随着电网中非线性负载的迅速增加,电能质量日趋恶化,这不仅严重影响电网安全高效的运行,而且对经典的电力测量理论、方法和仪表的设计都提出了新的挑战。电力检测系统的发展和应用,对电力系统的安全运行有重要意义,并且具有明显的经济效益和社会效益。 本文讲述了谐波测量的基本理论,着重对傅里叶变换进行说明,使用PSIM软件对谐波信号进行仿真,并给出仿真结果。以电力监控领域现阶段的技术为参考,提出并研制了一种基于ARM和DSP的嵌入式平台的电力监控系统。该系统为了能满足实时谐波分析算法运算量大的要求,它采用模块化设计,核心CPU按数据处理和控制两种功能分别采用美国TI公司生产的TMS320LF2407芯片和Samsung公司基于ARM920T内核的16/32位S3C2410A微处理器,两个核心芯片各自在不同的电路板上独立运行,充分发挥DSP芯片的数字信号处理优势和ARM的控制功能,以实现系统中的复杂软件算法,运算速度也能得以提高。 系统硬件设计包括DSP数据采集模块、实时时钟电路和ARM的时钟电路、存储器接口电路、SDRAM电路、串行接口电路、通信模块接口电路、LCD显示等电路的设计。 系统软件设计主要包括操作系统的移植以及应用程序的设计,应用程序设计由ARM主控程序设计、网络通讯程序、ARM与DSP通讯程序设计以及DSP数据处理程序设计组成。
上传时间: 2013-04-24
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随着人们安防意识的增强,视频监控系统应用越来广泛,许多公共场所,如学校、工厂、政府、银行都设有视频监控系统。网络技术、图像处理技术及嵌入式技术的快速发展,使得视频监控系统技术有了很大的进步,功能也越来越丰富,单纯的视频画面的监控已经不能满足人们的要求。兼容丰富的通信协议、强大的系统控制管理功能和智能化的监测能力的视频监控系统就成了当今视频监控系统的研究开发的热点。 现在流行的视频监控的构架大致分为两类,一种基于数字信号处理器,一种基于通用微处理器。数字信号处理器擅长复杂的计算、音视频处理,而通用微处理器适用于系统控制、管理。两种方案可以满足简单的视频监控的要求,各自功能也相对单一。如果把两种方案结合在一起,必定可以达到易于扩展多种功能的满意的效果。 本文分析了现有的数字视频监控系统的几种方案,为了满足视频监控系统功能越来越丰富全面的要求,设计了一款基于ARM和DSP的双处理器的视频监控平台,该平台易于进行功能的扩展和升级。系统采用三星公司的S3C2410 ARM9处理器和TI公司的TMS320DM642数字信号处理器,ARM负责视频的传输和外围控制,DSP负责视频的采集和压缩。本文主要着眼于平台的软件方面。硬件电路方面,主要介绍了视频采集电路和ARM与DSP的通信电路。软件方面,搭建了ARM嵌入式Linux操作系统平台,开发了主机口(HPI)驱动程序,以及基于实时传输协议RTP的服务器端和客户端程序。DSP部分,基于DSP/BIOS实时操作系统和RF5参考框架,开发了多任务的上层应用程序。移植并优化了MPEG-4编码器,依据DSP/BIOS的类/微驱动开发模型,开发了SAA7111视频编码器的驱动程序。 经过实验测试,ARM端搭建的嵌入式Linux软件平台运行良好。DSP端视频采集效率基本达到了25帧/秒的采集要求,经过优化的MPEG-4编码器对CIF格式的图像的压缩编码率为13帧/秒,视频服务器可满足视频传输的实时性需要。该设计的基于ARM和DSP双处理器架构视频监控平台在视频监控领域将会有很好的应用前景。关键词:视频监控;嵌入式系统;Linux;驱动程序;视频压缩
上传时间: 2013-04-24
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随着网络技术的发展,远程屏幕监控越来越多地应用在各种场合。虽然现在有很多远程屏幕监控软件,但使用Java 开发的在Linux下的屏幕监控系统还很少。该文提出了在Linux 下基于Java 设计网络实时
上传时间: 2013-04-24
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随着通信产业的发展,尤其是今年3G牌照的发放,视频业务在移动多媒体方面将会有更加重要的地位,所以在移动终端上实现支持高效视频编码标准的解码功能就成为一项非常有实际意义的工作。 H.264作为新一代的高压缩率的视频标准,凭借其较高的压缩率和优秀图像质量,使得H.264只要利用较小的空间就能存储更多的视频数据,在更低的网络带宽条件下提供更优质量的视频。然而高度的压缩必然付出较高的硬件代价。如何能完成视频良好解码并能节约硬件资源成为研究热点。 考虑到H.264视频编解码的计算复杂度,在硬件选择上一般比较注重高性能处理器的选择。计算目前主流的实现方式包括ASIC的专用集成芯片实现或者是DSP的软件实现。ARM处理器伴随技术的进步,尤其是对支持数字信号处理的功能加强后,在视频编解码领域的应用也越来越广泛。 本文以WindowsCE5.0和S3C2440A嵌入式平台作为H.264解码器的载体,研究的代码版本是t264-src-0.14,主要进行了以下几个方面的工作: 研究了H.264视频压缩标准和它的体系结构,尤其是对解码器部分进行了硬件要求的分析。 深入研究了WINCE5.0和ARM结合的平台特性,根据实际的硬件平台需要,定制了相应的操作系统。 完成了基于T264代码的解码库在WINCE5.0下的移植,并进行了相应的代码和算法的优化并完成了基于WINCE5.0操作系统下播放程序的编写。 通过实验数据证明,在基于单核的ARM芯片中,主要靠软件进行QCIF格式的H.264视频解码从而获得良好播放效果的方法是有效的。
上传时间: 2013-07-24
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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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进入二十一世纪以来,随着我国经济、社会、文化各方面快速发展,人民生活节奏日益加快,远程互动交流要求不断提高。网络化生活方式真正进入到平常百姓家。为适应社会的持续高速发展,必须广泛开发应用网络化、信息化的工作生活产品,满足社会市场需求。本课题就是面向当前网络迅速普及形势下的家庭远程监控市场,采用高集成度、微功耗、低成本的设计思路,构建实时性、网络化、数字化嵌入式家用远程监控系统,以适应普通家庭远程安全维护需求,提高中低收入群体的生活质量和生活安全性。 嵌入式网络视频监控系统是建立在ARM9和WindowsCE平台上的一套完整视频处理传输系统。它主要由S3C2410嵌入式硬件平台、WindowsCE5.0嵌入式操作系统、摄像头驱动采集模块、网络收发模块和编解码模块五大部分组成。本文首先对嵌入式网络监控系统进行了总体设计,根据成本和市场需求,完成功能元件和软件平台选型。在硬件选择上使用了市场上得到广泛认可的S3C2410、CS8900A网络控制器、SDRAM、NANDFASH存储器、摄像头芯片,即满足功能需求又控制成本,同时保证相互兼容和工作稳定性;软件平台选择兼顾市场认同度和软件兼容性,同时考虑到开发的复杂程度,选择了同属微软旗下、类似WindowsXP的WindowsCE软件环境。这样主要软件开发工作便可以使用WindowsXP下的开发工具完成。这一选择符合市场主流用户对微软的认同,也节约了学习和建立Linux交叉编译环境的精力和时间。 硬件平台搭建后使用ADS1.2进行调试,操作系统使用PlatformBuilder进行定制,驱动、采集、编码及发送模块在EVC4.0下开发,接收、解码和显示模块用VC++6.0开发。为保证软硬件兼容性,软件调试很少使用Emulator虚拟机,而使用JTAG、串口、USB口、交叉线建立硬件连接后进行实机调试。针对本课题主要软件模块WindowsXP下开发、WindowsCE下调试的情况,由于两操作系统不能直接兼容,需建立平台间同步和交互。实验中使用了MSASYNC.exe等外围软件以及VGA控制器、USB扩展等外围硬件模块以实现快速实验,由此也造成实验设备和过程比最终产品复杂很多的情况。最终产品将把软硬件环境剪裁到满足功能的最小规模,仅预留排线接口用于升级,以实现低成本、微功耗、高集成度的设计要求。 系统的软硬件测试表明:该系统安装使用方便,运行稳定可靠,普通网络情况下可提供家用实时性,达到了预期设计目的和要求。为下一步的改进和完善建立起基础平台,并提供了主要功能。
上传时间: 2013-07-08
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在分析了家庭网络的结构后,针对其特点,提出了基于嵌入式Linux 的家庭网络中央控制器的体系结构,将嵌入式Linux 操作系统移植到ARM 微处理器平台上,组建了多文件系统结构,实现了
上传时间: 2013-04-24
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在现代电网中,随着超高压、大容量、远距离输电线路的不断增多,对电力系统的安全稳定运行提出了更高、更严格的要求。距离保护作为线路保护的基本组成部分,其工作特性对电力系统的安全稳定运行有着直接和重要的影响。为了适应现代超高压电网稳定运行的要求,微机保护装置在硬件和软件上都提出了越来越高的要求。 高速数字信号处理芯片(DSP)技术的发展,为开发一种速度快、处理能力强的微机保护系统奠定了基础。在这样的背景下,我们采用DSP芯片和ARM处理器,设计了一个并列式双处理器微机保护系统。该系统采用一个DSP芯片负责控制数据采集、采样数据处理,实现保护功能。ARM微处理器承担人机接口管理,通过串行通信方式实现与DSP端口之间的数据通信,丰富的通讯接口,使得与上位机的通讯、下载程序定值灵活方便。新的微机保护装置不断推出,投入运行的微机保护装置不允许用来进行试验、培训,该装置还可作为试验教学系统,供学生学习认识微机保护装置的内部结构,并可自行设计保护算法、编制程序,通过上位机下载到实验装置,完成相应保护功能的测试。 本文实现了微机保护方案的整体软硬件设计,内容包括DSP2812微处理器芯片,ARM7微处理器LPC2220芯片,开关量输入/输出电路、数据采集电路、通讯和网络接口电路、人机界面的显示板电路,文中对各部分电路的功能、特点以及器件的选择、引脚连接进行了详细介绍。系统采用模块化设计,采用双CPU并行处理模式,针对基于LPC2220微处理器的监控管理系统,完成了最小系统设计,详细完成了启动电路的设计。 本文初步设计了人机操作界面,给出了软件设计的流程图,将实时操作系统μC/OS-Ⅱ与模块化硬件设计相结合,共同构成一个可以重复利用的软硬件数字系统平台,除了可以最大限度地提高开发的效率、减少资源的浪费外,还可以通过长期对于该平台的研究,逐步优化平台软硬件资源,提高其性能,并满足日益复杂的应用需求。
上传时间: 2013-04-24
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无线传感器网络是一项融合计算机技术、半导体技术、通信技术、传感器技术等的新兴技术,它在军事、工业、农业、建筑、医疗、交通等各个领域均有广阔的应用前景。无线传感器网络中包含众多关键技术,因此需要一种功能强大的节点支持网络的正常运行,为用户提供多功能的服务。 目前无线传感器网络节点的硬件平台绝大部分是基于单片机实现的,它们具有有限的存储和处理能力,只能完成简单的传感器数据采集、处理和转发功能。有少部分硬件平台采用32位的处理器,但是这些平台的价格昂贵或者灵活性较差,不利于无线传感器网络的实验研究及应用的拓展。 基于上述研究现状,本文设计并实现一个基于32位ARM处理器和Linux操作系统的无线传感器网络节点。该节点具有强大的存储、处理能力,而且成本和功耗较低,能够配合不同类型的传感器节点使用,便于二次开发,对于无线传感器网络各种理论和算法的验证及实现各种应用有重大意义。论文主要分为三部分: 1、无线传感器网络节点硬件设计:在分析现有硬件平台缺点的基础上,设计本文的无线传感器网络节点硬件结构,进行硬件选型并分析各个模块的结构和硬件原理,搭建好硬件平台。 2、无线传感器网络节点软件实现:根据设计的无线传感器网络节点硬件结构分析软件应包含的内容及层次结构。由于Linux支持多种体系结构、开源等优点,因此本文选择其作为无线传感器网络节点的操作系统,并分层次地实现基于Linux的整个软件系统,包括引导程序、内核、根文件系统、驱动程序。 3、无线传感器网络节点的应用:在1、2部分完成的基本功能上需要扩充具体的应用程序才能将该节点应用到实际环境中。这部分首先分析本文所实现的节点的几种典型应用场景,然后在该节点上实现几种常用的服务程序,最后设计并实现质心定位应用案例,展示了在此节点上可方便地实现功能扩充和特定应用开发,同时也说明了该节点强大的功能。
上传时间: 2013-04-24
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电液控制作为液压控制的一个新分支,因为其本身的特点正得到越来越广泛的应用。电液控制系统的发展对电液控制技术提出了更高的要求,这必将促进电液控制技术的发展。本文在教研室多年电液控制经验的基础上,提出开发通用型电液系统数字控制器。 通过对电液控制技术的研究,了解电液系统的一般构成,结合多个具体实例,本文提出数字式电液控制器概念,以ARM微处理器为硬件核心,采用多种智能控制算法解决电液系统闭环控制问题。 数字控制器以PHILIPS公司的32位ARM7微处理器LPC2292为硬件核心,配有高速AD、DA转换器。硬件设计注重通用性,具有多种输入、输出通道,可以采集和输出多种、多个模拟量信号和数字量信。具有多种通信接口,可以实现近距离监控或者远距离操控。人机交互通道丰富,具有报警、状态指示、参数显示等功能。采用光电隔离、独立电源、屏蔽外壳等措施保证控制器具有良好的稳定性、可靠性。软件设计采用UC/OS-II嵌入式操作系统,内部集成多种智能控制算法,保证电液系统闭环控制取得良好的效果。开发模拟试验系统,可以模拟电液系统现场的各种信号和闭环回路,实现实验室调试。采用Visual Basic开发上位机软件,配合控制器完成参数修改、保存,绘制实时监控曲线,控制硬件等功能。 控制器解决了电液系统多样性难题,客服模拟控制的缺点。研发出模糊自整定PID算法,它成功解决了闭环控制过程中设定信号不断变化的难题。经过多次现场调试,目前控制器已经成功应用于国内多家企业的轮胎耐久性试验机和密炼机两种电液系统,在这两种系统中成功取代进口国外模拟控制器,并且控制效果好于国外模拟控制器。关键词:电液系统;ARM7;UC/OS-II;模糊自整定
上传时间: 2013-05-31
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