船載航行數據記錄儀(VDR)是一種記錄船舶航行狀態及操作信息的裝置,對加強船舶的海上航行安全以及事故分析起到了極為重要的作用。VDR的大量數據需要進行快速可靠的最終存儲,這些數據是分析事故的關鍵依據。因此,研發功能可靠的VDR數據存儲終端——數據保護容器PDC(ProtectiveData Containor),成為航行數據記錄儀研究的重要組成部分。 嵌入式Linux操作系統的內核高效穩定,易于定制,尤其是其源代碼的開放性及資料的豐富性,使其成為目前嵌入式系統開發者的首選。而同樣開源的Samba軟件遵守與Microsoft和IBM的操作系統相同的SMB協議,可將類UNIX主機偽裝成Windows服務器,提供共享共享服務。將PDC作為Samba服務器,能提供穩定的數據存儲和共享服務,以太網上的VDR主機不需要任何附加的軟件就可以訪問PDC中保存的數據。 本文致力于構建基于嵌入式Linux的網絡存儲與共享平臺,為開發接口統一的多用途保護容器提供技術。首先介紹了課題研究的背景和意義,接著深入的剖析了PDC系統的軟硬件需求。并根據系統需求設置系統硬件系統,為之后的Samba服務器的構建提供平臺。接著深入的分析了嵌入式Linux操作系統原理和優勢,構建Linux系統開發平臺,為Samba服務器配置搭建平臺。然后以PDC為需求背景,給出了詳細的Samba服務器的實現方案。最后簡要介紹了Linux驅動程序設計開發。
上傳時間: 2013-04-24
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近年來,監控系統從鮮為人知的幕后走進了前臺、走進了人們的生活,監控技術己從第一代全模擬系統發展到第三代完全數字化的階段。目前,隨著微處理器技術和計算機網絡技術的進步,基于嵌入式Web的網絡視頻監控系統逐漸得到了人們的廣泛關注,以網絡為基礎的數字視頻監控系統已經發展成為視頻監控系統發展的主流。 本文在分析視頻監控的現狀和發展趨勢之后,針對當前視頻監控系統的不足,結合市場應用前景設計了一種較好的遠程視頻監控的應用方案。該方案是在當前非常流行的ARM微處理器上,利用強實時操作系統VxWorks與高性能開源的嵌入式Web服務器和嵌入式數據庫相結合,建立高效的、可及時響應的嵌入式視頻監控服務器,該系統支持USB攝像設備、文件存儲、數據庫管理,具有較高的性價比。 論文詳細闡述了視頻監控系統軟硬件的總體設計,主要致力于嵌入式操作系統在S3C2410開發板上的移植,深入研究了閃存文件系統TFFS、以太網卡的工作機制、VxWorks USB協議棧,并實現了硬件上對應的驅動程序。在嵌入式操作系統成功實現后,完成了嵌入式Web服務器GoAhead和嵌入式數據庫Berkeley DB的移植。同時,在軟件層次上設計和實現了基于Web視頻監控的前端服務CGI程序的功能模塊。 本系統是ARM技術、VxWorks操作系統、網絡技術在嵌入式領域的綜合應用,本系統可應用于交通控制、實時探測、安全檢查等領域,并對視頻監控在其他領域的應用有一定的參考價值。
標簽: ARMVxWorks Web 視頻監控系統
上傳時間: 2013-04-24
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隨著信息化、網絡化和智能化的發展,嵌入式系統和加密技術成為當今熱門的技術。本文將兩方面的技術結合起來,在對ARM嵌入式系統和高級數據加密標準算法Rijndael作全面分析的基礎上,對其應用做了研究。 文中首先分析了嵌入式系統和數據加密算法的發展狀況,介紹了 ARM微處理器體系結構和 Rijndael 算法原理的相關知識。然后,結合課題研究,詳細介紹了開發板 SHX-ARM7 的硬件配置和嵌入式軟件開發環境的建立,包括 ADS1.2和超級終端的設置。 文中深入研究了嵌入式操作系統的移植和 Rijndael 算法在開發板上的編程實現,給出了仿真實驗結果。選擇移植的μC/OS-Ⅱ操作系統具有良好的實時性、可擴展性和可移植性,為進一步的嵌入式應用打下基礎。Rijndael 算法的實現分為三大模塊:密鑰擴展、加密和解密模塊,其結果可作為API函數,在嵌入式加密應用軟件編程中直接調用。 本文對基于 ARM 的 Rijndael 算法的應用進行了探討,給出了基于ARM微處理器與Rijndael算法的IC卡數據加密系統的設計方案,并提出了三種密鑰安全管理方案,經比較重點描述了“一卡一密、一次一密”的密碼管理思想。該方法能夠保證每張 IC 卡每次用來存儲重要數據時的初始密鑰都是隨機的,在一定程度上增加了破譯難度,提高了安全性。 在結論中闡述了尚需進一步解決的問題以及下一步的工作內容。
上傳時間: 2013-07-06
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在日益發展的電子技術和各行業對系統安全需求不斷提高的刺激下,原有基于X86系統架構機車監控顯示系統逐漸暴露出越來越多的缺陷,研制新型的機車監控顯示系統成為一種必然的趨勢,而不斷發展的MCU技術、嵌入式Linux、制造工藝等也給新型機車監控顯示系統的研制提供了技術保障。 本課題針對目前鐵路運營對安全、快速、準點等特性要求的不斷提高,研究基于ARM的機車監控顯示系統,設計出具有高可靠性、高效能、可維護性強的機車監控顯示系統。 本文首先分析了嵌入式技術發展現狀及其發展趨勢,對ARM技術的特點及其在嵌入式領域的應用進行了深入研究;進而,分析了國內現有基于PC/104總線模式擴展的機車監控顯示系統的優缺點以及國外先進機車監控顯示系統的發展現狀及技術特點。對如何有效提高系統的可靠性、可操作性進行了深入的研究,提出了利用ARM處理器與嵌入式操作系統Linux實現高可靠性機車監控顯示系統的思路,并在此思路指導下完成了基本研究和具體設計。 在完成樣機試制后,結合鐵路產品的高可靠性要求,本文最后對影響系統可靠性的若干性能指標進行了測試:高低溫測試、靜電放電測試、EMC測試、絕緣耐壓測試、振動測試等,并對設計過程中一些欠考慮的因素提出了解決方案。實際測試表明,基于ARM技術的機車監控顯示系統滿足我國鐵路未來若干年監控安全的需要。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著嵌入式技術的發展,ARM處理器以其獨特的優勢在計算機、電子和通信的各個領域得到廣泛應用,將網絡技術、控制技術和視頻監控技術相融合,在更大程度上促進了家庭生活的信息化和自動化。系統采用先進的ARM處理器作為控制平臺,與使用C51單片機相比,提高了性能,縮短了開發周期;與使用傳統的PC機相比,兼顧了系統功能,又節約了成本,在家庭自動化領域具有較好的理論價值和廣闊的應用前景。 本文在分析國內外家庭自動化發展現狀的基礎上,采用先進的ARM技術,給出了多模式網絡通信方案,解決了家庭自動化系統對不同通信網絡的兼容性問題,在公用電話網語音通信中,提出了通信狀態機模型,討論了電話按鍵檢測和超時無選擇的問題,對語音處理技術的實現進行了研究;在無線網絡通信中,通過短消息的發送和接收,實現了遠程用戶和系統之間的信號傳輸,對系統無線GPRS通信的實現進行了技術研究;在遠程圖像監控的實現中,給出了單幀圖像采集的實現方法,對C/S模式下遠程監控技術進行了研究;為實現系統與終端之間的信號傳輸,給出了家庭內部控制網絡接口設計方案,實現了家電設備控制和自動報警功能,在系統安全問題方面,給出了系統身份認證的實現方法。在此基礎上,構建了一個低成本、高性能、高可靠性的家庭自動化系統。
上傳時間: 2013-06-21
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汽車黑匣子(又稱汽車行駛記錄儀)是一種使用在汽車上的數字式電子記錄裝置。這種裝置能對車輛的行駛速度、時間、里程以及有關車輛行駛的其他狀態信息進行記錄存儲并可通過接口實現數據輸出。汽車行駛記錄儀的使用,對抑制疲勞駕駛、車輛超速等交通違章、約束駕駛人員的不良駕駛行為、保障車輛行駛安全以及道路交通事故的分析鑒定具有重要的作用。本文根據汽車行駛記錄儀國家標準GB/T 19056-2003,并在此基礎上開發設計了一種具有音視頻處理功能的汽車黑匣子,采用的是三星公司的S3C2440 32位ARM處理器和Linux操作系統,同時為了使汽車黑匣子能更方便地與上位機之間進行通訊,本系統采用了USB Mass Storage設備來實現數據的傳輸。 論文首先介紹了汽車黑匣子的研究背景,并對國內外汽車黑匣子的研究現狀進行了概括,在此基礎上提出了本課題需要完成的目標。接下來,論文闡述了系統總體設計的構思以及各個功能模塊不同方案優劣的比較,給出了最后的設計方案,并建立了系統的開發平臺。在硬件設計方面詳細地介紹了各主要功能部件及電路的設計和特點。在軟件設計單元介紹了Linux操作系統和Bootloader的特點,并給出了系統軟件的各模塊程序設計。在文件系統設計部分,論文討論了在NandFlash中建立FAT文件系統的實現方法。最后通過Linux下USB Mass Storage設備驅動的設計和調試,實現汽車黑匣子記錄的數據通過USB接口與PC機或PDA之間的通信。 本文在結束處對整個課題作出總結,并指出在本系統現有的基礎上性能還可以進一步改善和改進的地方。
上傳時間: 2013-05-27
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隨著國內工業化、數字化的迅速發展,嵌入式開發在IT行業中的重要性越來越顯著。嵌入式開發領域對產品的功能性、穩定性、實時性等方面的要求也越來越高。 采用嵌入式實時操作系統作為開發平臺,以高性能的嵌入式處理器為工業控制等領域的主控制器可以有效地提高系統的可靠性、實時性、和軟件編程的靈活性。在嵌入式處理器方面,ARM構架已經在高性能、低功耗、低成本的嵌入式領域里占領先地位。而在嵌入式操作系統方面,適合國內發展方向的解決方案以及系統基礎結構方面并不理想。首先,國外成熟的嵌入式實時操作系統大都成本高、結構復雜,不適合強實時應用;其次,因大部分實時操作系統不公開源碼,使開發的產品存在安全隱患。而類似μC/OS-II的小型強實時嵌入式操作系統內核雖然具有低成本、易控制、小規模、高性能等特性,但這類系統的基礎較為薄弱,面臨產品化和商業化還有一定的距離。 本文針對這種情況,結合現有的操作系統內核理論及嵌入式強實時系統的特殊需求,特別是對μC/OS-Ⅱ的研究分析基礎上,面向強實時應用,設計、構造了一種適合在32位ARM處理器環境下使用的內核。這樣做的目的是為了提供一個基礎牢固、值得信賴的基本平臺。 本文研究工作主要集中在以下幾個方面: 針對嵌入式環境中高效、簡潔、易擴展、易剪裁的要求,對內核體系結構框架進行了設計。內核整體上采用分層結構,在各層中采用功能相對獨立的模塊:在最底層借鑒微核的原理,只提供最基本的功能模塊。 針對系統快速和穩定的實時響應能力需求,為IRQ中斷建立了統一的中斷入口,采用合理的半嵌套工作方式;保留FIQ為不可屏蔽中斷,在快速反應場合使用;引入中斷分段處理機制解決中斷和任務的ITC機制共享,需要硬保護機制相互協調所引起的硬保護機制被隱性地泛濫使用問題。 針對應用提出的系統行為的可預測性需求,在調度算法方面采用基于優先級位圖的搶占閾值調度算法,提高了處理器的利用率和任務集合的可調度性,減少了內核存儲開銷;在共享資源訪問控制方面,以優先級天花板協議為依據,使用互斥事件解決優先級反轉和死鎖問題的發生。 為了保障系統的強實時性能,本文還對內核的時鐘管理、內存管理等方面進行了設計。最后,通過實時性能測試,結果表明該實時內核有很好的強實時特性。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著工業技術的不斷發展,以及人對安全防范意識的逐漸加強,視頻監控系統已經成為人們在生產、生活中必不可少的一個部分。特別是近年來,隨著計算機技術的發展、寬帶的普及、圖像處理技術的提高,視頻監控在越來越廣泛地滲透到教育、娛樂、醫療、運動等各個領域。視頻監測系統已經成為當今可視化領域的一個新的開發熱點。許多應用領域對于視頻監控系統提出了更高更新的要求,如何經濟有效地實現特定環境所需的監控功能,給我們提出了新的課題。 本文設計和實現了基于ARM9和Linux操作系統的嵌入式視頻監控系統,實現視頻圖像的采集、壓縮和傳輸。文章結合嵌入式技術、圖像壓縮技術和網絡技術,設計了一種基于嵌入式的網絡視頻監控系統。 本文首先研究了視頻監控系統的發展現狀及今后發展趨勢,詳細分析了嵌入式監控系統的基本原理和性能要求,提出了系統的設計的總體方案。在硬件設計方面,系統采用三星公司的S3C2410A作為嵌入式處理器,配合外圍硬件電路構成嵌入式核心板。系統采用模塊化設計方案,將硬件劃分為三大模塊:主控器與儲存器模塊;電源時鐘復位電路模塊;外圍接口電路模塊。在論文中對各個部分進行了詳細的介紹。完成了核心板的硬件設計后,接下來介紹如何構建嵌入式監控系統的軟件平臺,包括成功的移植Linux操作系統;嵌入式Linux下USB接口攝像頭驅動的接口和實現。最后在基于嵌入式Linux系統的平臺上完成應用程序的設計,完成視頻圖像的采集、壓縮、傳輸,這部分主要完成的工作有:如何使用Video4Linux API庫函數實現圖像采集;如何實現視頻流的軟件壓縮;如何保證視頻流數據的實時傳輸。 本文實現了一種體積小、成本低廉、數字化的監控解決方案。該系統可滿足監控系統對數據傳輸可靠性和實時性的要求,具有廣泛的應用價值。
上傳時間: 2013-07-10
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隨著現代電子信息技術和我國汽車制造業的強勁增長,汽車已不再是簡單的交通工具,而是成為現代科技的載體。汽車的快速增長雖然使我們的出門更加便利,但同時也帶來了諸多社會問題。如:交通事故率上升、交通事故判別和車輛的規范化管理難度加大等。論文針對以上問題提出了使用視頻記錄的解決方法。 論文設計了一種基于ARM的嵌入式數字視頻記錄系統。該系統能夠將安裝在汽車中的攝像頭拍攝到的汽車前視景和儀表顯示畫面進行壓縮并以文件的形式存儲,事后通過回放系統將記錄的文件進行播放,可以以此來規范車輛管理、判斷交通事故原因和保障乘客安全。系統采用嵌入式技術并選用32位的ARM微控制器,使用先進的視頻解碼、編碼芯片,成功實現對實時視頻的采集、壓縮及儲存記錄。介紹目前數字視頻技術的發展及應用狀況、闡述視頻記錄系統所涉及的視頻壓縮和嵌入式系統設計基本理論,提出視頻記錄系統的設計方案。重點對基于ARM的嵌入式數字視頻記錄系統的系統硬件、軟件設計做了詳細的論述。硬件部分以ARM芯片LPC2210為核心控制器,以SAA7113H和Z1510為視頻壓縮核心硬件,完成ARM最小系統、視頻圖像信號的解碼和編碼壓縮電路、IDE儲存接口等電路設計;軟件部分采用穩定可靠的μC/OS-Ⅱ嵌入式實時操作系統,實現μC/OS-Ⅱ在LPC2210上的移植,完成系統的硬件初始化和IDE驅動的編寫調試,使整個系統的各個部分能夠協調的工作。 試驗表明,基于ARM的嵌入式數字視頻記錄系統能夠實現對數字視頻信號的長時間實時采集、壓縮記錄。壓縮后的數據符合MPEG-1標準。
上傳時間: 2013-07-07
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隨著經濟的快速發展,人們生活節奏的提高,照顧家庭的時間越來越少。人們越來越感覺時間的緊張,不但要周旋在繁雜的工作之中,同時也要兼顧自己的家。而現有的嵌入式硬盤錄像機雖然功能豐富,產品日益成熟,但在家用系統中應用成本太高。因此本文設計了一款高性能、低成本的實時圖像監控系統,能讓人們在繁忙的工作之余實時了解住所的安全情況。 本文首先提出了該圖像監控系統的總體設計方案,并就系統硬件平臺的設計進行了詳細的論述。硬件部分主要包括主控芯片$3C2410與Flash、SDRAM存儲器接口電路,USB接口電路,以太網接口電路,UART串行接口電路,JTAG接口電路以及電源電路。 其次,本文研究了嵌入式IAnux移植的關鍵技術,包括交叉編譯環境的建立、Bootloader 的設計、內核移植以及文件系統加載的方法,并通過裁剪Linux內核將標準Linux 2.4.18移植到目標平臺。同時分析了現有文件系統的優、缺點,在目標平臺上移植了快速、高效的YAFFS文件系統,增強了系統的健壯性和高效性。 再者,本文修改并移植了LJSB攝像頭的驅動程序。研究了基于Vide041inux技術的圖像采集的數據結構和原理,詳細地闡述了圖像采集實現的過程和關鍵步驟,利用Vide04Linux API函數完成了圖像采集程序的設計,使用內存映射方式實現了圖像的快速采集,并對圖像數據進行了JPEG壓縮,提高了圖像采集的效率。研究了Web Server和Java Applet技術,實現了遠程圖像監控。通過重新編譯移植Webcam Server應用程序實現了網絡攝像機的功能。 最后,本文給出了系統的測試方法及運行結果,并總結了所做的工作和存在的問題,提出了系統改進的意見。 本文設計的圖像監控系統具有高性能、低成本、小體積等特點,采用開源的Linux作為軟件平臺,保證了系統的穩定性、安全性,具有較高的性價比和較強的適用性。
上傳時間: 2013-07-28
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