信息化社会的到来以及IP技术的兴起,正深刻的改变着电信网络的面貌以及未来技术发展的走向。无线通信技术的发展为实现数字化社区提供了有力的保证。而视频通信则成为多媒体业务的核心。如何在环境恶劣的无线环境中,实时传输高质量的视频面临着巨大的挑战,因此这也成为人们的研究热点。 对于无线移动信道来说,网络的可用带宽是有限的。由于多径、衰落、时延扩展、噪声影响和信道干扰等原因,无线移动通信不仅具有带宽波动的特点,而且信道误码率高,经常会出现连续的、突发性的传输错误。无线信道可用带宽与传输速率的时变特性,使得传输的可靠性大为降低。 视频播放具有严格的实时性要求,这就要求网络为视频的传输提供足够的带宽.有保障的延时和误码率。为了获得可接受的重建视频质量,视频传输至少需要28Kbps左右的带宽。而且视频传输对时延非常敏感。然而无线移动网络却无法提供可靠的服务质量。 基于无线视频通信面临的挑战,本文在对新一代视频编码国际标准H.264/AVC研究的基础上,主要在提高其编码效率和H.264的无线传输抗误码性能,以及如何在嵌入式环境下实现H.264解码器进行了研究。 结合低码率和帧内刷新,提出一种针对感兴趣区的可变帧内刷新方法。实验表明该方法可以使用较少的码率对感兴趣区域进行更好的错误控制,以提高区域图像质量,同时能根据感兴趣区及信道的状况自动调整宏块刷新数量,充分利用有限的码率。 为了有效的平衡编码效率和抗误码能力的之间的矛盾,笔者提出了一种自适应FMO(Flexible Macroblock Order)编码方法,可根据图像的复杂度自适应地选择编码所需的FMO模式。仿真结果表明这种FMO编码方式完全可行,且在运动复杂度频繁变化时效果更加明显,完全可应用在环境恶劣的无线信道中。 在对嵌入式PXA270硬件结构和X264研究的基础上,基本实现了基于H.264的嵌入式解码,在PXA270基础上进行环境的配置,定制WirtCE操作系统,并编译、产生开发所用的SDK和下载内核到目标机。利用开发工具EVC实现在PC机上的实时开发和在线仿真调试,最终实现了对无差错H.264码流实时解码。
上传时间: 2013-06-18
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正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技术是一种多载波传输技术,它的基本思想是在频域内将给定信道划分成几个相互正交的子信道,每个子信道使用一个子载波进行调制,各子载波并行传输。该技术可以有效提高频谱利用率,能够对抗多径效应产生的频率选择性衰弱和载波间干扰,在时变、频变、多径干扰严重的水声信道中具有较强的优势。 随着计算机和多媒体通信技术的发展,嵌入式系统在各个领域的应用不断深入。其中,基于ARM技术知识产权(IP)核的微处理器依靠其高性能、低功耗和易扩展的特点,在工业控制、无线通信、消费电子等多个领域得到广泛的应用;随着嵌入式系统复杂度的提高,操作系统已成为嵌入式系统不可缺少的一部分。其中,嵌入式Linux凭借免费开源、功能强大、成熟稳定等特点,目前已成为主要的嵌入式操作系统之一。 数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)具有很强的数字信号处理能力,可以满足各种高实时要求,但其寻址范围小,I/O功能较差。ARM+DSP双处理器的结构可以充分利用ARM和DSP各自的优势实现协同工作。 本论文的主要工作是研究和实现一个基于OFDM技术的由ARM+DSP硬件平台实现的能够完成水下声信道图像传输的系统。主要研究内容包括OFDM系统的基本原理、ARM+DSP底层硬件的驱动和控制,Linux操作系统的移植、MiniGUI人机界面的设计、相关应用软件的编写以及在TMS320VC5502上初步实现OFDM的调制解调,以期对今后水下图像传输系统的实现能具有较大的参考价值。
上传时间: 2013-05-20
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TI公司的TMS320LF2407型DSP微控制器内嵌的异步串行口(SCI)支持CPU与其它使用标准格式的异步外设之间的数字通讯,通过RS-232接口可以方便地进行DSP之间或与PC机之间的异步通信。而串行外设接口(SPI)是一个高速同步串行输入/输出(I/O)端口,常用于DSP控制器和外部器件或其它控制器间的通讯。本设计正是通过TMS320LF2407所带有的SCI模块进行两台DSP的数据传输通信。同时还利用了DSP2407的SPI模块和I/O口作了显示以及键盘扩展电路,以便能实时监控数据的收发。此实例电路结构简单易懂,非常适合刚接触DSP的初学者使用,具有很好的参考价值。
上传时间: 2013-07-01
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随着我国加入WTO,我国逐渐成为世界缝制设备生产和销售中心。在缝制设备行业占据极其重要地位的绣花机行业也因此而得到迅速发展,我国绣花机产量已占据全球绣花机产量的70%。但是,我国的绣花机行业在发展的过程中仍存在和面临着很多问题。一方面是产品结构和产品质量,我国的绣花机主要以中低档为主,在噪声、刺绣质量、效率、产品寿命以及维护性等方面与国外先进机型存在较大差距;另一方面是技术实力和创新能力,作为绣花机全部技术核心的控制器,国内能开发的公司屈指可数,缺乏有效的竞争,且技术实力和创新能力无法与国际企业相抗衡。 针对上述情况,本文分析了绣花机的工作原理和当前主流绣花机的控制方式及特点,在研究室已完成的中低速平绣型工业绣花机课题的基础上,设计了一种基于硬实时嵌入式操作系统WinCE5.0,以32位RISC架构ARM9处理器S3C2440A为主控芯片,以MAXII系列CPLDEPM1270为接口芯片的高速绣花机控制器。整个绣花机以高速,高质量为目标,以伺服电机作为主轴驱动,步进电机作为X/Y轴驱动,带USB接口和Ethernet接口,预留特种绣接口,带高分辨率彩色触摸屏,功能丰富,操作方便。 本文分7章,第一章阐述了课题背景,绣花机发展现状和关键技术;第二章从原理出发完成了需求分析,硬件和操作系统选型和项目规划;第三章完成了总体硬件系统设计并重点介绍了驱动系统,CPLD单元,主控制板的设计和各种资源的分配;第四章在分析WinCE及其项目开发流程和环境构建的基础上,完成了软件的总体框架设计并介绍了相关设计要点。第五章主要是驱动程序和运动控制模块并以步进电机驱动的开发为例介绍了流驱动的开发过程和相关的技术要点。第六章设计了一种自主的内部花样格式并完成了相应的测试。最后一章是对本课题的总结和展望。 本文不仅从项目研究与开发和软件工程的高度详细探讨了基丁ARM和WinCE5.0的绣花机控制器的整个开发过程,也具体的从硬件设计,资源配置,软件编写,驱动开发,运动控制和花样处理等多个方面进行了深入的分析和研究。本课题的工作对于高速高档绣花机的开发具有很好的参考价值和实践意义,对于提升国内绣花机行业在高端市场与国外企业的竞争力,提升民族品牌价值,改变国内绣花机控制器被少数公司所垄断,增加良性有效竞争有积极影响。
上传时间: 2013-06-29
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经济的快速发展使得人们越来越注重生活质量,对于有害气体的检测成为人们的迫切要求,我国气敏传感器发展迅速,但由于气敏传感器的高阻值特性及接口电路复杂等原因,气敏传感器测量装置发展缓慢。在了解气敏传感器的气敏机理及气敏传感器的工作原理的前提下,设计了一种新型的气体浓度测量装置,并将采集到的信号处理后通过无线传输设备传送。该装置以ARM7为内核的LPC2131 作为微处理器,利用其强大的数据计算处理能力及控制能力,设计出了显示气体浓度值的测量电路。此外由于因LPC2131 内部集成了多种硬件电路接口,有效地降低了成本,减小了装置体积。 在无线传输部分,采用挪威Nordic公司的单片射频收发器nRF403,nRF403工作在433或315MHz国际上通用的ISM频段,双工作频段可以自由切换,FSK 调制解调,采用直接数字合成DSS和锁相环稳频PLL 进行频率合成,频率稳定性好,发射数据时无方向性要求,在高速移动和振动等情况有抗干扰能力。本测量装置的设计主要包括硬件和软件两大部分。硬件部分由四部分组成:数据采集电路、ARM系统模块电路设计、无线收发电路模块、显示模块组成。软件部分的设计包括:通道选择程序设计、A/D转换程序设计、信号处理程序(算法)、无线收发程序、液晶模块程序设计、以及PC端应用程序设计。经过实际的测量,本装置可对外界气体浓度进行准确的测量,精度保持误差在1.5%以内。本装置具有高灵敏度、小型、简单、低耗等优点。
上传时间: 2013-04-24
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本文在分析研究部队执勤信息化建设对无线数据传输技术需求的基础上,以无线数据传输技术和嵌入式系统研究为背景,按照嵌入式系统开发的流程和方法,以设计通用化、模块化软硬件平台为重点,解决无线数据传输系统设计关键技术为核心,设计了由32位嵌入式系统主控模块和射频收发模块组成的无线数据传输系统原型;并通过移植嵌入式实时操作系统--uC/OS-II,构造了系统软件开发平台;在此基础上,完成了系统相关驱动程序和通信协议等底层软件设计,为进一步扩展系统功能,实现工程应用打下了基础。 首先,论文比较了系统微处理器的选择,无线通信方式的选择,系统接口方式的选择等相关方案,分析了应用32位ARM处理器和嵌入式操作系统构建系统主控模块的优势,提出了系统的软硬件整体结构框架。 其次,从构建通用软、硬件平台的角度,重点介绍了LPC2138(ARM)微处理器和nRF401无线射频芯片主要特性及相关外围电路的设计,并对系统的硬件抗干扰措施进行了分析。在完成硬件电路设计的基础上,针对主控模块设计了启动代码,分析了uC/OS-II操作系统体系结构,进行了系统移植,形成了完整的软硬件开发平台。 最后,在学习研究uC/OS-II操作系统程序设计技术的基础上,讨论了系统相关驱动程序和通信协议等底层软件的开发方法,完成了基本的层次化,模块化软件设计,对系统无线传输功能进行了验证,并对系统将来的功能扩展和工程应用提出了构想。
上传时间: 2013-07-06
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心血管疾病是威胁人类健康的主要疾病之一,而心电图检测是诊断心脏病变的有效手段。心电数据的高效采集和实时传输成为心电检测的基础,因此,设计一种性能可靠、价格低廉、体积较小的心电采集与远程传输系统将对心血管疾病的检测和预防具有重要意义。 本文在对心电信号采集技术和以太网传输技术进行深入研究的基础上,设计实现了一款基于ARM的心电信号采集与以太网传输系统。该系统前端是利用AD620、LM324、ADOP07等器件设计的信号调理电路,该电路实现了心电信号的高质量提取;系统的关键电路是以32位ARM7TDMI-S微控制器LPC2210为核心,并结合以太网控制芯片RTL8019AS、Flash SST39VF160和SRAM IS61LV25616AL设计的A/D转换模块和以太网接口模块,它构建了数据采集和传输的硬件基础;此外,论文还完成了μC/OS-II操作系统在LPC2210上的移植,并实现了系统TCP/IP协议栈;最后,采用了多任务化方式设计了系统应用程序。 通过远端上位机应用软件测试表明,本系统实现了心电信号的采集与传输,达到了远程监控心电信号的目的,且运行稳定可靠。
上传时间: 2013-06-15
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作为在保障网络安全方面扮演着至关重要角色的防火墙技术从出现到发展至今一直是网络安全研究中的关键技术之一,随着互联网的迅猛发展,它在信息化、网络化的过程中也变的越来越重要。为了使防火墙能快速且深入地对网络数据传输过程中的海量信息进行安全检测,并能应对来自各个网络层的威胁,将传统的基于软件的防火墙转向硬件平台实现是不可阻挡的发展趋势。 首先阐述了网络安全的现状、网络安全研究的重大意义、防火墙目前的发展状况及未来的发展趋势,然后介绍了防火墙的概念、功能和分类。重点分析了著名的开源入侵检测系统Snort的功能实现及数据结构,对Linux中自带的网络安全工具Iptables/Netfilter的工作原理做了简要介绍,然后对现在较流行的基于软件的字符串匹配算法和硬件实现方法进行对比分析,通过对已存在的解决方法的深入研究,提出了基于ARM处理器并采用内容可寻址存储器(CAM)的硬件防火墙系统设计方案。将Snort中对数据包载荷检测部分中的顺序检测替换为由CAM结合Wu-Manbcr多模式匹配算法实现,其中CAM完成短模式匹配,Wu-Manber算法完成长模式匹配,并将Snort与Iptables/Netfilter有机结合移植到基于ARM的嵌入式平台中,系统可以通过主机对防火墙的状态进行实时监控和规则更新。 设计了防火墙的整个硬件电路,其中重点分析了CAM模块的设计。通过对Sourcefire的Snort VRT2.4版免费规则库的统计分析和计算模拟得出了对规则集的最佳划分长度;在软件部分研究了Bootloader制作、Linux内核的裁减与移植及根文件系统制作等内容。重点分析了摩托罗拉公司的专用CAM芯片MCM69C432的驱动程序设计和相应的调用方法,并结合主机软件部分的功能分析了双方的通信协议及实现,最后通过程序对系统仿真并选用林肯数据集进行模拟测试,测试结果表明系统比以前效率有了大幅提高,过滤速度已达到最初设计目标,证明了此硬件防火墙方案的可行性。 最后总结了本人的工作并指出此种方案的硬件防火墙的不足、需要改进之处和它的良好应用前景。
上传时间: 2013-07-24
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随着对高处理能力、网络通信、实时多任务,超低功耗这些需求的增长,传统8位处理器已经不能满足新产品的要求了,高端嵌入式处理器已经得到了普遍的重视和应用.ARM是目前嵌入式领域应用最广泛的RISC微处理器结构,该文研究了基于ARM处理器的嵌入式系统的开发,介绍了利用一款ARM微处理器和FPGA设计的四路E1中继板卡的硬件结构和工作原理,并在这个硬件平台上进行软件开发的过程.该四路E1收发器能够提供四条E1链路,把带宽从2Mbps提高到8Mbps,能够同时负载120个用户的通信,解决了数字环路系统中卡槽数目限制的问题.目前,建立在G. 703基础上的El接口在分组网、帧中继网、GSM移动基站及军事通信中得到广泛的应用,传送语音信号、数据、图像等业务.文中首先分析了当前数字环路系统的发展现状和趋势,随着网络通信的用户数目及信息量的猛增,拓宽数据传输的通道是一项研究热点,这是开发四路E1收发器的一个目的.接着叙述了数字环路系统的结构和工作原理,即四路E1收发器的应用环境,着重介绍了四路E1板卡在整个系统中所扮演的角色和嵌入式处理器ARM的体系结构和特点,鉴于数据传输中对时钟的要求比较严格,该文还介绍了FPGA技术,应用它主要是为系统提供各个精确的时钟.然后,在分析了四路E1收发器的工作原理和比较了各类处理器特点的基础上,提出了四路E1收发器的硬件设计,分别介绍了时钟模块、系统接口电路、存储系统模块、四通道E1合成器模块、CPU模块以及时隙交换模块.接着,在研究分析了G.703和G.704等通信协议后,再根据系统要求提出了四路E1收发器的软件设计.先介绍了实时操作系统RTXC,详细阐述了ARM处理器启动代码程序的设计,然后给出了在此操作系统下软件设计的整体结构,分四个任务分别阐述此软件功能,其中详细介绍了信令处理模块、接口中断处理模块、系统运行监测模块和RC消息LC消息处理模块.最后介绍了软件和硬件的调试方法以及设计过程中的调试开发过程,整个系统设计完成后,经过反复调试、测验已达到了预期的效果,现正投入使用中.
上传时间: 2013-04-24
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本文着重于图像压缩传输技术的研究和硬件平台的的制作。首先对视频压缩技术的背景及主要压缩标准及其目前图像处理ASIC芯片市场作一个简单的回顾和分析,然后对目前比较流行的图像压缩和传输硬件平台方案作一些分析和比较,选择了一种DSP+ARM架构的图像处理及传输模式,设计拟采用JPEG静态图像压缩标准对单幅画面实现压缩,并通过DSP的HPI口把压缩后的图片传输至ARM处理器,通过ARM去实现图像的存储传输。 在硬件平台的具体实现上,以TI的TMS320VC5402实现单幅静态图像的压缩,ALTER公司的EPMT064S实现VC5402扩展存储器的逻辑控制,通过VC5402的HPI接口实现与具有ARM920T内核的S3C2410通信。在硬件平台的制作上,选择了国际流行的0rCAD+PowerPCB作为其原理图和PCB板的制作工具。在软件开发平台上,选择了以LINUX作为系统操作平台。成本低、系统灵活、能基本满足静态图像压缩传输嵌入式开发平台。 实验初步结果表明该系统架构设计可行,为以后图像压缩传输技术的进一步研究打下了良好的基础。
上传时间: 2013-07-14
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