嵌入式系统广泛应用于各种智能控制器中,目前国外高端绣花机控制器主要采用高性能嵌入式微处理器,而国内绣花机控制器仍以单片机为主,存在绣花色泽单调,数据处理能力欠佳,缺乏图形控制界面等不足。本文在分析了绣花机的结构和功能的基础上,研制了基于Linux-2.6的嵌入式绣花机控制器,论文的主要工作和成果如下: (1)设计并实现了基于嵌入式微处理器的绣花机控制器开发平台,建立宿主机开发环境,制作了针对Linux-2.6的交叉编译器,实现了宿主机和目标机之间的数据传输,设计了基于双口RAM的双处理器通信接口。 (2)深入研究了嵌入式系统的引导装载程序vivi、Linux-2.6内核和根文件系统,成功移植了基于S3C2410硬件平台的vivi、嵌入式Linux-2.6操作系统和cramfs根文件系统,系统运行稳定可靠。 (3)对Linux-2.6内核设备驱动程序进行了分析和研究,在设备驱动程序开发原理的基础上,设计了基于Linux-2.6内核的IIC键盘驱动程序和双处理器通信接口驱动程序。 (4)深入分析了三种主流绣花机花样文件存储格式和解码方法,采用MiniGUI图形系统,设计实现了绣花机控制器的图形控制界面。
上传时间: 2013-07-01
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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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针对仪器仪表向高端产品的发展趋势,课题提出并设计实现了一种基于嵌入式μC/OS-Ⅱ操作系统和ARM7微处理器为核心的控制平台,使仪表的使用更加方便、智能。系统融合了嵌入式系统、USB通信、LAN通信、显示等多项快速发展的技术,通过USB模块和LAN网络的数据传输,实现了高端仪表与外部设备的通信,整个平台具有高速、实时传输数据等特性,能够广泛地应用于多种行业的现场测量中。 硬件方面,课题采用具有ARM7TDMI核的LPC2220微处理器作为系统的控制平台,并结合应用设计出了显示模块、USB通信模块、LAN通信模块。控制平台通过USB通信模块和LAN通信模块,建立与外部设备的数据处理通道,将与SPI接口连接的仪表数据进行传输处理。USB接口电路采用了Cypress公司的CY7C68001芯片,LAN通信模块则采用了CIRRUSLOGIC的以太网控制器CS8900实现底层驱动。 软件方面,首先将μC/OS-Ⅱ操作系统移植到ARM7上,并在嵌入式μC/OS-Ⅱ环境下编写了各硬件模块的驱动程序。在驱动程序的基础上设计了VFD显示程序、USB通信和网络通信等应用模块,验证了数据处理平台具有的各项功能。网络通信模块中,WEB SERVER在控制平台实现,在上位PC上输入服务器的固定IP地址,实现控制命令的发送、数据包的接收等功能。 经测试,系统运行正常,较好的实现了各项设计目标,从而证明了本文的方法是可行的。本系统为高端仪表的数据处理提供了一个有效的解决方案,具有良好的应用前景。
上传时间: 2013-06-06
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大量的电力电子装置及非线性负荷在电力系统中广泛的应用,使电能质量(Power Quality)问题日益突出。电能质量问题不仅危害电力系统本身的安全及电网的稳定运行,对系统中用户也造成严重威胁。因此,对电能质量的实时监测具有十分重要的意义。 论文首先介绍了电能质量的概念,分析了国内外电能质量监测的研究现状及开发新型电能质量监测装置的意义,同时对影响电能质量的指标参数的数字测量原理与算法进行了深入的研究。在此基础上,提出了以ARM9(s3c2410)芯片为CPU,以嵌入式Linux为软件核心的电能质量监测装置的总体设计思想。 论文建立了基于arm-1inux的嵌入式开发环境,完成了基本的硬件电路设计和软件设计。硬件设计方面,根据电力系统中数据采集和处理的实际特点,在前置测量采集模块中,采用了ADS7864芯片设计了多通道信号采样保持和快速转换电路;利用锁相环保证了多路信号的硬件同步采样;在通讯方式上,除了采用RS-232通讯方式外,还采用了以太网和USB通讯方式,从而提高了装置应用的灵活性。软件设计方面,依据装置所要实现的功能,剪裁并成功移植了嵌入式linux内核到ARM处理器中;完成了各应用程序的编制,给出了详细的程序流程图;设计了基于Qt/Embedde的人机交互界面(GUI)。 基于arm-linux嵌入式电能质量监测仪不仅数据处理功能强、人机交互性好、系统升级简单、还能进行远程监控。在此基础上可进一步开发,向微型化、高度智能化等方向发展,以满足不同场合的需求,具有较大的使用价值和广阔的应用前景。
上传时间: 2013-05-16
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核能谱仪中的数据采集系统,集核探测技术、电子技术、计算机技术为一体,以多道脉冲幅度分析器为核心部件,能够快速、准确地提取出核素的相关信息及参数。现已于勘探、建材放射性检测及环境放射性监测等领域得到广泛应用。随着嵌入式技术的发展,以32位ARM为核心的微控制器已被引入进来,提高了数据采集的速度和精度,同时嵌入式操作系统的引入也为功能扩展、系统集成提供了高效的开发平台。 本论文介绍的核数据采集系统即以ARM微控制器LPC2148和实时操作系统μC/OS-II为平台,谱数据采集为基本功能,在此基础上扩展GPS和GPRS模块,可实现GPS信息和核信号的实时、同步接收,保存和显示,并可将采集的数据通过GPRS网络及时传到采集中心进行谱数据处理和GPS差分定位,为野外多点测量及远程监测提供了有效的手段。 课题以教育部的高等学校博士学科点专项科研基金项目“基于3GS技术的便携式核地球物理数据采集系统研究(项目编号:20040616014)”为依托,本人在已有研究成果的基础上,进行了相关改进和系统集成: (1)选用轨对轨运算放大器,改进了峰值检测电路,增大了脉冲峰值的测量精度。 (2)数据采集系统以32位ARM微控制器LPC2148为核心,外围电路带有LCD显示,系统具有低功耗、小型化、高性价比等特点。 (3)实现了核数据采集系统对GPS、GPRS的集成。 (4)完成嵌入式μC/OS-II操作系统在LPC2148上的移植、操作系统的搭建,及各功能模块的设计与集成。
上传时间: 2013-04-24
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本论文研究了基于ARM+Linux的嵌入式测控系统。论文阐述了嵌入式测控系统的特点。结合目前比较流行的SOC硬件技术,嵌入式软件技术,以及目前较前沿的无线传感器网络技术,对构建一个既能进行本地多传感器信息采集又能进行数据处理以及具有人机交互界的嵌入式测控系统进行了架构设计,即采用ARM+Linux架构。 论文详细介绍了系统的硬件设计,包括核心板设计和应用底板设计。其中核心板又包括微处理器的设计和存储器的设计;对于应用板,介绍了基于CS8900A的网络模块的设计,基于RS232和RS485的串行总线设计,以及基于ZigBee的无线模块设计。同时,本论文详细的介绍了系统的软件设计。结合本系统所采用的U-Boot介绍了嵌入式Bootloader设计,并针对本系统的板级硬件对U-Boot进行了移植。结合本系统采用的Linux操作系统介绍了嵌入式操作系统的概念,并对Linux进行了板级移植。在分析研究嵌入式文件系统的特点的基础上,确定Cramfs作为本系统的根文件系统,并结合现有的开源软件Busybox搭建了一个完整的根文件系统命令集。 在本系统硬、软件平台上,研究了终端应用层上的开发。并完成了在终端上的嵌入式图形用户界面QT的移植,并且为系统开发出相应的I/O和A/D设备驱动驱动程序。 论文在最后介绍了本系统的一个简单应用,即利用QT图形库和多线程编程技术,在现有的硬件平台上设计出了一个温度和湿度的无线数据采集程序。显示直观,界面友好,体现了本平台具有一定的应用前景。
上传时间: 2013-07-06
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条码技术是随通信技术,计算机技术的发展应运而生的自动识别技术的一种。根据二进制编码规则对应形成的由对光反映率不同的条、空组成的图形,经光电扫描识读器扫描,将采集的信息经处理器进行处理,从而达到自动识别的目的。条码技术自出现以来,得到了人们的普遍关注,发展十分迅速,已广泛用于交通运输、商业、医疗卫生、制造业、仓储业、邮电业等领域,极大的提高了数据采集和信息处理的速度,提高了工作效率,并为管理的科学化、信息化和现代化作出了贡献。目前常用的是一维条码,但一维条码最大的弱点就是表征的信息量是有限的,需要依赖外部数据库支持,离开这个数据库条码本身就没有意义了。二维条码克服了这一弱点,它是在一维条码基础上形成的高密度、高信息量的条码,可以将大量信息在小区域内编码,它本身就是一个完整的数据文件,是实现证件、卡片等信息存储、携带并可以通过机器自动识读的理想方法。 本课题采用流行的嵌入式技术,采用S3C44BOX作为二维条码PDF417识别器的数据采集终端,该终端内嵌μC/OS-Ⅱ操作系统,将应用分解成多任务,简化了应用系统软件设计;使控制系统的实时性得到了保证,提高了系统的可靠性和稳定性;同时也增强了系统的可扩展性和产品开发的可延续性。 本课题的主要任务是PDF417(Portable Data File)二维条码图像的识别。先由扫描仪或照相机获取二维条码的原始图像,再由PC(Personal Computer)计算机中的图象处理程序对图象数据进行处理,然后在条码中定位单个码字符号的图像,利用算法识别出单个码字符号。本文在条码图像的预处理方面进行了算法改进,取得了较好的成果,能够有效的去掉干扰噪声和图像定位。通过实验结果表明:本课题研究的二维条码识别系统是比较令人满意的。
上传时间: 2013-08-01
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心血管系统疾病是现今世界上发病率和死亡率最高的疾病之一。T波交替(T-wavealtemans,TWA)作为一种非稳态的心电变异性现象,是指心电T波段振幅、形态甚至极性逐拍交替变化。大量研究表明,TWA与室性心律失常、心脏性猝死等有直接密切的关系,已成为一种无创独立性预测指标。随着数字信号处理技术和计算机技术的迅速发展,微伏级的TWA已经可以被检出,并且精度越来越高。本文以T波交替检测为中心,基于ARM给出了T波交替检测技术原理性样机的硬件及软件,实现实时监护的目的。 在TWA检测研究中,需要对心电信号进行预处理,即信号去噪和特征点检测。小波分析以其多分辨率的特性和表征时频两域信号局部特征的能力成为我们选取的心电信号自动分析手段。文中采用小波变换将原始心电信号分解为不同频段的细节信号,根据三种主要噪声的不同能量分布,采用自适应阈值和软硬阈值折衷处理策略用阈值滤波方法对原始信号进行去噪处理:同时基于心电信号的特征点R峰对应于Mexican-hat小波变换的极值点,因此我们使用Mexican-hat小波检测R峰,通过附加检测方案确保了位置的准确性,并根据需要提出了T波矩阵提取方法。 随后文章介绍了T波交替的产生机理及研究进展,分别从临床应用和检测方法上展现了目前TWA的发展进程,并利用了谱分析法、相关分析法和移动平均修正算法分别从时域和频域对一些样本数据进行T波交替检测。在检测中谱分析法抗噪能力较强,但作为一种频域检测方法,无法检测非稳态TWA信号,而相关分析法受呼吸、噪声影响较大,数据要求较高,因此可以在谱分析检测为阳性TWA基础上,再对信号进行相关分析,从而克服自身算法缺陷,确定交替幅度和时间段。最后对影响检测结果的因素进行讨论研究,从而降低检测误差。 文章还设计了T波交替检测技术原理性样机的关键部分电路和软件框架。硬件部分围绕ARM核的Samsung S3C44BOX为核心,设计了该样机的关键电路,包括采集模块、数据处理模块(外部存储电路、通信接口电路等)。其中在采集模块中针对心电信号是微弱信号并且干扰大的特点,采用了具有高共模抑制比和高输入阻抗的分级放大电路,有效的提取了信号分量:A/D转换电路保证了信号量化的高精度。利用USB接口芯片和删内部异步串行通讯实现系统与外界联系。系统软件中首先介绍了系统的软件开发环境,然后给出了心电信号分析及处理程序设计流程图及实现,使它们共同完成系统的软件监护功能。
上传时间: 2013-07-27
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随着社会的进步和经济的发展,我国机动车辆的数量不断的增加,造成了交通事故日益增多、交通拥挤等一系列社会急需解决的问题。车载定位终端是嵌入式技术、ARM处理器技术、GPS技术、GPRS无线通讯技术相结合的产物,对智能交通的研究和发展具有重要意义,为现代交通运输提供了新颖,可靠,有效的控制和管理途径。 本文先通过对GPS卫星定位理论,卫星数据处理的深入研究,对GPRS移动通信技术规范的细致分析以及ARM嵌入式硬件系统、Linux嵌入式操作系统等计算机技术的不断实践,提出一套基于GPRS无线通信技术的车载定位终端的设计方案。车载定位终端将GPS模块传输过来的定位信息提取出来,一方面将定位信息显示在界面上,一方面通过GPRS模块将车辆信息发送给车辆监控中心。本设计采用ARM920T核的S3C2410A微处理器作为硬件平台,然后设计相应的外围电路,加上GPS模块电路和GPRS模块电路,构成一个完整的硬件系统。软件设计采用宿主机/目标机的开发模型,在构建好交叉编译环境后,向处理器上移植Bootloader和Linux操作系统。然后用Qt应用软件,采取多线程编程的方法完成GPS数据的提取、车辆信息发送和人机界面的实现。最后将编译好的程序,下载到硬件平台。
上传时间: 2013-04-24
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随着生产自动化要求的不断提高,控制技术和微型计算机技术的不断发展,智能记录仪已日益广泛地应用在工业过程领域,并占据了越来越高的地位。近年来,新的应用也对智能记录仪的设计提出了更高的要求。 嵌入式系统因其体积小、性能好、功耗低、可靠性高等优点,其已经在各种记录仪表的开发与设计等领域中得到广泛的应用。为了改善工业现场传统获取数据费时、费力且数据不够及时准确的缺点,本课题基于嵌入式的技术,构建了一个由32位的嵌入式微处理器S3C24lO和实时操作系统IAnux组成的平台,并对其进行了开发研究,设计并实现了针对工业过程数据处理的一种新型的记录系统。 本文研究了无纸记录仪通用开发方法,设计了系统结构、功能和性能设计指标。该系统以三星公司生产的S3C2410(ARM)微控制器为核心,配置大容量Flash存贮器、实时时钟等,通过8个信号输入通道,可配接热电偶、热电阻以及标准的电压/电流信号,经16位采样送ARM处理后,按设定要求完成信号监测、数据记录和柱状图、曲线显示、异常数据报警等无纸记录仪的功能,以及通过RS232通信接口与其它系统进行数据通信;在系统软件设计方面,采用结构化、模块化方法,结合硬件配置设计了数据采集、检测信号处理、数据存取、键盘操作功能模块以及柱状图、曲线等图形显示功能函数,从而使具有了模块化扩展功能。试验表明了该系统对数据进行了准确、可靠的的采集与处理,较好地满足了工业现场的需求。 本课题是数据记录系统在工业现场数据采集、处理领域中的一次成功尝试。在实际应用中,该系统凸显出强大的功能、良好的灵活性。实践证明本系统是一种优秀的解决方案,能够高效的实现各种测控任务。
上传时间: 2013-04-24
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