自动气象站是一种应用于气象部门能自动收集、处理、存储和传输气象信息的设备。数据传输包括有线和无线两种方式,但有线难以满足自动气象站成本,维护,效率要求,随着通用分线无线业务GPRS(General Packet Radio Service)发展成熟,因具有成本低、速度快、永久在线等特点被选用作为自动气象站的数据传输部分。 本文以基于ARM和Linux及GPRS的自动气象站系统为研究对象,以操作系统,计算机体系结构,编译原理,数据结构,软件工程等理论为基础,构建了ARM处理器、嵌入式Linux操作系统、GPRS通讯模块的自动气象站系统。实现了以ARM处理器为主控制器,Linux为操作系统,应用程序进行数据收集,分析,处理,存储,并通过GPRS进行数据传输等功能,并验证了它应用在气象领域的可行性。系统以32位高性能微处理器ARMATMEL9263为硬件核心,以BENQ M23为GPRS模块,在分析GPRS组网方案基础上根据实际情况选择了适合本课题,的公网固定IP方式组网方案,实现终端设备无线连接到Internet进行气象数据传输。以嵌入式操作系统Linux为软件平台,在Linux的交叉编译工具和串口环境下进行应用软件开发。通过设计自动气象站系统硬件和软件,实现终端和上位机的连接,很好地解决了终端的网络连接、网络检测和数据收发问题。 课题通过具体实验测试,各项性能指标已达到设计要求,成功地实现了远距离气象数据传输,为自动气象站提供了一种新型的可靠的无线传输模式。
上传时间: 2013-07-01
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本文以正在研制的某新型电台为应用背景,研究在电台上使用触摸屏的硬件设计方法和软件实现途径。 触摸屏是人机交互发展的方向。目前已在多种领域得到了广泛地应用,而使用触摸屏代替按键在无线电台上实现人机交互功能目前尚不多见。在无线电台上使用触摸屏可以尽可能地减少电台的体积,同时采用常见的Windows风格的操作系统,可以使电台不仅易于携带,也更便于操作。 本文的研究是基于ARM的硬件平台和Windows CE的软件平台。硬件平台的内核模块采用ARM920T核的S3C2410嵌入式处理器,外部包含64M的SDRAM和64M的NAND Flash;硬件平台还集成了LCD,触摸屏等人机接口,同时提供了USB主控制器接口、SD卡扩展接口和RS232接口。平台技术先进,结构合理,功能较完备,整体性、可扩充性强。 在此硬件平台的基础上,本文深入分析了基于Windows CE软件平台的构建,对应用开发所涉及工具软件作了介绍,并依据应用开发的需要定制了Windows CE内核。本文对LCD、触摸屏和USB的驱动程序作了深入研究,并在此基础上初步涉及了Windows CE应用程序开发,实现了电台操作界面,实现了基本的数据录入与输出功能。
上传时间: 2013-07-26
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目前,ARM微处理器已经在多种领域中得到应用,有关统计表明,各种基于ARM微处理器的设备应用数量已经远远超过了通用计算机,基于ARM微处理器的开发应用正成为数字时代的技术潮流。而在Internet飞速发展的今天,网络已经渗透到了方方面面。在嵌入式系统中,和网络的结合已经成为嵌入式系统发展的必然趋势。 随着嵌入式技术及网络技术的发展,工业控制设备一般要求系统具备完成复杂测控任务能力和较强的实时性,并且能够与某一类型的控制网络相连,以实现远程监控。而正在利用的单片机技术则存在通信能力差、实时性不够等问题,本系统利用ARM处理器独特的网络通信功能实现对工业生产过程的监控无疑是一种新的尝试。基于ARM的工控系统,其应用程序可以方便的通过网络进行更新,数据可通过LCD现场显示,重要数据则可以文件形式保存在存储器中,数据和报警信息可通过串口或以太网向上传递。这样,用户就可以通过网络实现远程监控或远程维护。此外,利用操作系统上已有的软件和协议可迅速搭建前台数据采集系统,以实现测控系统和后台管理系统的通信。它的设计成功无疑会将利用单片机技术而产生的问题迎刃而解。 本文通过一个ARM9芯片AT91RM9200作为处理器的嵌入式网络监控系统,详细阐述了嵌入式系统的设计与开发过程。嵌入式系统作为特殊的计算机系统,一般包括以下3个方面:硬件设备、嵌入式操作系统和应用软件。本文也主要是围绕这三部分来展开的。其中包括:1、硬件电路的设计:最小系统设计和外围扩展电路设计;2、嵌入式操作系统的配置:交叉编译环境的搭建、BootLoader的移植、操作系统内核的移植和文件系统的移植;3、应用软件开发设计:主要是相关驱动程序的设计和应用程序设计。
上传时间: 2013-04-24
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数字视频监控系统是一门集计算机技术、通信技术和数字视频技术于一体的综合系统,它充分利用大规模集成电路和网络的科技成果,体积小巧、性能稳定、通讯便利,被广泛应用于交通、银行、医院、视频会议、无人监控等诸多领域。 本系统基于ARM微处理器平台,移植嵌入式Linux操作系统,并完成视频采集、压缩、传输等任务。为降低产品成本,系统采用ARM9微处理器S3C2410作为主处理器,以USB摄像头作为视频采集设备,用软件对视频数据进行MPEG—4压缩。 论文首先从整体上分析了嵌入式数字视频监控系统的总体设计方案,给出了硬件框架和软件体系。其次在ARM硬件平台成功构建了armlinux嵌入式系统,包括引导程序Bootloader的设计、修改配置Linux内核以及制作JFFS2文件系统,完成USB数码摄像头的驱动。在应用程序开发过程中,设计了基于Video4Linux的视频采集程序,采用mmap(内存映射)方式截取图片,分析了MPEG—4编码模型XVID程序中的运动估计部分,研究了半像素快速搜索算法,从而减少了搜索点数提高了运算速度。最后利用开源JRTPLIB库实现视频数据流的RTP传送。 整个设计是在S3C2410硬件平台上进行的,采用2.4.18版本的Linux内核。其中MPEG—4编码优化测试是在ARMDeveloperSuite(ADS)version1.2中完成的。 本课题为在ARM平台实现数字视频监控的设计做了有益的探索性尝试,对今后进一步完成远程嵌入式视频监控系统的设计有着积极的意义。
上传时间: 2013-06-10
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随着网络技术的日新月异,人们的生活中越来越离不开Internet。GPRS无线通信网络已与互联网连接在一起,成为一种可持续利用和开发的资源;嵌入式系统也由于功耗低、性能强等特点,被广泛应用于通信、工业控制等领域。本文利用嵌入式系统和GPRS网络,设计和实现了GPRS无线数据终端。该终端以S3C2410微处理器为中心,通过驱动GPRS通讯模块,由GPRS无线网络连接到Internet,从而实现数据传输。 硬件方面由USB摄像头与S3C2410处理器组成的嵌入式图像采集模块,DS18820报警模块,GPRS收发模块组成。 软件方面分为系统软件的移植和应用软件开发两方面。系统软件方面包含ARM平台的BootLoader和嵌入式Linux的移植;应用软件方面包含前端ARM平台嵌入式图像采集软件设计,GPRS模块程序设计,SMTP邮件服务程序设计三个部分。 论文内容主要涉及课题研究背景,研究目的以及系统功能分析;并全面介绍了系统设计方案,包括微处理器选型、嵌入式Linux内核分析与移植、Linux下V4L图像的采集、JPEG图像压缩、GPRS协议。系统构建过程中所用到的某些关键技术进行了较为详尽的探讨和研究。
上传时间: 2013-04-24
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水泵效率是反映水泵经济性能和综合性技术指标的参数。随着我国节能减排工作的深入开展,用泵企业要求准确、经常性地测试水泵的效率值,掌握设备的能源利用率和设备自身状况,评估设备运行经济状况的合理程度。目前,国内水泵效率检测仪器的测量精度低、实时性和可靠性较差,现场可操作性差,人机界面不够友好。 本课题是利用ARM嵌入式系统来实现水泵效率检测仪器的研制,旨在开发一种操作简单、便于携带又能满足指导经济运行精度要求的泵效测量装置,将计算机技术、传感器技术、数据采集处理技术、嵌入式系统技术相结合,实现水泵效率检测的同时,也实现了水泵各项主要参数的测试、数据保存、传输及曲线拟合等功能。研究了数据采集与处理、曲线拟合、数据库开发、通信等实现中的重点、难点问题,并采取了有效的硬件和软件抗干扰措施,确保了系统的稳定性和可靠性。 本文以模块化和结构化的思想搭建了基于ARM9的硬件平台,设计了专用模拟电路,研究了嵌入式操作系统WinCE4.2的移植,利用Platform Builder进行了操作系统内核的定制和编译,分析了WinCE4.2 Bootloader的工作原理和架构,根据系统的功能需要和硬件资源分配、设计了设备的Bootloader。 应用层开发使用embedded Visual C++4.0开发工具,集成IDE环境,快速的开发Windows CE应用程序。主要内容包括:开发友好的人机界面、实现仪器的基本功能、显示水泵机组的性能参数、绘制水泵性能曲线并显示和构建水泵性能数据库、实现通信。 在样机试制完成后,对多台水泵进行了试验,试验结果证明本检测仪器具有稳定可靠、测试精度和自动化程度高、管理维护方便的特点,具有较好的技术经济性能。
上传时间: 2013-06-02
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随着计算机网络的广泛应用以及嵌入式技术、图像技术的不断进步,视频监控领域进入了一个快速发展的时期。基于嵌入式技术的视频监控技术作为一种先进的、廉价的视频监控技术,为视频监控设备的开发提供了一种全新解决方案。近年来,采用无线网络技术的视频监控系统由于其更低廉的价格、更灵活的部署方式受到广大视频监控用户的青睐,逐渐成为视频监控技术的发展方向之一。 运动目标检测算法是一种在视频图像检测中经常使用的算法,主要用来发现视频中的运动物体。在视频监控系统中引入运动目标检测算法可使监控系统具备简单的智能功能,即在有运动物体进入监控区域时才传输视频并录像。常用的运动目标检测算法包括帧间差分法和背景差法等。 论文在融合嵌入式技术、运动目标检测技术的基础上,结合视频监控系统在室内及小型办公场所应用的实际需求,提出了一种基于嵌入式技术的无线智能视频监控系统解决方案。该方案的视频监控端采用三星公司基于ARM体系结构的芯片S3C2440A作为处理器,在使用该处理器的硬件板上构建了嵌入式Linux操作系统作为应用程序开发的平台。在视频监控系统的视频监控端应用程序开发中,论文分析了帧间差分法和背景差法的优缺点,并在此基础上实现了两种算法的融合,完成了在视频采集的同时实现对运动物体的检测。系统的PC视频接收端应用程序使用C#语言编写,程序开发中使用了网络编程技术,在Windows操作系统下实现了视频接收、录像及录像播放功能。 实验结果表明,论文设计圆满地完成了功能要求,对基于嵌入式平台的监控系统设计具有很大的参考价值。
上传时间: 2013-06-11
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为了解决当前PVC软标生产技术落后、效率低、质量不稳定、能耗高、工作环境差等问题,本文提出研制集注标、烘烤、冷却的数控PVC软标机方案。 数控PVC软标机控制系统采用“ARM9+RT-Linux”开发模式,将数控技术与嵌入式系统应用有机结合起来,一方面发挥ARM9微处理器高性能、低功耗的特点,使PVC软标机数控系统有较强的数据处理和运动控制能力;另一方面利用实时操作系统RT-Linux的开放性、强大的功能,简化了数控系统软件的开发,缩短了应用系统开发周期。 本文研究的主要内容是基于嵌入式的PVC软标机数控系统硬件设计和软件开发。首先详细介绍了系统各功能模块的硬件电路设计,包括嵌入式最小系统搭建、伺服驱动器接口电路设计、电磁阀接口电路设计、人机交互模块设计、通信模块设计、开关量模块设计等方面内容;然后,基于RT-Linux的嵌入式系统软件实现机理的理论指导下,提出了系统软件的架构,在此基础上详细阐述了软件实现过程:通过对PVC软标机数控系统功能需求及多任务间数据依赖关系的分析,同时结合RT-Linux平台上实时应用软件的结构特点,本文在逻辑架构上对控制系统的实时任务和非实时任务进行了划分,并设计了模块间数据缓冲机制;在时序架构上提出了系统的多任务运行时机分配以及各任务之间正确合理的时序关系,以保证实时任务的实时性和非实时任务能够得到适当运行;在应用软件架构上利用RT-Linux多线程编程技术实现了系统软件的基本功能。最后,针对本系统插补所需的精度和系统实时性要求,利用数据采用直线插补算法实现了系统的插补功能。 目前,PVC软标机数控系统的基本功能已经实现,系统能够在实验平台上稳定运行,基本达到预期目标。关键字:PVC软标;数控系统;插补;RT-Linux;ARM9
上传时间: 2013-04-24
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T-Kernel作为一种嵌入式操作系统,由于实时性和开源性,在嵌入式操作系统领域中的应用越来越广泛。ARM是一款比较好的微处理器,T-Kernel在ARM上的应用研究基本上是空白,所以结合两者进行研究促进T-Kernel在国内嵌入式领域的发展。同时,T-Kernel内部调度机制存在着优先级反转缺陷,优先级反向使得高优先级任务的执行时间无法预测,增加了实时系统的不确定性。早期的解决协议较好地解决了优先级反转问题,但同时也存在着自身不足之处。 针对T-Kernel存在的缺陷,在深入研究相关协议的基础上,本论文提出了一种新的改进的优先级继承协议。该协议设置超时保护机制,避免任务在获取信号量时长时间的阻塞,结合Havender提出的“有序资源使用法”防止死锁发生,给出该协议的分析过程,并把该协议结合到T-Kernel中。在这个基础之上,建立研究开发平台;针对硬件设备,研究引导程序的执行原理,实现系统的引导程序;构建T-Kennel内核;移植内核到开发板;最后对T-Kernel的启动过程进行了详细的分析。 T-Kernel在ARM上的移植研究,为嵌入式系统开发的提供了一种开发流程,同时对于T-Kernel的启动过程的分析,为以后的应用程序开发提供了一个接口;对于T-Kernel存在的优先级反转问题的解决,可以改进T-Kernel的实时性和灵活性,同时为实时系统的性能改进提供了参考。
上传时间: 2013-04-24
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近年来,随着社会经济的发展,社会对能源的需求量越来越大,对能源的依赖性也越来越强,而同时全球的能源储备越来越少。尤其是中国,几乎所有能源人均都不及世界的一半。2007年“两会”,政府工作报告中明确提出把节能减耗作为工作切入点,并成立国务院节能减排工作领导小组。钢厂作为工业耗能大户,其节能减耗显得尤为重要,旧的分散式能耗测量方法已不能满足需要,提出新的能耗检测方法迫在眉睫。 本文的工作就是以此为大背景,针对钢厂的能源消耗提出一种新型实时测量方法。系统以嵌入式为开发思路、WINCE操作系统丌发监测终端,包括数据采集、数据传输以及数据集中处理显示三部分。数据采集主要依赖传感器和单片机,将采集到的模拟数据转换为数字量并按照协议要求进行格式打包,包括电参数采集、水参数采集和天然气参数采集三部分;数据传输则采用传统的RS485工业控制网络;终端部分则以ARM为载体,WINCE为平台,开发应用程序实时处理数据。 文中详细阐述了整个监测系统的硬件设计思路和软件设计流程。介绍了数据检测原理及过程,给出了底层和终端的系统通信协议及通信流程,同时通过对监测终端的描述详细介绍了WINCE嵌入式操作系统的定制和在ARM9目标板上的移植,并详细阐述了基于WINCE的EVC应用程序开发,给出了部分代码。 本次设计提出了一种新的钢厂能耗数据集中实时采集技术,并完成了系统整体设计。经过测试运行,各项技术性能指标已经达到了设计的要求。
上传时间: 2013-04-24
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