本論文的工作是針對高等職業技術學院嵌入式系統實驗和專業建設的實際需要而進行的。本文對ARM處理器及其寄存器結構做了認真的分析,對于文中涉及的系統硬件平臺核心即基于ARM7TDMI的S3C44BOX芯片進行了研究,分析了ARM7TDMI內核結構和使用特點,并從設計實驗的角度,研究了如何發揮器件的功能。在嵌入式操作系統的選擇上,考慮了ARM7內核的具體情況,選擇了μC/OS-II操作系統。論文對μC/OS-II的內核數據結構、運行機制以及μC/OS-II操作系統在S3C44BOX上的移植過程進行了詳細的討論。根據要求安排有A/D、D/A實驗、LCD顯示驅動、觸摸屏及鍵盤:還安排了綜合實驗,內容包括:跑馬燈、數碼管、蜂鳴器、A/D、D/A、LCD等。 第一章介紹了嵌入式系統及嵌入式處理器的基礎知識,包括目前常用的幾種嵌入式處理器、操作系統,以及如何進行嵌入式系統的選型。 第二章介紹了嵌入式實驗/開發系統使用的硬件平臺,包括處理器、存儲器、串行通信接口、以太網接口,提出了系統軟件的調試方法。平臺的硬件核心為SAMSUNG(三星)公司的S3C44BOX芯片。 第三章介紹了開發調試環境的建立,包括交叉編譯環境的建立以及相關程序庫、工具的安裝,編寫了相關程序。 第四章詳細介紹了μC/OS-II系統的移植。包括Bootloader的移植、啟動部分移植以及內存部分的移植,并給出了內核編譯的基本方法。 第五章給出了本文研究的主要結論,并對系統的發展前景進行展望。
上傳時間: 2013-06-27
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心血管系統疾病是現今世界上發病率和死亡率最高的疾病之一。T波交替(T-wavealtemans,TWA)作為一種非穩態的心電變異性現象,是指心電T波段振幅、形態甚至極性逐拍交替變化。大量研究表明,TWA與室性心律失常、心臟性猝死等有直接密切的關系,已成為一種無創獨立性預測指標。隨著數字信號處理技術和計算機技術的迅速發展,微伏級的TWA已經可以被檢出,并且精度越來越高。本文以T波交替檢測為中心,基于ARM給出了T波交替檢測技術原理性樣機的硬件及軟件,實現實時監護的目的。 在TWA檢測研究中,需要對心電信號進行預處理,即信號去噪和特征點檢測。小波分析以其多分辨率的特性和表征時頻兩域信號局部特征的能力成為我們選取的心電信號自動分析手段。文中采用小波變換將原始心電信號分解為不同頻段的細節信號,根據三種主要噪聲的不同能量分布,采用自適應閾值和軟硬閾值折衷處理策略用閾值濾波方法對原始信號進行去噪處理:同時基于心電信號的特征點R峰對應于Mexican-hat小波變換的極值點,因此我們使用Mexican-hat小波檢測R峰,通過附加檢測方案確保了位置的準確性,并根據需要提出了T波矩陣提取方法。 隨后文章介紹了T波交替的產生機理及研究進展,分別從臨床應用和檢測方法上展現了目前TWA的發展進程,并利用了譜分析法、相關分析法和移動平均修正算法分別從時域和頻域對一些樣本數據進行T波交替檢測。在檢測中譜分析法抗噪能力較強,但作為一種頻域檢測方法,無法檢測非穩態TWA信號,而相關分析法受呼吸、噪聲影響較大,數據要求較高,因此可以在譜分析檢測為陽性TWA基礎上,再對信號進行相關分析,從而克服自身算法缺陷,確定交替幅度和時間段。最后對影響檢測結果的因素進行討論研究,從而降低檢測誤差。 文章還設計了T波交替檢測技術原理性樣機的關鍵部分電路和軟件框架。硬件部分圍繞ARM核的Samsung S3C44BOX為核心,設計了該樣機的關鍵電路,包括采集模塊、數據處理模塊(外部存儲電路、通信接口電路等)。其中在采集模塊中針對心電信號是微弱信號并且干擾大的特點,采用了具有高共模抑制比和高輸入阻抗的分級放大電路,有效的提取了信號分量:A/D轉換電路保證了信號量化的高精度。利用USB接口芯片和刪內部異步串行通訊實現系統與外界聯系。系統軟件中首先介紹了系統的軟件開發環境,然后給出了心電信號分析及處理程序設計流程圖及實現,使它們共同完成系統的軟件監護功能。
上傳時間: 2013-07-27
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TI公司的TMS320LF2407型DSP微控制器內嵌的異步串行口(SCI)支持CPU與其它使用標準格式的異步外設之間的數字通訊,通過RS-232接口可以方便地進行DSP之間或與PC機之間的異步通信。而串行外設接口(SPI)是一個高速同步串行輸入/輸出(I/O)端口,常用于DSP控制器和外部器件或其它控制器間的通訊。本設計正是通過TMS320LF2407所帶有的SCI模塊進行兩臺DSP的數據傳輸通信。同時還利用了DSP2407的SPI模塊和I/O口作了顯示以及鍵盤擴展電路,以便能實時監控數據的收發。此實例電路結構簡單易懂,非常適合剛接觸DSP的初學者使用,具有很好的參考價值。
上傳時間: 2013-07-01
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無線數據傳輸是指終端和監控中心通過無線網絡的方式進行數據通信。本文以ARM處理器S3C2440A為核心搭建硬件平臺,選用Linux作為嵌入式操作系統,實現了基于CDMA網絡的無線數據傳輸系統。 系統以ARM920T微處理器芯片S3C2440A和CDMA模塊Q2438F為實現核心。論文首先研究了基于S3C2440A微處理器的嵌入式系統硬件平臺的架構,詳細分析了ARM最小系統中各個功能組成模塊;然后建立了嵌入式系統開發的arm-linux-gcc交叉編譯環境,重點研究了Bootloader和Linux內核的配置與編譯,并且在硬件平臺上移植了Linux操作系統。在ARM嵌入式Linux開發平臺上,研究了基于Video4Linux的USB攝像頭采集圖像的解決方案,即在Linux內核中加載Video4Linux模塊,通過V4L模塊提供的編程接口,操作USB攝像頭設備文件/dev/video0,并且采用內存映射方式截取視頻,完成了圖像采集的軟件設計。此外,論文還研究了在Linux環境下PPP協議撥號上網的實現方法,即通過AT指令初始化CDMA模塊,使之附在CDMA網絡上,通過編寫腳本程序的方法建立PPP連接,獲得網絡運營商ISP動態分配給數據傳輸終端的IP地址,從而實現了無線模塊撥號上網功能。在無線終端通過PPP撥號上網后,采用了客戶端/服務器端模式,運行套接字(Socket)應用程序,將設備采集到的圖像數據通過CDMA網絡后再經過Internet傳送到監控中心,實現了傳輸終端和監控中心之間的數據的發送與接收。 論文研究和實現的基于ARM嵌入式Linux和CDMA網絡的無線數據傳輸系統滿足設計要求,達到了預期目標。終端內嵌TCP/IP協議,可以通過CDMA網絡連接到互聯網,數據傳輸實時性強,為用戶提供透明的數據傳輸通道。相比于傳統的傳輸系統,它具有高可靠性、組網方便、可遠程控制等特點,因此在電力自動化、環保、交通監控等領域有著廣泛的應用,特別適用于移動環境、難于布線的場所和邊遠地區。
上傳時間: 2013-06-11
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AGV(Automated Guided Vehicle)即自動導引車,是具備一定自主能力的運輸設備,在自動化物流系統和工廠自動化系統中具有重要的應用價值。 AGV是一種高度自動化產品,它所涉及的技術包括針對特定用途的車體結構、貨物移送機構、路徑導引技術、貨位檢測技術、防碰撞技術、驅動技術和控制技術。更深入的研究還包括多車協調與優化調度技術、智能控制技術等。 本文首先對AGV的發展及關鍵技術進行了總結與歸納,并分析了現有技術的特點與不足,在此基礎上設計了一個模擬貨物分揀的小型AGV系統。車體采用二輪驅動和前后萬向輪支承的結構,可以實現靈活的轉向和快速移動。導引方式采用光電傳感器路徑導引,以計數方式實現貨位識別檢測。ARM是一種高性能的嵌入式微處理器,AGV控制系統采用了基于ARM7核的微控制器LPC2210,其豐富的片上資源可以很方便地實現AGV的所有檢測、信息處理及控制功能。利用LPC2210的串行通信功能,再配合無線通信模塊建立與PC機的通信聯系,通過PC機實現對AGV小車的控制與調度。 制作完成后的AGV樣機在實驗室模擬環境下進行了性能測試,其性能指標均滿足設計要求。
上傳時間: 2013-04-24
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介紹基于Matlab 環境的微機與單片機串行數據通信方法。該方法利
上傳時間: 2013-07-16
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隨著對高處理能力、網絡通信、實時多任務,超低功耗這些需求的增長,傳統8位處理器已經不能滿足新產品的要求了,高端嵌入式處理器已經得到了普遍的重視和應用.ARM是目前嵌入式領域應用最廣泛的RISC微處理器結構,該文研究了基于ARM處理器的嵌入式系統的開發,介紹了利用一款ARM微處理器和FPGA設計的四路E1中繼板卡的硬件結構和工作原理,并在這個硬件平臺上進行軟件開發的過程.該四路E1收發器能夠提供四條E1鏈路,把帶寬從2Mbps提高到8Mbps,能夠同時負載120個用戶的通信,解決了數字環路系統中卡槽數目限制的問題.目前,建立在G. 703基礎上的El接口在分組網、幀中繼網、GSM移動基站及軍事通信中得到廣泛的應用,傳送語音信號、數據、圖像等業務.文中首先分析了當前數字環路系統的發展現狀和趨勢,隨著網絡通信的用戶數目及信息量的猛增,拓寬數據傳輸的通道是一項研究熱點,這是開發四路E1收發器的一個目的.接著敘述了數字環路系統的結構和工作原理,即四路E1收發器的應用環境,著重介紹了四路E1板卡在整個系統中所扮演的角色和嵌入式處理器ARM的體系結構和特點,鑒于數據傳輸中對時鐘的要求比較嚴格,該文還介紹了FPGA技術,應用它主要是為系統提供各個精確的時鐘.然后,在分析了四路E1收發器的工作原理和比較了各類處理器特點的基礎上,提出了四路E1收發器的硬件設計,分別介紹了時鐘模塊、系統接口電路、存儲系統模塊、四通道E1合成器模塊、CPU模塊以及時隙交換模塊.接著,在研究分析了G.703和G.704等通信協議后,再根據系統要求提出了四路E1收發器的軟件設計.先介紹了實時操作系統RTXC,詳細闡述了ARM處理器啟動代碼程序的設計,然后給出了在此操作系統下軟件設計的整體結構,分四個任務分別闡述此軟件功能,其中詳細介紹了信令處理模塊、接口中斷處理模塊、系統運行監測模塊和RC消息LC消息處理模塊.最后介紹了軟件和硬件的調試方法以及設計過程中的調試開發過程,整個系統設計完成后,經過反復調試、測驗已達到了預期的效果,現正投入使用中.
上傳時間: 2013-04-24
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智能家庭信息系統是集自動化、計算機、通信技術于一體的“3C”系統,它將各種家電產品結合成一個有機整體,實現了對家電設備進行集中或異地控制和管理,以及能夠與外界進行信息交互,以控制終端為突破口作為對家庭信息系統的研究,將有可能在以后的競爭中占據制高點,取得良好的經濟和社會效益。 本課題開發的智能家庭信息系統是以實際項目為背景,對基于網絡的嵌入式家庭信息系統進行了研究。通過對傳統智能家居的特點進行分析,指出了目前市場上的智能家居系統的局限性,提出了基于短距無線網絡的現代智能家居系統是將來的發展趨勢。 接著對智能家居控制的系統構架以及相關關鍵技術進行了分析和比較,指出基于IEEE802.15.4的ZigBee技術是目前最適合無線家居控制系統的無線標準,并對該標準進行了深入研究。 論文充分考慮到家庭信息化網絡的現狀和家庭內部各信息家電的互連、集中控制、遠程訪問與控制的需求,以及低成本實現的實際需要,及設備互連對傳輸帶寬和使用靈活性等特點的需要,設計了以無線ZigBee技術組成家庭網絡體系總體結構,避免了在家庭內部布線的缺陷,且滿足了功耗低,成本低,網絡容量大等要求。 設計了新型無線通訊模塊,該模塊主控芯片采用8位低功耗微控制器ATMEGA64及CHIPCON公司推出的首款符合2.4 GHZ IEEE802.15.4標準的射頻收發器CC2420來實現ZigBee模塊,它可以降低無線通訊的成本和提高無線通訊的可靠性,可以單獨使用,也可以嵌入其它設備。 論文采用了免費、公開的linux操作系統,并給出了在Linux上的開發流程。 最后,論文具體分析了無線ZigBee協議、ZigBee組網技術以及它們在將來的廣泛應用。深入地研究了HTTP超文本傳輸協議,設計了遠程客戶端訪問和控制家用電器的界面,并給出了部分軟件設計流程圖。
上傳時間: 2013-04-24
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網絡技術和數字信息新技術的發展為實現家庭生活智能化提供了強有力的技術支撐;傳感器技術的發展提供了家庭設備和家庭網絡進行信息交換的技術基礎;而計算機技術和嵌入式技術的發展為實現對接入家庭網絡的各類設備的監測、控制和管理提供了技術支持。新技術的產生使人們對生活和工作的環境提出新的需求。以家庭網關為主導,將現有和將來可能的硬件設備納入家庭網絡,并且實現智能化服務和管理是數字家庭未來發展的主要方向。 由于傳統的家庭網關很難將分散于家庭各處的傳感設備連接到一起,因此,本文提出了中繼器的設計概念,將其從常規的復雜家庭網關中分離出來,實現了對分散于家庭各處的傳感器設備進行更為智能化的管理。中繼器需要完成的基本功能包括:對于接入的傳感器設備,能夠將其迅速融入整個系統中,實現即插即用;根據采集信息的變化自動進行模仿人為分析、操作等功能;與家庭網關通信,提供遠程控制、查詢、管理等功能。 本控制系統核心部分采用S3C2410為處理器,嵌入式實時Linux為操作系統,極大地提高了控制系統的穩定性。本文詳細地介紹了傳感器中央控制系統的硬件、軟件設計,并且詳細地介紹了軟件的具體實現。另外,本文還提出了基于自主通訊協議的家庭網絡通信方式,有效地提高了控制系統的實時性與可靠性。 本論文基于和日本NTT研究所合作的科研項目“家庭傳感器及開關接入的中繼系統設計”為技術背景。
上傳時間: 2013-08-03
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隨著Intemet網絡技術、無線接入技術和無線通信技術的快速發展,傳真技術有了許多新的研究方向。PC傳真需利用傳真軟件進行傳真,其功能受到傳真軟件的限制,而IP傳真需投入的通信基礎設施較大。無線傳真技術具有方便快捷的特性,可快速適應市場的多樣化需求,充分發揮無線通信的優勢,使用戶真正擁有自己的“移動辦公室”,是當前無線通信研究領域的一個重點內容。 本課題在對傳真通信相關基礎理論以及GSM無線網絡研究的基礎上,設計和研制了基于G3傳真的GSM網絡無線傳真接入終端。在本課題的設計中,建立了兩段級聯的傳真線路,分別是主處理器與對端傳真機之間的傳真線路(通過T32協議實現)和主處理器與本地傳真機之間的傳真線路(通過T31協議實現),本課題依據T30規定的呼叫控制流程完成了這兩條傳真線路間的協議轉換(T.32協議和T3l協議的轉換),并結合GSM網絡延時長、干擾大的特性進行了時延處理。同時解決了無線傳真接入終端中涉及到的手機本地號段的存取算法,并在設計本課題嵌入式軟件的同時抽樣出基于ARM技術的系統軟件設計方案(即類似于嵌入式操作系統但比操作系統簡化的一個系統框架)。 通過本課題研制出的基于ARM的GSM網絡G3無線傳真接入終端,利用現有的G3傳真機就可在GSM網絡中實現無線傳真業務。目前該無線傳真接入終端已在北京、西安、深圳等地的商用網絡上取得了成功的測試。
上傳時間: 2013-04-24
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