基于arm-linux嵌入式转动角度采集系统的研制及其应用

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1、分类号：TH712密级：公开UDC：学校代码：10127硕士学位论文论文题目：基于Arm-Linux嵌入式转动角度采集系统的研制及其应用英文题目：TheDevelopmentandAppicationofEmbeddedRotationAngleCollectionBasedonArm-Linux学位类别：工学硕士研究生姓名：俞国印学号：201102143学科(领域)名称：机械电子工程指导教师：关丽坤职称：教授协助指导教师：职称：2014年6月8日独创性说明本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取

2、得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得内蒙古科技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。关于学位论文使用授权的说明本人完全了解内蒙古科技大学有关保留、使用学位论文（纸质版和电子版）的规定，即：本人唯一指定研究生院有权保留送交学位论文在学校相关部门存档，允许论文在校内被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。在论文作者同意的情况下，研究生院可以转授

3、权第三方使用查阅该论文。（保密的论文在解密后应遵循此规定）内蒙古科技大学硕士学术论文摘要嵌入式系统已经应用到手持PAD设备、工业控制、仪器仪表等领域，在仪器仪表的数据采集领域，倾向使用嵌入式Linux系统，本文通过研究嵌入式linux系统设计一款便携式转动角度采集设备，然后结合该设备对嵌入式linux系统的搭建方法及稳定性进行分析，为嵌入式linux在仪器仪表领域的应用提供参考。本论文主要内容及创新点：（1）选择天嵌公司TQ2440开发板做为硬件系统，移植u-boot引导程序，选择2.6.22版本的linux内核，根据具

4、体需求对内核进行裁剪，使其支持NandFlash驱动、jffs2文件系统、ELF格式的应用程序、串口驱动、ext2文件系统、FAT分区的U盘、TCP/IP协议栈等基本功能，利用busybox制作文件系统。（2）分析了linuxI2C子系统，通过对内核源码中与i2c总线相关的初始化函数进行分析跟踪，掌握了linux驱动模型的建立流程，成功编写了对针对MPU-6050传感器的驱动。（3）角度采集利用MPU6050传感器，利用卡尔曼滤波技术使加速度传感器和陀螺仪传感器的数据进行融合，得到准确、可靠的数据，然后对数据进行分析选择

5、合适的参数进行优化处理，同时采用了数据校准机制使得到的数据更稳定。（4）在界面程序设计方面，充分利用linux系统和Qt桌面系统的可兼容性，采用了QtCreator集成开发环境，利用面向对象的程序设计方法完成了用户登录与管理、状态显示、角度校准三个模块功能设计。研究结果表明，该系统能够精准得到360度范围的旋转值，并且能够可靠稳定的工作，该系统可以利用Qt设计的界面和用户进行流畅交互，为设计嵌入式linux系统提供了有利参考。最后结合三自由度并联机器人工作特点，对三自由并联机器人结构进行分析并建立了参考坐标系，在该坐标系

6、下建立了针对三自由度并联机器人运动学中正解与反解的数学模型，利用嵌入式角度采集系统采集三自由度并联机器人的三摆杆转动角度，数据保存到U盘中,利用matlab软件读取数据文件，对采集到的数据进行分析，成功的描绘出了动平台在三维空间中的运动轨迹，该嵌入式角度采集系统在三自由度并联机器人中得到成功应用，为以后三自由度并联机器人的运行轨迹研究提供一款测量工具。关键词：ARM；嵌入式linux系统；I2C子系统；角度采集；三自由并联机器人I内蒙古科技大学硕士学术论文AbstractEmbeddedsystemshavebeenap

7、pliedtothePADhandhelddevices,industrialcontrol,instrumentation,andotherareas.Inthefieldofdataacquisitioninstrumentation,embeddedLinuxsystemsistendedtobeused,themainpurposeofthispaperistostudytheembeddedlinuxsystemdesignandthendesignaportablecollectionangleofrotat

8、iondevice,andthencombinedwiththedeviceembeddedlinuxsystemstabilityandanalyzereal-time,toprovideareferenceforembeddedlinuxapplicationinthefieldofinstrumentation