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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多媒体正在使我们的生活变得越来越丰富多彩。报纸,相片,CD机,电视,电影已经被PC机很好地整合到了一起,而互联网又使得多媒体资源的交流成为可能。跨越网络时代、信息时代、多媒体时代,后PC时代的到来,呼唤新一代的多媒体系统,它体积更小,功能更全,界面更友好。本系统就是面向这一需求而设计的。 嵌入式多媒体系统除了具有播放音乐,视频,浏览图片,电子书的基本功能外,一些方案还集成了视频录制、数码相机、数码摄像机、FM收音机、卫星定位导航系统、掌上游戏机和移动电视等等各种附加功能以满足不同的市场需求。本课题开发一套具有音频、视频、图片和电子书等功能的嵌入式多媒体系统解决方案,硬件部分以ARM处理器S3C241O为核心,软件部分以Linux操作系统为核心进行开发,系统具有体积小,成本低等特点。 本论文按照硬件、固件、软件三个层面分析了基于ARM Linux的嵌入式多媒体系统的设计和实现。硬件部分分处理器和外围电路两部分进行介绍。固件部分包括引导加载程序vivi的移植,Linux 2.6内核的移植,配置Cramfs根文件系统,Linux设备驱动程序开发。软件部分对Linux应用开发作出了讨论,包括系统的功能模块和软件构架,重点是基于MiniGUI的图形界面设计。在论文的最后,分析了系统的优缺点,以及单片解决方案和多处理器方案的比较,并展望了嵌入式多媒体系统的发展方向。
上传时间: 2013-06-03
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视频监控以其直观方便、准确、信息内容丰富而广泛应用于许多场合,已经渗透到交通、城市治安、国防等多种领域,甚至家庭安防,在人们的日常生活中扮演着越来越重要的作用。 由于传统的视频监控系统存在着结构复杂、稳定性可靠性不高、价格昂贵而且传输距离明显受限的缺点。近年来,随着计算机、网络、电子与通信、图像处理等技术的飞速发展,嵌入式网络视频监控技术应用而生。 本文针对视频监控系统的实际需求,结合嵌入式技术、图像处理技术和网络技术,设计并实现了一种实时性好、可靠性高、成本低的嵌入式网络视频监控系统。该系统以ARM9微处理器作为硬件平台,以具有开发资源丰富、免费等优势的Linux操作系统作为软件开发平台。该系统采用以太网作为网络传输介质,并使用TCP/IP网络协议。视频数据的传输协议选择了支持组播技术的RTP/RTCP传输协议,客户端在Linux下实现了基于SDL库视频显示。 论文首先描述了嵌入式系统与视频监控技术的发展及相关技术,分析了国内外视频监控系统的现状和发展趋势,对视频监控系统研究的背景和意义进行了阐述,并讨论了几种常见的视频监控解决方案,对几种目前流行的视频压缩算法进行了对比;然后,提出了嵌入式视频监控系统的软、硬件总体架构,并逐步对硬件平台和软件模块设计进行了选择和细化。其中,硬件平台根据视频数据采集以及处理需要选择了摄像头和存储器;软件设计中,首先完成了嵌入式系统的交叉开发环境搭建,针对ARM-Linux特性,完成了在开发板上操作系统和文件系统等移植,最后完成了Linux下V4L视频采集、JPEG图像压缩、RTP/RTCP网络传输、SDL库视频显示以及avi格式视频文件保存等。 此外,对系统构建过程中所用到的某些关键技木进行了较为详尽的探讨和研究,这对于从事相关科研工作的同仁们具有一定的参考价值。
上传时间: 2013-04-24
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随着现代科学技术的发展和人民生活水平的提高,人们对住宅的安全性提出了更高的要求。由于视频监控具有直观、方便、信息内容丰富等的特点,而被广发的应用各种安防系统中。现有的家居监控系统智能化程度低,无法更好的适应家居安防系统的要求,因此研究并开发出适合人们需要的智能化家居视频监控系统具有重要的意义。 本课题针对现有家居视频监控系统的问题,选用SAMSLING公司基于ARM9核的S3C2410芯片作为CPU,扩展了USB摄像头、Internet芯片、红外传感器模块、液晶屏、键盘等外围设备,设计出一种基于ARM的智能家居网络视频监控系统。该系统的功能主要包括:摄像头采集图像并在LCD上进行显示;在户外PC上可以通过网络查看ARM端家中情况,图像经过压缩后进行传输;截取图像进行人脸检测;当检测到人脸时,GPRS发送短信通知主人有入侵情况发生;检测到人脸的图像压缩后进行存储。 本文介绍了系统各个硬件型号的选取,硬件的性能参数,硬件引脚和寄存器参数,设计了各个硬件之间的接口电路。系统的软件部分采用嵌入式Linux作为操作系统,在目标板上移植了引导程序、Linux裁剪后的系统和文件系统,在此基础上实现了摄像头图像采集和LCD上的显示、基于肤色和模板匹配的人脸检测算法、基于DCT变换的有损图像压缩算法、GPRS短信发送、图像网络传输等软件功能。 试验结果表明,本系统能够较好的实现预期的功能,具有较好的稳定性和应用前景。
上传时间: 2013-04-24
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随着计算机技术和互联网技术的发展,嵌入式系统已成为近年来新兴的研究热点。嵌入式系统的硬件核心是嵌入式微处理器,ARM处理器以其高性能、低功耗、低成本等优点占领了嵌入式系统处理器的大部分市场,基于ARM的嵌入式系统的应用已深入到工业控制、网络通讯设备等领域。Linux作为功能强大、源码公开的操作系统,在嵌入式领域中被广泛应用。 本文针对自动售货机控制系统在校园一卡通系统中的应用要求,以开发具有射频卡结帐功能的新型自动售货机控制系统,并与校园一卡通信息管理系统相连为目标,提出了基于ARM-Linux的自动售货机控制器总体设计方案。根据方案对自动售货机控制系统进行总体设计,在分析嵌入式软硬件可实现模块化设计的基础上,采用数据处理能力强和能够实现数据网络传输的HMS30C7202微处理器,对ARM处理器最小系统和关键的接口电路进行了硬件结构设计,系统扩展有FLASH、EPROM、以太网接口、RS232接口、GPIO接口、USB接口等外围电路。利用Protel软件完成了开发板的原理图设计、绘制以及印刷电路板布局布线工作,PCB设计以高速电路设计为准则,集成了多种接口电路,完成了硬件系统的设计。研究了嵌入式Linux操作系统下的自动售货机控制系统软件环境建立方法,论述了移植Linux到ARM控制板的过程,分析了嵌入式软件的应用程序架构与各部分设备驱动程序的设计方法,设计了硬件驱动程序。在嵌入式软、硬件开发的基础上,对基于ARM的嵌入式自动售货机控制系统进行实例研究和系统功能调试,完成了自动售货机控制系统的基本功能,并使系统能够基于以太网进行数据通信,为进一步的开发和应用提供了良好的基础。
上传时间: 2013-07-05
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论文的工作是基于“流媒体网络广播系统”项目。在调研和消化多套国内外相关实验平台系统的基础上,研究开发了基于ARM9处理器和嵌入式Linux操作系统的多功能实时计算机处理系统,并且根据实际需要构建了此系统的软硬件平台。流媒体网络广播系统是当前IT领域比较热门的前沿技术,正是因为这前沿技术使得实际构建出的系统功能强大、体积小、成本低、具有相当强的可扩展性,完全能够取代当前传统广播系统中广泛采用的模拟信号传输方式,同时也更好解决了以往这种结构带来的价格昂贵、体积庞大、系统利用率低等诸多劣势。 本文设计开发了基于AMR-Linux的流媒体网络广播平台,该系统基于SamsLlmgS3C2410处理器,采用嵌入式ARM-Linux操作系统,通过HTTP协议传输流媒体,利用MP3标准实现对音频的解码,从而支持流媒体网络广播功能。本论文设计了系统的软件部分,包括底层软件BootLoader、ARM-Linux操作系统、根文件系统、网卡的驱动程序等并提出了下一步工作的建议和设想。 基于ARM-Linux系统的软件设计方法是本论文的重点和难点,也是论文的核心内容。流媒体网络广播系统已经经过测试,实际的应用效果表明该系统是可行的也是可靠的,同传统的广播系统相比,体现出了明显的优势。
上传时间: 2013-05-29
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嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,软件硬件均可裁剪,能满足应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。随着信息技术、计算机技术、网络技术的发展,嵌入式技术得到了广阔的发展空间。其中ARM微处理器凭借体积小、功耗低、成本低而性能高等优点,己被成功应用于移动通信、手持设备、多媒体数字消费等诸多嵌入式领域。ARM也逐步成为了嵌入式的代名词。另外,嵌入式操作系统经过多年的发展目前也已十分丰富,特别是自由免费软件Linux的出现。Linux凭借源码开放、内核可裁减、功能丰富、运行稳定等优势,被移植到了多种不同结构的CPU和硬件平台上,且得到了大量优秀开发工具软件的支持。 本论文的目的是建立一个以ARM为基础的嵌入式linux系统控制平台.本文详细介绍了整个系统平台的研究开发和设计实现过程。论文首先介绍ARM和嵌入式Linux操作系统的特点和当前的发展概况。再阐述了以AT91RM19200为核心的开发平台的硬件组成,详细研究了硬件平台设计过程,平台的外围配置包括存储模块、串口模块、 CAN总线模块、以太网模块、USB模块及JTAG调试模块、实时模块等多种功能模块,包括各个功能模块的芯片选择和原理图,还对硬件电路设计的注意事项进行了探讨。再以此硬件平台为基础,详细的论述了嵌入式Linux系统开发流程以及移植到具体硬件平台需要完成的工作,如U-BOOT的移植、Linux内核的编译与裁减、文件系统的制作、驱动程序的编写等。最后对系统性能进行了测试,通过测试表明平台达到设计要求,性能稳定。
上传时间: 2013-04-24
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随着社会的发展,网络视频监控系统已经成为日常生产生活中的重要辅助设备,应用十分广泛。当前视频监控系统正逐步由模拟化走向数字化,随着视频压缩技术和网络技术的发展,开发新一代的基于计算机网络和多媒体MPEG-4压缩算法的视频监控系统已成为整个行业技术发展的主要方向之一。人们有时会采用DSP与MPEG-4算法结合的方案来实现,也有的部门采用了片上系统(SOC),但这些不但编程极度复杂,而且成本也过高。本文提出并研究设计了一种基于ARM微处理器S3C2410、MPEG-4专用压缩芯片MPG440、以嵌入式Linux为操作系统的视频监控系统方案,不仅开发便捷、成本低廉,而且实时性较好,适应范围广。 首先,采用软硬件协同设计的思想提出了系统的总体设计方案,系统的整体架构分为摄像头、云台控制器、网络视频服务器以及客户端PC机等四大部分。 第二,以三星公司的S3C2410芯片和DAVICOM公司的DM9000以太网接口芯片为硬件核心,对整个系统进行了模块化的硬件电路的设计。根据S3C2410的特点及系统整体需求,完成了电源复位模块、晶振模块、存储器接口模块、视频数据处理模块、以太网接口模块、云台控制模块等的硬件选型与电路连接。其中,在云台控制模块等的电路设计中充分体现了优化设计的技巧,并重点对网络接口部分和视频数据处理部分进行了详细的硬件设计与说明。阐述了整个系统的工作流程。 第三,从应用需求出发,选择嵌入式Linux操作系统作为本系统的软件平台,搭建了交叉式的开发环境,对bootloader进行了选择,并给出了加载步骤。完成了对嵌入式Linux内核的选择及移植。 第四,采用基于任务的设计方法对服务器端的软件进行了总体设计,主要包括共用程序库、config配置文件、日志文件以及多个任务等。并对运行于客户端的软件设计进行了简要说明。 第五,由于数字视频传输的实时性能和通过网络传输以后客户端接收的视频图像质量在本系统中至关重要,所以本文对传输信道和网络协议进行了优化选择,并详细阐述了IP组播技术、流媒体传输协议等在图像传输过程中的具体应用。
上传时间: 2013-04-24
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嵌入式系统产品开发现已成为IT产业的主流发展方向之一,在不同应用领域的嵌入式系统产品开发中,都涉及到的一个共性关键技术是:嵌入式系统开发平台的研究与设计。 本文密切结合实际科研项目,采用软、硬件协同设计的研究方法,设计了一套基于ARM微处理器架构的嵌入式系统开发平台,为应用系统的开发者完成了大部分共性的底层设计工作,并针对现代酒店客房管理与控制系统的功能要求,以此平台为基础,开发了一个楼层机控制系统,并成功运用于深圳某国际大酒店的客房控制系统中,验证了本文研发成果的有效性和推广应用价值。 论文首先分析了当前国内外嵌入式系统的研究现状,然后研究了基于S3C44BOX开发板的硬件设计和实现过程,分别给出了电源模块、MCU核心模块、存储器模块、I/O接口模块、通信接口模块、调试以及系统扩展接口等主要模块的设计方法和电气原理图;使用CPLD实现了多功能JTAG调试器,在SDT环境下完成了硬件调试工作;研究了嵌入式操作系统的移植技术,针对VxWorks操作系统下载与应用,开发了适用于S3C44BOX的板级支持包,成功完成了BootRom和VxWorks两种映像的生成和加载;在论文的最后,研究了本平台在酒店客房控制系统中的实际应用方法,设计其作为楼层机的实现方案,讨论了网络通信与控制的工作原理,并给出了主要程序的流程图。
上传时间: 2013-06-02
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随着计算机、通信及网络技术的高速发展,嵌入式系统广泛地渗透到各行各业及人们日常生活的方方面面中。由于嵌入式系统的复杂性不断增加,嵌入式操作系统成为了嵌入式系统中最重要的组成部分。在各种嵌入式操作系统中,Linux凭借其性能优异、结构清晰、平台支持广泛、网络支持强劲及开放源代码等多方面的优势,被嵌入式系统开发者广泛的采用。同时随着近几年来国内嵌入式领域发展非常迅速,其中32位ARM处理器结构体系的嵌入式CPU在商用领域、工控领域和军用领域都得到了广泛使用。 近几年随着无线通信技术、传感器技术、信息采集和处理技术的飞速发展,出现了低成本、低功耗、多功能的微型无线传感器节点。无线传感器网络是随着传感器节点的发展而兴起的计算机科学技术的一个新的研究领域,它是由一组无线传感器节点通过ad-hoc方式构成的无线网络,综合传感器技术、嵌入式计算技术、分布式信息处理技术和无线通信技术,能够协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息,并对其进行处理,并传送到需要这些信息的用户处。这种无线网络系统被广泛地用于国防军事、国家安全、环境监测、交通管理、医疗卫生、制造业、反恐救灾等领域,具有十分巨大的发展潜力,引起了学术界和工业界的高度重视。 目前,手持终端的应用范围主要是在商业领域,开发一款适合在工业现场等无线传感网络监控领域的手持终端是本文的初衷。本文从嵌入式系统的角度,采用目前比较流行的ARM9处理器和嵌入式Linux的操作系统,阐述手持终端硬件平台的设计和软件的移植方案;接着研究了系统引导程序的原理、设备驱动开发的关键点、根文件系统的制作方法。在此基础上,分析和移植引导程序U-Boot 1.1.4的实现、无线收发芯片CC2420的驱动开发和帧缓冲驱动的开发,并针对目标平台的特点完成了文件系统的构建;然后介绍了基于Qt/Embedded的图形界面开发的基础,最后对本文研究工作进行总结。
上传时间: 2013-06-26
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