随着计算机软件和硬件的发展,以及图像处理技术的日益成熟,基于嵌入式的监控系统发挥越来越重要的作用。针对无人值守行业对远程监控的需要,特别是厂房、仓库等场所,本文实现了一种基于嵌入式的远程无线监控系统。系统以arm处理器为核心,通过摄像头采集监控图像,并利用GPRS网络完成数据的传输,以达到远程监控的目的。 本文介绍了该系统的总体架构,确定了系统硬件与软件的实现方案。并对设计中用到的一些技术原理和协议做了一些介绍和分析。其中,本设计以三星公司ARM9系列的S3C2410为核心,采用了市场上广泛使用的价廉物美的ZC301芯片的USB摄像头,以及西门子公司的GPRP模块TC35i来实现系统的各部分功能。 本文完成了对Linux操作系统在本监控系统的移植,设计了系统软件的总体流程,并完成了各个模块的软硬件实现:用户通过手机发送控制命令,TC35i接收后传给arm处理器,处理器根据协议解释命令,控制设备产生相应的动作,继而通过GPRS网络发送数据到指定邮箱,从而实现了系统监控功能。除此之外,系统实现了软件的模块化,完成对重要模块的介绍与分析,如短消息处理模块以及SMTP邮件发送模块。
上传时间: 2013-04-24
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随着计算机技术的不断发展,嵌入式系统以其功能强大、可靠性高、体积小、功耗低等诸多优点,适应了社会信息化、网络化、智能化的发展需求,比一般的通用PC系统具备更大的优越性,在各行业领域内获得了广泛的应用。GPS定位导航技术与计算机技术的融合在近几年来现代信息通信领域内发展迅速。 目前,GPS定位导航技术主要应用于大地测量与车辆定位领域,个人应用方面相对较欠缺。因此,发展应用于个人的手持GPS定位导航系统拥有广泛的市场空间。鉴于这种情况,本文设计开发了一款基于arm处理器与GPS接收模块的手持定位导航系统,系统通过采用功能强大、成本低廉的嵌入式Linux操作系统,充分发挥arm处理器的高性能低功耗特点,提升了系统特性。 论文的主要内容: 1.分析了GPS定位导航技术的发展现状和基本原理,研究了如何实现基于arm处理器定位导航系统的设计方案。在此基础上,建立了满足手持定位导航系统功能需求的软、硬件平台,包括硬件平台中各模块的组成与连接,以及软件平台中系统启动代码、操作系统的移植,文件系统的制作。 2.设计实现了GPS模块与arm处理器的通信功能、电子地图的显示功能、人机交互的控制功能。各功能模块在设计中包括了接口和外设的驱动程序,以及应用程序两部分。通信功能模块中,GPS模块实时接收GPS定位卫星数据,并通过RS-232接口向处理器传输数据;电子地图显示以及人机交互的功能模块中,使用MiniGUI图形用户界面支持系统,实现了在LCD触摸屏上显示电子地图以及基本定位导航控制等人机交互的功能。 3.测试了系统各模块的功能,给出了系统的实现结果,根据测试结果分析了系统设计中的不足,并提出了对系统未来改进目标的设想。
上传时间: 2013-04-24
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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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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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随着计算机技术的迅猛发展与后PC时代的到来,嵌入式系统已成为计算机领域的一个重要组成部分,并成为近年来新兴的研究热点。现今的嵌入式应用对嵌入式设备的性能提出了更高的要求,8/16位单片机所能提供的系统性能已经显出不足。ARM7TDMI是一种高效,低功耗的RISC处理器。而S3C44BOX就是以该内核为核心的一款芯片,它集成了许多外围设备,非常适合做嵌入式产品。 论文主要研究基于arm处理器和μC/OS- II操作系统的嵌入式数据采集系统设计,主要内容包括以下几方面: (1)介绍了ARM7 S3C44BOX体系结构和BootLoader的概念,并在参考开源BootLoader的基础上进行了BootLoader的设计与实现; (2)深入研究了μC/OS-II的概念、特点,分析了μC/OS-II在arm处理器上移植所需的条件,并经过剪裁后成功移植到arm处理器上: (3)介绍了AD、多串口扩展、LCD和键盘4个模块的硬件工作原理,着重开发了这4个模块的驱动程序,并通过实验验证了多串口扩展、LCD和键盘这3个模块的工作稳定性; (4)在ARM S3C44BOX和μC/OS-II操作系统基础上,设计了多任务来实现4通道的数据采集。经过对采集数据的分析和系统的运行,可以验证本数据采集系统运行的高效性和稳定性。
上传时间: 2013-06-05
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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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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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表面粗糙度是机械加工中描述工件表面微观形状重要的参数。在机械零件切削的过程中,刀具或砂轮遗留的刀痕,切屑分离时的塑性变形和机床振动等因素,会使零件的表面形成微小的蜂谷。这些微小峰谷的高低程度和间距状况就叫做表面粗糙度,也称为微观不平度。表面粗糙度的测量是几何测量中的一个重要部分,它对于现代制造业的发展起了重要的推动作用。世界各国竞相进行粗糙度测量仪的研制,随着科学技术的发展,各种各样的粗糙度测量系统也竞相问世。对于粗糙度的测量,随着技术的更新,国家标准也一直在变更。最新执行的国家标准(GB/T6062-2002),规定了粗糙度测量的参数,以及制定了触针式测量粗糙度的仪器标准[1]。 随着新国家标准的执行,许多陈旧的粗糙度测量仪已经无法符合新标准的要求。而且生产工艺的提高使得原有方案的采集精度和采集速度,满足不了现代测量技术的需要。目前,各高校公差实验室及大多数企业的计量部门所使用的计量仪器(如光切显微镜、表面粗糙度检查仪等)只能测量单项参数,而能进行多参数测量的光电仪器价格较贵,一般实验室和计量室难以购置。因此如何利用现有的技术,结含现代测控技术的发展,职制出性能可靠的粗糙度测量仪,能有效地降低实验室测量仪器的成本,具有很好的实用价值和研究意义。 基于上述现状,本文在参考旧的触针式表面粗糙度测量仪技术方案的基础上,提出了一种基于ARM嵌入式系统的粗糙度测量仪的设计。这种测量仪采用了先进的传感器技术,保证了测量的范围和精度;采用了集成的信号调理电路,降低了信号在调制、检波、和放大的过程中的失真;采用了arm处理器,快速的采集和控制测量仪系统;采用了强大的PC机人机交互功能,快速的计算粗糙度的相关参数和直观的显示粗糙度的特性曲线。 论文主要做了如下工作:首先,论文分析了触针式粗糙度测量仪的发展以及现状;然后,详细叙述了系统的硬件构成和设计,包括传感器的原理和结构分析、信号调理电路的设计、A/D转换电路的设计、微处理器系统电路以及与上位机接口电路的设计。同时,还对系统的数据采集进行了研究,开发了相应的固件程序及接口程序,完成数据采集软件的编写,并且对表面粗糙度参数的算法进行程序的实现。编写了控制应用程序,完成控制界面的设计。最终设计出一套多功能、多参数、高性能、高可靠、操作方便的表面粗糙度测量系统。
上传时间: 2013-04-24
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本论文的工作是针对高等职业技术学院嵌入式系统实验和专业建设的实际需要而进行的。本文对arm处理器及其寄存器结构做了认真的分析,对于文中涉及的系统硬件平台核心即基于ARM7TDMI的S3C44BOX芯片进行了研究,分析了ARM7TDMI内核结构和使用特点,并从设计实验的角度,研究了如何发挥器件的功能。在嵌入式操作系统的选择上,考虑了ARM7内核的具体情况,选择了μC/OS-II操作系统。论文对μC/OS-II的内核数据结构、运行机制以及μC/OS-II操作系统在S3C44BOX上的移植过程进行了详细的讨论。根据要求安排有A/D、D/A实验、LCD显示驱动、触摸屏及键盘:还安排了综合实验,内容包括:跑马灯、数码管、蜂鸣器、A/D、D/A、LCD等。 第一章介绍了嵌入式系统及嵌入式处理器的基础知识,包括目前常用的几种嵌入式处理器、操作系统,以及如何进行嵌入式系统的选型。 第二章介绍了嵌入式实验/开发系统使用的硬件平台,包括处理器、存储器、串行通信接口、以太网接口,提出了系统软件的调试方法。平台的硬件核心为SAMSUNG(三星)公司的S3C44BOX芯片。 第三章介绍了开发调试环境的建立,包括交叉编译环境的建立以及相关程序库、工具的安装,编写了相关程序。 第四章详细介绍了μC/OS-II系统的移植。包括Bootloader的移植、启动部分移植以及内存部分的移植,并给出了内核编译的基本方法。 第五章给出了本文研究的主要结论,并对系统的发展前景进行展望。
上传时间: 2013-06-27
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