嵌入式圖像采集系統(tǒng)具有體積小、成本低、穩(wěn)定性高等優(yōu)點，在遠程監(jiān)控、可視電話、計算機視覺、網(wǎng)絡會議等領域應用廣泛。為克服傳統(tǒng)基于單片機的圖像采集系統(tǒng)的種種不足，本文提出了一種新的解決方案，利用高速的ARM9嵌入式微處理器S3C2410A為硬件核心，搭配USB攝像頭，結合Linux構建了一套嵌入式的圖像采集系統(tǒng)。USB攝像頭有著容易購買、性價比高等優(yōu)點，但長期以來將其直接應用于嵌入式系統(tǒng)卻很困難。隨著ARM微處理器的廣泛應用，嵌入式系統(tǒng)的性能得到了極大的提升。人們逐漸將操作系統(tǒng)引入其中，方便系統(tǒng)的管理和簡化應用程序的開發(fā)。Linux是一個免費開源的優(yōu)秀操作系統(tǒng)，將其移植到嵌入式系統(tǒng)中能夠對系統(tǒng)進行高效地管理、極大地方便應用程序的開發(fā)。嵌入式的Linux操作系統(tǒng)繼承了Linux的優(yōu)良特性，還有著節(jié)約資源，實時性強等優(yōu)點。在本方案中以嵌入式Linux操作系統(tǒng)為基礎，借助其對USB、網(wǎng)絡等的強大支持能力來構建高度靈活的圖像采集系統(tǒng)。通過利用Linux操作系統(tǒng)內建的video4Linux對攝像頭進行編程，實現(xiàn)了將USB攝像頭采集到的視頻數(shù)據(jù)進行顯示和存為圖片的功能。本文中具體講述了嵌入式的軟硬件平臺的構建，USB攝像頭的驅動開發(fā)，圖像采集應用程序的實現(xiàn)等。本文提出的嵌入式圖像采集方案適用于市面上絕大多數(shù)流行的USB攝像頭，還能把得到的圖像通過以太網(wǎng)傳輸以實現(xiàn)遠程的監(jiān)控。這套方案利用應用程序編程接口video4linux所提供的數(shù)據(jù)結構、應用函數(shù)等，實現(xiàn)了在Linux環(huán)境下采集USB攝像頭圖像數(shù)據(jù)的功能，并運用嵌入式的GUI開發(fā)工具Qt/Embedded來編寫最終的應用程序實現(xiàn)了美觀的用戶界面。充分運用Linux操作系統(tǒng)和其工具的強大功能來實現(xiàn)圖像采集，對基于Linux內核的后續(xù)圖像應用開發(fā)具有實用意義。本系統(tǒng)完全基于開放的平臺和模塊化的實現(xiàn)方法，具有良好的可移植性，可方便地進行各種擴展。這種方案所實現(xiàn)的圖像采集系統(tǒng)成本低，靈活性高，性能好，是一種優(yōu)良的解決方案。本文詳細介紹了這種基于Linux系統(tǒng)和S3C2410A平臺的嵌入式圖像采集系統(tǒng)。
標簽： ARM USB 嵌入式 圖像采集系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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工廠底層的信息絕大部分都是通過現(xiàn)場總線進行傳遞的，但基于現(xiàn)場總線的工業(yè)設備網(wǎng)絡無法實現(xiàn)與企業(yè)的Internet/Intranet無縫連接從而實現(xiàn)遠程監(jiān)控。所以本文就此問題展開研究，提出了一種基于S3C2410的嵌入式工業(yè)網(wǎng)絡控制器的平臺的設計方案，設計了一個具有網(wǎng)絡通信功能的控制器平臺。 1.針對網(wǎng)絡控制器的特點與要求，通過對比分析，選取了具體的硬件和軟件，以確保網(wǎng)絡控制器平臺的穩(wěn)定可靠。 2.具體設計了控制器相關硬件電路。包括存儲電路、以太網(wǎng)電路、串口電路、I/O口電路等。 3.建立了嵌入式Linux軟件開發(fā)平臺；對網(wǎng)絡通信的理論進行了研究，編寫了CGI外部擴展程序，實現(xiàn)了動態(tài)Web技術，使用戶可以通過瀏覽器對控制器進行遠程監(jiān)控。同時，開發(fā)了嵌入式數(shù)據(jù)庫SQLite應用程序，使歷史數(shù)據(jù)、實時數(shù)據(jù)和技術參數(shù)的管理更加方便有序；開發(fā)了對應的驅動程序確保了網(wǎng)絡控制器的的正常運行。 4.在完成嵌入式網(wǎng)絡控制器硬件與軟件設計的基礎上，將控制器平臺應用于智能加藥控制系統(tǒng)中，通過測試表明本網(wǎng)絡控制器平臺穩(wěn)定可靠。 總之，本文在深入研究嵌入式網(wǎng)絡控制器的基礎上搭建了一個嵌入式的硬件和軟件平臺，確保了網(wǎng)絡控制器穩(wěn)定可靠并高效地運行，為第二次開發(fā)嵌入式網(wǎng)絡控制器準備了一個比較理想的嵌入式平臺。
標簽： ARM 嵌入式工業(yè) 網(wǎng)絡控制器 平臺設計
上傳時間： 2013-04-24
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基于手姿態(tài)的人機交互是以實現(xiàn)自然的人機交互為研究目標，可提高計算機的可操作性，同時使計算機能夠完成更加復雜的任務。而基于ARM的嵌入式系統(tǒng)具有功耗低、體積小、集成度高等特點，嵌入式與具體應用有機地結合在一起，具有較長的生命周期，能夠根據(jù)特定的需求對軟硬件進行合理剪裁。結合嵌入式技術的手姿態(tài)跟蹤設備能夠實時的檢測出人機交互系統(tǒng)中人手的位置與角度等數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)及時反饋給計算機虛擬系統(tǒng)來進行人機交互，提高跟蹤設備的可靠性和空間跟蹤精度。 通過對嵌入式開發(fā)過程以及對控制系統(tǒng)構成的分析，確定了手姿態(tài)信號輸入方案及系統(tǒng)的軟硬件總體設計方案。通過對目前流行的眾多嵌入式處理器的研究、分析、比較選擇了S3C2440處理器作為系統(tǒng)開發(fā)硬件核心，詳細介紹了S3C2440的相關模塊的設計，包括存儲單元模塊、通信接口模塊、JATG接口電路。同時設計了系統(tǒng)的外圍電路像系統(tǒng)時鐘電路、電源電路、系統(tǒng)復位電路。 選擇更適合于ARM開發(fā)的Linux系統(tǒng)作為軟件開發(fā)平臺。實現(xiàn)了Linux系統(tǒng)向開發(fā)板的移植、Bootloader的啟動與編譯、設備驅動程序的開發(fā)；根據(jù)手姿態(tài)信號輸入方案系統(tǒng)采用分模塊、分層次的方法設計了系統(tǒng)的應用程序——串口通信程序及手姿態(tài)識別子程序。通過分析常用的手姿態(tài)識別算法，系統(tǒng)采用基于神經(jīng)網(wǎng)絡的動態(tài)時間規(guī)整與模板匹配相結合的動態(tài)手姿態(tài)識別算法。并依據(jù)相應的軟硬件測試方法對系統(tǒng)進行了分模塊調試及系統(tǒng)的集成。
上傳時間： 2013-07-11
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隨著現(xiàn)代計算機技術和互聯(lián)網(wǎng)技術的飛速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)成為當前最熱門的焦點之一；ARM以其高性能低功耗等特性成為目前應用最廣泛的32位嵌入式處理器。近年來得到快速發(fā)展的機電一體化設備的人民幣紙幣清分機系統(tǒng)，是嵌入式系統(tǒng)的典型應用；它的主要工作流程是：人民幣圖像通過圖像傳感器采集得到的模擬信號，經(jīng)過放大、A/D轉換和FPGA協(xié)調之后得到數(shù)字圖像，經(jīng)緩存后進入到主CPU--S3C2410，通過圖像識別，實現(xiàn)面向、面值、新舊分級、破損程度等特征的識別，最后送出結果到控制CPU對識別結果進行相應的顯示和機械動作。論文主要涉及以下這些內容： 1):基于ARM的嵌入式系統(tǒng)和清分機系統(tǒng)介紹。 2):人民幣清分機的硬件系統(tǒng)基本構架，清分機的各關鍵硬件的選型及主要原理；著重介紹清分機的處理核心--S3C2410。 3):圖像處理基礎。介紹了清分機系統(tǒng)中各類圖像的特點，圖像分析中的常用工具--灰度直方圖，從而為識別算法做好準備。 4):介紹了人民幣的特征識別算法原理及實現(xiàn)基本流程，通過MATLAB對算法進行仿真研究。 5):嵌入式linux設備驅動的開發(fā)。針對清分機設備種類繁多而又是多任務的特點，本文提出使用可裁剪而又穩(wěn)定的linux操作系統(tǒng)來管理整個清分機系統(tǒng)；而實現(xiàn)操作系統(tǒng)對清分機的管理首先就要實現(xiàn)設備與操作系統(tǒng)的連接--設備驅動。
標簽： ARM 嵌入式 系統(tǒng)開發(fā)
上傳時間： 2013-06-01
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數(shù)控沖床送料系統(tǒng)主要用于與沖床實現(xiàn)配套，在沖孔過程中按照程序設定控制板料移動和沖床沖孔，實現(xiàn)沖孔的高度自動化。自動送料機構作為沖壓加工生產(chǎn)實現(xiàn)自動化的最基本的要求，它的自動化程度高低，直接影響著沖壓生產(chǎn)效率以及沖壓生產(chǎn)整體自動化水平，只有其自動化程度與沖壓設備相匹配甚至高于沖壓設備，才能夠實現(xiàn)沖壓生產(chǎn)的完全自動化。 嵌入式系統(tǒng)是繼IT網(wǎng)絡技術之后，又一個新的發(fā)展方向，由于嵌入式系統(tǒng)自身的優(yōu)點，現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應用到軍事國防、消費電子、工業(yè)控制等各個領域。隨著電子、計算機、自動控制以及精密機械與測試技術的不斷提高和發(fā)展，自動送料裝置也在隨著數(shù)控機床的發(fā)展而在迅速發(fā)展和演變。而隨著嵌入式微處理器的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)也開始運用到數(shù)控沖床自動送料系統(tǒng)中來。 本文采用目前廣泛使用的32位ARM微處理器，Samsung公司基于ARM920T的S3C2440A作為系統(tǒng)的主控制器，該處理器主要面向嵌入式設備，具有性價比高、功耗低的特點，并且在嵌入式Linux操作系統(tǒng)下可移植性好，具有較強的控制能力和豐富的片內資源。該系統(tǒng)能實現(xiàn)數(shù)控沖床的自動送料，軟硬件結構簡單，定位精度高，操作簡單方便，具有良好的人機界面。論文首先根據(jù)生產(chǎn)實際要求和控制系統(tǒng)設計原則，確定了送料系統(tǒng)的軟硬件總體設計方案。硬件方面，在S3C2440A的基礎上擴展了NANDFlash、NORFlash、SDRAM、LCD觸摸屏模塊，并設計了X、Y軸電機及其驅動電路。軟件方面，選用Linux操作系統(tǒng)，在此基礎上構建了嵌入式Linux開發(fā)環(huán)境，實現(xiàn)了Bootloader、Linux內核、YAFFS根文件系統(tǒng)的移植，選用Qt/Embeded設計系統(tǒng)的操作界面，給出了系統(tǒng)各個模塊的程序設計，包括人機界面、速度預處理、插補模塊和電機控制部分，文章對系統(tǒng)的軟硬件的抗干擾技術也專門做了介紹。隨后，文章還介紹了積分分離的PID控制算法，并通過使用matlab對電機控制進行仿真，驗證了該算法的可行性。 文章在最后對整個設計進行了總結和展望，指出了系統(tǒng)存在的問題和一些可以改進的地方。
上傳時間： 2013-06-28
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論文通過分析國內外數(shù)字水印的發(fā)展現(xiàn)狀，針對目前市場上假冒偽劣商品泛濫的實際問題，介紹了一種基于ARM9（S3C2410X）的數(shù)字水印商標檢測儀的設計。 為了選擇魯棒性好的數(shù)字水印提取算法，論文介紹了用MATLAB對離散余弦變換、小波變換和基于主要特征方向向量的DCT和DWT相結合的算法的仿真過程，包括三種檢測算法在無噪聲且無攻擊、有噪聲、濾波以及RST攻擊（旋轉、放縮、平移）等情況。通過仿真結果的對比，最后選擇了基于主要特征方向向量的DCT和DWT相結合的算法作為商標檢測儀數(shù)字水印的提取算法。 在商標檢測儀的軟硬件實現(xiàn)過程中，論文首先介紹了檢測儀的硬件設計，包括ARM9處理芯片及其外圍擴展電路，采集設備，人機接口等部分。然后研究了基于ARM9的關于Bootload啟動代碼的引導以及Linux操作系統(tǒng)的移植，并建立了嵌入式交叉編譯環(huán)境，為檢測儀的設計和研究構建了一個良好的平臺。在軟件設計方面，主要介紹了用C語言實現(xiàn)基于主要特征方向向量的DCT和DWT相結合的算法，其中包括小波變換、離散余弦變換、Zigzag排列和相關檢測程序等，另外，論文還對數(shù)字水印商標檢測儀的圖像采集、人機交互、終端顯示等程序的設計方法進行了論述。
上傳時間： 2013-07-02
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隨著微處理器的發(fā)展，現(xiàn)代數(shù)字儀表發(fā)展迅速，功能不斷增強。目前，數(shù)字儀表正朝著集成化、智能化、高精度、微功耗、高可靠性發(fā)展。人們對數(shù)字儀表的設計和性能指標也提出了更高的要求，ARM相對于單片機具有更強的處理能力和更好的處理效果，為高精度、智能化儀表的設計提供了一種新的途徑。 論文首先介紹了國內外數(shù)字儀表的發(fā)展情況，并對常見的數(shù)字儀表進行了分類，分析了影響數(shù)字儀表性能的主要因素。綜合數(shù)字儀表的性能特點并考慮實現(xiàn)成本，論文提出了一種基于ARM的五位半分辨率數(shù)字儀表設計方案，并詳細介紹了儀表的總體設計思路、硬件電路設計、軟件設計及數(shù)據(jù)處理方法。該設計采用LPC2148芯片為處理核心，使用VFD（真空熒光顯示器）作為儀表人機界面，界面友好且無視角誤差；考慮到在某些現(xiàn)場條件惡劣的情況下也能對數(shù)字儀表讀數(shù)進行觀測，采用LabVIEW7.1設計了上位機顯示界面；構建了一個基于LPC2148的開發(fā)平臺，基于平臺設計了一款具有五位半分辨率的數(shù)字儀表，實現(xiàn)了電壓、電流、電阻等測量功能，同時設計了溫度讀取、實時時鐘計時、SD卡數(shù)據(jù)存儲等功能，為儀表的智能化設計奠定了基礎。 通過對該數(shù)字儀表運行情況進行記錄，并對記錄的大量數(shù)據(jù)進行分析，結果表明：所設計的數(shù)字儀表能穩(wěn)定顯示，其精度和顯示分辨率均達到五位半精度的要求。
上傳時間： 2013-07-20
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在信息化社會中，LED顯示屏作為一種信息的傳播媒體，在交通、天氣預報、廣告、通知、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、商業(yè)信息等領域應用十分廣泛，已經(jīng)成為城市信息現(xiàn)代化建設的標志。 本文介紹了LED顯示屏國內外的發(fā)展現(xiàn)狀，在分析LED顯示屏工作原理后，結合LED顯示屏控制系統(tǒng)及顯示驅動設備的具體要求，提出了使用嵌入式處理器LPC2124作為控制核心，使用挪威Nordic公司推出的單片射頻發(fā)射器nRF905傳送無線顯示信息的總體設計方案。由于LPC2124所具有的豐富的接口資源，使用其SPI口實現(xiàn)了和驅動芯片SD16726的串行傳輸，這在很大程度上簡化了系統(tǒng)結構，增加了系統(tǒng)的可靠性。單片收發(fā)芯片實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)顯示信息傳遞與更新，避免了使用基于中國移動通訊運營商的GSM/GPRS通信網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)傳輸，而帶來在信息更新時的額外開銷費用。在系統(tǒng)硬件設計中，給出了各功能模塊：包括電源、時鐘電路、存儲器的擴展、射頻模塊、LED掃描驅動模塊等的具體設計。最后，在系統(tǒng)軟件設計中，完成了對顯示屏數(shù)據(jù)的發(fā)送、接收數(shù)據(jù)和對顯示屏進行顯示控制驅動程序設計，最終實現(xiàn)整個系統(tǒng)的功能。在設計過程中，通過做各種測試和試驗，驗證了基于ARM的無線LED顯示屏系統(tǒng)的設計是完全可行的，具有非常廣闊的應用前景。
上傳時間： 2013-06-07
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智能公交系統(tǒng)是城市交通系統(tǒng)的一個重要組成部分，在城市交通公交優(yōu)先的背景下，欲緩解城市交通擁堵的現(xiàn)象，就必須大力發(fā)展公交事業(yè)。智能公交系統(tǒng)的建設可以改善公交公司的企業(yè)管理方法，提高公交系統(tǒng)的運營效率與服務水平，是城市公交事業(yè)發(fā)展的重要一步。 本文在研讀大量文獻、參考相關設計的基礎上，結合先進的GPS、GPRS技術，提出了基于ARM的智能公交車載管理終端的設計與實現(xiàn)方法。 GPS是由美國建立的新一代衛(wèi)星導航與定位系統(tǒng)，具有全球性、全天候、陸海空全能等特點，特別適用于交通運輸行業(yè)，配合中國移動穩(wěn)定可靠、覆蓋面廣、數(shù)據(jù)傳輸速度極快的GPRS網(wǎng)絡作為信息傳輸?shù)拿浇椋訥PS、GPRS為主要技術的智能公交系統(tǒng)較以往利用射頻、數(shù)傳電臺技術方式建造的公交系統(tǒng)具有更加穩(wěn)定、實時性更高等特點，是當前智能公交系統(tǒng)設計的理想方案。 基于ARM的智能公交車載終端是智能公交系統(tǒng)的重要組成部分，是整個系統(tǒng)的信息終端，負責信息的接收和發(fā)布，在系統(tǒng)中起著至關重要的作用。本文詳細介紹了一款以ARM處理器為主控的智能車載終端的設計方法，包括終端總體方案設計、硬件電路設計、軟件代碼編寫、整機調試等內容。文章在總體設計中提出了終端的功能要求，并針對功能要求提出了相應的設計方案；在硬件設計中給出了具體的硬件設計原理圖，并就硬件選型、原理圖設計中的關鍵問題進行了探討；在軟件設計中給出了終端主要軟件設計的程序流程圖，并對程序設計思路進行了細致的講解；最后對終端硬件、軟件的聯(lián)合調試過程進行了介紹，并對最終通過調試的終端進行了展示。 經(jīng)過多次的測試和修改，該智能公交系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)了正點考核、實時監(jiān)控、短信報警、自動報站等多項功能，并在長沙市公交線路上投入試運行，社會反應良好。
上傳時間： 2013-07-02
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自動售貨機作為自助服務領域中的一員，為國內外該領域廠商所研究，并且得到了廣泛的應用。為了適應客戶的需求，需要開發(fā)一套功能更加完善、擴展性能更強的自動售貨機控制器。 本文以國內自動售貨機制造商--湖南金碼智能設備制造有限公司在自動售貨機控制器的研究現(xiàn)狀為背景，分析了公司現(xiàn)有控制器的不足，并制定出基于ARM7與嵌入式實時操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ的自動售貨機控制器的設計方案。 系統(tǒng)硬件完成了控制器外圍各模塊的接口電路圖設計，分析了自動售貨機控制器的組成；實現(xiàn)了電源模塊、MDB外設驅動模塊、電機驅動模塊、鍵盤與顯示模塊以及數(shù)據(jù)存儲模塊的開發(fā)，并對各模塊的原理與電氣特性進行了詳細的說明。 軟件上，將μC/OS-Ⅱ成功移植了至ARM7體系結構；針對售貨機本身是一個自反應、事件驅動的系統(tǒng)，使用有限狀態(tài)機來管理系統(tǒng)狀態(tài)以及狀態(tài)轉換，并高效地實現(xiàn)了更適用于復雜系統(tǒng)的層次型有限狀態(tài)機；在μC/OS-Ⅱ與層次有限狀態(tài)機的新軟件框架支持下，編寫了鍵盤與顯示模塊、MDB設備、數(shù)據(jù)存儲設備等的驅動程序和系統(tǒng)應用程序。 最后，調試與試驗表明基于ARM的控制器滿足售貨機基本要求，并且本課題的設計方案對較復雜的嵌入式系統(tǒng)的研究有一定的借鑒意義和應用價值。
上傳時間： 2013-05-31
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