗，提高轉(zhuǎn)換效率[1-21。因海浪數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸此，需要實(shí)
7、時(shí)掌握海浪的頻率參數(shù)，要保證得到的海浪及數(shù)據(jù)處理三部分組成，系統(tǒng)框圖如圖1所示。數(shù)據(jù)采頻率的準(zhǔn)確可靠。集部分由加速度傳感器、陀螺儀、電子羅盤及GPS組本文設(shè)計(jì)了多功能海浪識(shí)別儀，以Cortex—A8作為主成，主要作用是采集浮體的線加速度、角加速度、方位角處理器，基于Linux操作系統(tǒng)，有很強(qiáng)的可移植性與擴(kuò)展以及GPS坐標(biāo)。數(shù)據(jù)傳輸部分由GSM／GPRS收發(fā)模塊組《電子技術(shù)應(yīng)用》2014年第40卷第9期17愛(ài)西8N忙3N／C4N，C5USIMPO、RVCC(
