基于AT91RM9200的触摸屏驱动及三点校正算法

凭借Internet的优势,随着性能的提高和价格的下降,嵌入式系统的应用也更加的普及和广泛.本文介绍了在ARM-Linux操作系统下,基于USB接口的五线电阻触摸屏的嵌入式驱动程序和一种可用于纠正一些常见机械性误差的触摸屏三点校准算法,驱动的编译配置和算法的实现。由于校准算法简单、灵活,用软件实现,可降低嵌入式系统中的成本,提高产品质量。

基于ARM920T的HIRFL-CSR前端总线控制器FBC-01

本文论述用于兰州重离子加速器冷却存储环(HIRFL-CSR)控制系统的前端总线系统控制器FBC-01的硬件设计。该控制器是基于0.8mmBGA封装的AT91RM9200(ARM9)处理器,运行嵌入式LINUX操作系统。控制器可以连接标准的VGA显示器、键盘、鼠标,具有通用的10M/100M以太网接口、USB接口、RS-232接口、485接口、CANBUS接口。可以带SD卡、CF卡存储器。该控制器采用现场可编程的FPGA器件设计背板接口,并采用具有64mA高驱动能力的总线驱动器,不仅符合VME规范的电气要求,而且具有灵活的接口信号定义可编程能力,是HIRFL-CSR控制系统的关键部件。

嵌入式微机在控制系统中的应用

介绍了采用嵌入式微机SC-12和USB接口芯片FT245BM的智能控制终端,它具有3种灵活的数据接口方式:以太网、USB和RS485串行口。通过以太网连接可以实现灵活的远程数据获取与控制;通过USB串口总线,可以方便地进行现场数据的存取和设备的调试;而通过RS485总线可以使得一个嵌入式微机SC-12与40个挂接在总线上的控制模块进行通讯。

四种电化学分析仪器的研制

本报告介绍我们实验室以原有研究工作为基础，结合国家十五科技攻关课题，适应市场需要，研发的生化需氧量(BOD)快速监测仪、溶氧(DO)在线检测仪、毛细管电泳电化学发光检测仪(CE/ECL)、USB插头式超微型电化学研究系统(uECS)等四种电化学分析仪器。BOD、DO仪采用纳米、自组装等技术制作电化学探头，可实现对水体中的BOD、DO的快速、灵敏的检测，所得结果与使用传统的方法相一致，而所需时间很短，可以实时、在线监测;CE/ECL仪系结合了毛细管电泳的高分离能力和电化学发光的高灵敏度的特点开发出的整体仪器;uECS突破了原有电化学分析仪器的概念，结合了先进的USB2.0技术，整个系统体积小巧(如U盘)，通过计算机的USB接口提供电源并进行高速数据传输，具有一般研究型电化学仪的各项功能，并且具有较强的可扩展性。

海洋要素垂直剖面测量系统的数据存储

长期、定点、连续测量海洋环境参数，尤其是从海洋表面到海底的垂直剖面的监测一直以来大都是由船只完成，耗费大量的人力和财力。“海浪驱动自持式海洋要素垂直剖面测量系统”（简称“海马”）利用海洋无时不在的波浪能，驱动滑行器单方向下潜运动，直达海底或程序设定的预定深度，在控制系统作用下，滑行器依靠自身的浮力匀速上浮， 并在此过程中，完成海洋要素的自动测量和存储。 当今海洋仪器大多采用“闪存”来存储数据，主要有RS－232串口和并型口的CF(Compact Flash)卡两种形式。但是两种接口都有一定的缺陷：CF卡不能和PC机直接通信，必须通过转接口才能将数据传送到PC机上；而RS-232接口虽然可以和PC机直接通信，但是由于其传输速度较慢，不利于大量数据的传输。由于上述两种接口的缺点，“海马”采用U盘来实现数据的存储。 USB接口不仅可以和PC机直接通信，而且具有使用方便，数据传输率高，又支持即插即用等特点，但由于USB接口协议复杂，涉及的方面广，特别是软件种类比较多，而且USB芯片种类繁多，使得USB设备的开发非常困难。 本文设计的USB(Universal Serial Bus)接口电路以单片机AT89C51以及CYPRESS公司生产的USB接口芯片SL811HS为核心，结合了随机存储芯片HY62256以及看门狗芯片X25165。在介绍了SL811HS控制器芯片的主要特点的基础上，重点阐述了利用这一芯片在C语言的编程控制之下如何识别U盘的插入和拔出，以及如何将单片机的数据按协议规定写入U盘，其中的协议包括FAT文件协议，USB协议和UFI命令协议。 本系统实现了单片机对U盘的数据存储，速度快，存储容量大，数据读取方便，直观明了，系统工作安全可靠，抗干扰能力强，可扩展性大，而且针对下位机设计的串口协议简单，可以满足“海马”海量数据的存储要求。

Mini-electrochemical detector for microchip electrophoresis

This paper presents the development of a mini-electrochemical detector for microchip electrophoresis. The small size (3.6 x 5.0 cm(2), W x L) of the detector is compatible with the dimension of the microchip. The use of universal serial bus (USB) ports facilitates installation and use of the detector, miniaturizes the detector, and makes it ideal for lab-on-a-chip applications. A fixed 10 M Omega feedback resistance was chosen to convert current of the working electrode to voltage with second gain of 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64 and 128 for small signal detection instead of adopting selectable feedback resistance. Special attention has been paid to the power support circuitry and printed circuit board (PCB) design in order to obtain good performance in such a miniature size. The working electrode potential could be varied over a range of +/-2.5 V with a resolution of 0.01 mV. The detection current ranges from -0.3 x 10(-7) A to 2.5 x 10(-7) A and the noise is lower than 1 pA. The analytical performance of the new system was demonstrated by the detection of epinephrine using an integrated PDMS/glass microchip with detection limit of 2.1 mu M (S/N = 3).

Project Sanitarium: gaming TB: a serious game for a serious problem

Collaborative projects between Industry and Academia provide excellent opportunities for learning. Throughout the academic year 2014-2015 undergraduates from the School of Arts, Media and Computer Games at Abertay University worked with academics from the Infection Group at the University of St Andrews and industry partners Microsoft and DeltaDNA. The result was a serious game prototype that utilized game design techniques and technology to demystify and educate players about the diagnosis and treatment of one of the world's oldest and deadliest diseases, Tuberculosis (TB). Project Sanitarium is a game incorporating a mathematical model that is based on data from real-world drug trials. This paper discusses the project design and development, demonstrating how the project builds on the successful collaborative pedagogical model developed by academic staff at Abertay University. The aim of the model is to provide undergraduates with workplace simulation, wider industry collaboration and access to academic expertise to solve challenging and complex problems.

A Customizable Camera-based Human Computer Interaction System Allowing People With Disabilities Autonomous Hands Free Navigation of Multiple Computing Task

Many people suffer from conditions that lead to deterioration of motor control and makes access to the computer using traditional input devices difficult. In particular, they may loose control of hand movement to the extent that the standard mouse cannot be used as a pointing device. Most current alternatives use markers or specialized hardware to track and translate a user's movement to pointer movement. These approaches may be perceived as intrusive, for example, wearable devices. Camera-based assistive systems that use visual tracking of features on the user's body often require cumbersome manual adjustment. This paper introduces an enhanced computer vision based strategy where features, for example on a user's face, viewed through an inexpensive USB camera, are tracked and translated to pointer movement. The main contributions of this paper are (1) enhancing a video based interface with a mechanism for mapping feature movement to pointer movement, which allows users to navigate to all areas of the screen even with very limited physical movement, and (2) providing a customizable, hierarchical navigation framework for human computer interaction (HCI). This framework provides effective use of the vision-based interface system for accessing multiple applications in an autonomous setting. Experiments with several users show the effectiveness of the mapping strategy and its usage within the application framework as a practical tool for desktop users with disabilities.

Wireless sensor node design for heterogeneous networks

Two complementary wireless sensor nodes for building two-tiered heterogeneous networks are presented. A larger node with a 25 mm by 25 mm size acts as the backbone of the network, and can handle complex data processing. A smaller, cheaper node with a 10 mm by 10 mm size can perform simpler sensor-interfacing tasks. The 25mm node is based on previous work that has been done in the Tyndall National Institute that created a modular wireless sensor node. In this work, a new 25mm module is developed operating in the 433/868 MHz frequency bands, with a range of 3.8 km. The 10mm node is highly miniaturised, while retaining a high level of modularity. It has been designed to support very energy efficient operation for applications with low duty cycles, with a sleep current of 3.3 μA. Both nodes use commercially available components and have low manufacturing costs to allow the construction of large networks. In addition, interface boards for communicating with nodes have been developed for both the 25mm and 10mm nodes. These interface boards provide a USB connection, and support recharging of a Li-ion battery from the USB power supply. This paper discusses the design goals, the design methods, and the resulting implementation.

Perfil e inclinación vocacional en matemáticas de los estudiantes del programa ciclo de iniciación universitaria de la Universidad Simón Bolívar

Es bien sabido en el ámbito académico que muchos de los aspirantes a ingresar a los estudios de educación superior suelen tener preferencias por algunas áreas particulares, lo cual refleja un notable desequilibrio en algunas áreas del conocimiento, siendo la más afectada las Ciencias Básicas. Por tanto, este artículo analiza el perfil e inclinación vocacional en matemáticas de los estudiantes que ingresan a la educación superior. La experiencia se llevó a cabo con los estudiantes invitados al programa de Ciclo de Iniciación Universitaria (CIU) de la cohorte 2012, de la Universidad Simón Bolívar (USB), Sede Sartenejas, Venezuela. Se seleccionó una muestra de 108 estudiantes, a los cuales se les administro una encuesta diseñada para verificar su perfil e inclinación vocacional con hincapié en el área de matemáticas. Como resultados se observó, que considerando aspectos relacionados con las matemáticas de Bachillerato (Tercera Etapa de Educación Básica y Educación Media Diversificada y Profesional) como: desempeño, dominio, asistencia y preparación de los estudiantes, contribución a su futura carrera, desempeño y asistencia de los profesores, se pudo estimar su perfil en matemáticas y obtener una clasificación porcentual de: Deficiente 4%, Regular 13%, Aceptable 23%, Bueno 35% y Excelente 25%. Además, los datos mostraron que la inclinación vocacional del grupo favoreció a las carreras pertenecientes al área de ingeniería (72%). La investigación permitió concluir que: los datos recabados revelan que a pesar que los estudiantes tienen un perfil en matemáticas bueno, todavía no es suficiente para responder a las exigencias de la educación superior. También surge la necesidad de facilitar información detallada a los estudiantes desde sus estudios de Bachillerato, con la finalidad de orientarlos y prepararlos como futuros candidatos a una carrera relacionada con la profesión de matemáticas, despertando así en los estudiantes interés por estas carreras tan desfavorecidas y afectadas por el desequilibrio académico.

The use of acoustic emission monitoring to rank paper materials with respect to their fracture toughness

In this study, a simplified Acoustic Emission (AE) equipment, in essence an AE signal conditioner and a USB (Universal Serial Bus) data acquisition system, is used to study what happens in paper structures during mechanical loading. By the use of such equipment, some parameters that can be extracted are e.g. the stress and strain at onset of AE, the stress and strain at the onset of rapid AE defined as some numerical factor (larger then one) times the initial emission rate, the emission rate at the first stage of loading and the stress and strain at final failure i.e. when the specimen loses its load carrying ability.In this study however, the interest is focused on one particular parameter i.e. the elastic strain energy density W c at onset of AE. This is a parameter with a clear physical meaning and in this study, the correlation between this parameter and a fracture toughness measure, is investigated.The conclusion is that when nine different paper materials (with a large span regarding properties) are considered, there is a correlation (however not linear) between these two parameters.

Conceção e construção de um simulador de controlo de vibrações

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica

Desenvolvimento e validação de um sistema de recolha de sinal eletromiográfico baseado em placa de aquisição

A eletromiografia é, hoje em dia, uma das técnicas mais utilizadas no estudo dos músculos, estando presente em áreas como a medicina, a biomecânica e a fisiologia, possibilitando o desenvolvimento científico e contribuindo para proporcionar melhorias na qualidade da vida humana. Sendo assim, este trabalho apresenta um protótipo de um aparelho de aquisição de sinais eletromiográficos, explicando também toda a teoria, técnicas, componentes utilizadas e softwares que estiveram presentes na sua implementação. De uma forma sucinta, para a aquisição do sinal eletromiográfico usou-se uma placa de aquisição NI-USB 6009 e para a visualização do mesmo recorreu-se ao software LabVIEW. Para validar o sinal adquirido com o equipamento desenvolvido, utilizou-se um outro equipamento, o Biopac MP36 Student Lab System, fazendo-se assim recolhas de sinais eletromiográficos com ambos os equipamentos. Os sinais recolhidos pelos dois equipamentos foram analisados no software Acknowledge 3.9.0 (Biopac Systems, Inc.), podendo observar-se os espetros de frequência correspondentes a cada sinal e retirar valores para posterior análise estatística. Feita essa análise, concluiu-se que não foram detetadas diferenças significativas entre os sinais eletromiográficos recolhidos com ambos os equipamentos, validando-se assim, o equipamento desenvolvido.

Automatização de sistema de medição múltiplo de ensaio de manómetros analógicos

A dissertação em apreço resultou da necessidade em otimizar os recursos técnicos, mas sobretudo humanos, afetos às verificações de instrumentos de medição, no âmbito do Controlo Metrológico Legal. Estas verificações, realizadas nos termos do cumprimento das competências outrora atribuídas à Direção de Serviços da Qualidade da então Direção Regional da Economia do Norte, eram operacionalizadas pela Divisão da Qualidade e Licenciamento, na altura dirigida pelo subscritor da presente tese, nomeadamente no que respeita aos ensaios efetuados, em laboratório, a manómetros analógicos. O objetivo principal do trabalho foi alcançado mediante o desenvolvimento de um automatismo, materializado pela construção de um protótipo, cuja aplicação ao comparador de pressão múltiplo, dantes em utilização, permitiria realizar a leitura da indicação de cada manómetro analógico através de técnicas de processamento de imagem, função esta tradicionalmente efetuada manualmente por um operador especializado. As metodologias de comando, controlo e medição desse automatismo foram realizadas através de um algoritmo implementado no software LabVIEW® da National Intruments, particularmente no que respeita ao referido processamento das imagens adquiridas por uma câmara de vídeo USB. A interface com o hardware foi concretizada recorrendo a um módulo de Aquisição de Dados Multifuncional (DAQ) USB-6212, do mesmo fabricante. Para o posicionamento horizontal e vertical da câmara de vídeo USB, recorreu-se a guias lineares acionadas por motores de passo, sendo que estes dispositivos foram igualmente empregues no acionamento do comparador de pressão. Por último, procedeu-se à aquisição digital da leitura do padrão, recorrendo à respetiva virtualização, bem como a uma aplicação desenvolvida neste projeto, designada appMAN, destinada à gestão global do referido automatismo, nomeadamente no que se refere ao cálculo do resultado da medição, erro e incerteza associada, e emissão dos respetivos documentos comprovativos.

Étude de la réponse du détecteur ATLAS-MPX aux neutrons rapides

Les détecteurs ATLAS-MPX sont des détecteurs Medipix2-USB recouverts de convertisseurs de fluorure de lithium et de polyéthylène pour augmenter l’efficacité de détection des neutrons lents et des neutrons rapides respectivement. Un réseau de quinze détecteurs ATLAS-MPX a été mis en opération dans le détecteur ATLAS au LHC du CERN. Deux détecteurs ATLAS-MPX de référence ont été exposés à des sources de neutrons rapides 252 Cf et 241 AmBe ainsi qu’aux neutrons rapides produits par la réaction 7Li(p, xn) pour l’étude de la réponse du détecteur à ces neutrons. Les neutrons rapides sont principalement détectés à partir des protons de recul des collisions élastiques entre les neutrons et l’hydrogène dans le polyéthylène. Des réactions nucléaires entre les neutrons et le silicium produisent des particules-α. Une étude de l’efficacité de reconnaissance des traces des protons et des particules-α dans le détecteur Medipix2-USB a été faite en fonction de l’énergie cinétique incidente et de l’angle d’incidence. L’efficacité de détection des neutrons rapides a été évaluée à deux seuils d’énergie (8 keV et 230 keV) dans les détecteurs ATLAS-MPX. L’efficacité de détection des neutrons rapides dans la région du détecteur couverte avec le polyéthylène augmente en fonction de l’énergie des neutrons : (0.0346 ± 0.0004) %, (0.0862 ± 0.0018) % et (0.1044 ± 0.0026) % pour des neutrons rapides de 2.13 MeV, 4.08 MeV et 27 MeV respectivement. L’étude pour déterminer l’énergie des neutrons permet donc d’estimer le flux des neutrons quand le détecteur ATLAS-MPX est dans un champ de radiation inconnu comme c’est le cas dans le détecteur ATLAS au LHC.