基于手姿態的人機交互是以實現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跟蹤設備能夠實時的檢測出人機交互系統中人手的位置與角度等數據,并將這些數據及時反饋給計算機虛擬系統來進行人機交互,提高跟蹤設備的可靠性和空間跟蹤精度。 通過對嵌入式開發過程以及對控制系統構成的分析,確定了手姿態信號輸入方案及系統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處理器作為系統開發硬件核心,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。同時設計了系統的外圍電路像系統時鐘電路、電源電路、系統復位電路。 選擇更適合于ARM開發的Linux系統作為軟件開發平臺。實現了Linux系統向開發板的移植、Bootloader的啟動與編譯、設備驅動程序的開發;根據手姿態信號輸入方案系統采用分模塊、分層次的方法設計了系統的應用程序——串口通信程序及手姿態識別子程序。通過分析常用的手姿態識別算法,系統采用基于神經網絡的動態時間規整與模板匹配相結合的動態手姿態識別算法。并依據相應的軟硬件測試方法對系統進行了分模塊調試及系統的集成。
上傳時間: 2013-07-11
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近年來,嵌入式Internet遠程測控系統已成為計算機控制領域一個重要組成部分,它將計算機網絡、通信與自動控制技術相結合并成為新興的研究熱點。通過嵌入式Internet控制系統,用戶只要在有網絡接入的地方,就可以對與網絡連接的任何現場設備進行遠程測控。嵌入式系統可以根據應用進行軟硬件的定制,特別適用于對成本、體積、功耗有嚴格要求的各種遠程測控設備。該項技術的研究具有廣闊的應用前景。 嵌入式Web遠程監控不同于以往的C/S和B/S網絡監控技術,它通常采用嵌入式系統作為Web服務器,使得系統的成本大大降低,且設備體積小巧,便于安裝、易于維護,安全可靠,此技術自問世以來得到了業界的廣泛關注,各式各樣的解決方案和實現方式層出不窮。 本文提出了一種基于ARM的嵌入式網絡控制系統。該系統以嵌入式Boa服務器作為遠程信號的傳輸平臺。首先對網絡的系統結構和工作原理作了詳細介紹,然后對嵌入式網絡控制系統的實現作了深入的探討和研究。 整個嵌入式網絡控制系統主要劃分為三個部分:嵌入式網絡控制系統硬件設計;嵌入式網絡控制器的軟件設計;嵌入式網絡控制系統Web服務器實現。系統選用主流的ARM微處理器LPC2210作為系統主控制器,并根據需要給出了具體的硬件電路設計,包括:存儲器接口電路、網絡接口電路、串行通信接口電路以及信號調理電路設計。鑒于μ Clinux對ARM技術的有力支持,且μ Clinux具有內核可裁減、網絡功能強大、低成本、代碼開放等特點,通過對μ Clinux的裁減、配置和編譯,成功地將μ Clinux移植到LPC2210中。然后完成設備驅動開發、嵌入式網絡控制系統Boa服務器的構建及系統應用開發。 該嵌入式網絡控制系統融合監控網與信息網,實現了遠程分布式測控和通訊。系統穩定性高、實時性好、性價比高,具有廣泛的應用價值,適用于工業、交通、電力、能源等眾多控制領域。
上傳時間: 2013-06-13
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基于PC、圖像采集卡和存儲設備的傳統數字視頻監控系統,體積龐大、功耗高、價格昂貴,只局限于特定范圍的應用。而嵌入式網絡視頻監控系統以其價格低、便攜式等特點在安防、智能家居等場所得到了越來越廣泛的應用。 本文基于S3C2440\Windows CE5.0平臺設計了一款具有網絡傳輸查看功能的嵌入式網絡視頻監控系統。重點研究了OV9650 CMOS攝像頭芯片流接口驅動的實現過程和開發方法,設計了基于TCP/IP網絡傳輸協議的網絡視頻通信系統。并應用H.263壓縮編解碼算法對采集到的視頻數據進行壓縮,提高了視頻傳輸效率。同時,針對H.263視頻解碼算法設計了一款簡易視頻回放軟件,對H.263視頻進行回放。為進一步滿足小型化、便攜式、低成本需求,開發定制了一款基于S3C2440\Windows CE5.0平臺的手持式接收終端。 本系統整合了圖像采集、網絡通信、H.263編解碼、視頻回放等多項技術,實現了嵌入式技術、以太網絡、視頻監控三大前沿領域的有機結合。由于采用了ARM9單芯片控制方案,系統具有集成度高、可靠性高、功耗低、成本低、體積小、穩定性好等特點,可應用在遠程監控、工業控制、視頻會議、智能家居等諸多領域。該系統架構也為視頻監控系統的發展提供了一種新思路。關鍵詞:ARM;WinCE;S3C2440;嵌入式;網絡視頻監控
上傳時間: 2013-04-24
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儀器儀表產品的總體發展趨勢是傳統的儀器儀表將仍然朝著高性能、高精度、高靈敏、高穩定、高可靠、高環保和長壽命的“六高一長”的方向發展;新型的儀器儀表與元器件將朝著微型化、集成化、電子化、數字化、多功能化、智能化、網絡化、計算機化的方向發展;其中占主導地位、起核心或關鍵的作用是微型化、智能化和網絡化。而我國儀器儀表在工業自動化儀表方面重點發展基本上是基于現場總線技術的主控系統裝置及智能化儀表和專用自動化儀表;閘門測控儀表一般的功能都是控制閘門開度、荷重,以及超限報警等基本功能。處理器核心也一般都是8/16位的單片機,8/16位單片機功能簡單難以滿足嵌入式設備的網絡、圖像傳輸等要求,而且對人際交互功能的支持也相對較弱。 本文正是針對現有閘門測控儀存在的功能單一、網絡功能差、接口標準不統一、不具備監控功能等問題,開發設計高性能新型智能儀表。以設計出一種智能型閘門測控儀表為研究出發點,在分析國內主流儀表廠家的儀表操作方式和儀表功能的基礎上,合理地進行軟硬件設計,為在同一硬件平臺下實現多種儀表的功能進行創新性和探索性研究。提出基于ARM的嵌入式閘門智能測控儀表的設計,構建基于ARM系統的硬件平臺和基于嵌入式Linux操作系統的軟件平臺。應用嵌入式系統技術設計開發全新的智能閘門測控儀主要功能包括:閘門開度和荷重自動檢測、實時性控制;過閘流量實時自動監測;閘門運行狀態診斷與故障報警;實時工況圖像處理;工業以太網現場總線接口與網絡傳輸等。
上傳時間: 2013-04-24
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運動控制系統是機器人控制系統的重要組成部分。本文將ARM與CPLD技術應用于機器人運動控制系統,使控制系統更加開放、更加模塊化,同時ARM芯片的高速大容量的數據處理能力以及CPLD的高集成度,可編程性,能夠逾越以往控制系統中實時、高速、高精度的技術瓶頸. 嵌入式技術是當今最熱門的技術之一,由于簡潔、高效等優點,使得其廣泛應用在各個領域;所謂嵌入式系統就是以應用為中心,以計算機技術為基礎,并且軟硬件可裁剪,適用于應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴格要求的專用計算機系統。它一般由嵌入式微處理器、外圍硬件設備、嵌入式操作系統以及用戶的應用程序等四個部分組成,用于實現對其它設備的控制、監視或管理等功能。 本文主要闡述了基于嵌入式處理器S3C44B0X的機器人控制器的設計過程。文章首先介紹了機器人本體規劃、嵌入式系統和嵌入式微處理器S3C44B0X的結構特點;接著介紹了基于S3C44B0X的智能控制器的設計,包括硬件設計和CPLD軟件設計。其中控制器硬件平臺擴展了外部存儲器、串行口,通過輸出PWM信號進入驅動電路模塊,從而實現控制機器人運動的目的。在CPLD設計過程中,引入JTAG調試接口,方便系統程序的下載和調試,通過自上而下、分塊設計的思想給出了QUARTUSⅡ設計環境下的軟件代碼。本系統利用不同任務間的切換來實現通信過程,而不再采用無操作系統的工程文件的形式,這樣不但有利于項目的調試,也有利于對其它接口的擴展。最后對該控制器進行了測試和分析。
上傳時間: 2013-07-19
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隨著計算機技術、網絡技術和微電子技術的深入發展,嵌入式系統在各個領域中得到廣泛應用。以ARM和以FPGA為核心的嵌入式系統是當前嵌入式研究的熱點,而相關研究的開展需要功能強大的開發平臺支持,因此基于ARM和FPGA的開發平臺設計研究具有重要意義。 本文分別設計了一款基于PXA270的ARM開發平臺和一款基于Virtex5的FPGA開發平臺,主要針對電源管理、接口設計、板級時序等關鍵技術進行了研究。在此基礎上利用PADS Logic設計工具完成了系統原理圖設計,并借助Hyperlynx SI仿真工具,對PCB的板級設計問題進行了分析,實現了平臺PCB的可靠設計。最后對平臺各模塊進行了調試,通過在平臺上運行操作系統并加載可執行程序的方法驗證了平臺整體功能。 本文的特色體現在以下三個方面: (1)結合PXA270處理器內部的電源管理單元和MAX1586A集成電源管理芯片,實現了PXA270開發平臺的動態電源管理,有效降低了平臺功耗; (2)平臺實現了FF/BT/STUART、USB Host/Client、SD/MMC、AC'97、LCD和擴展VGA、PCMCIA/CF等多種接口,具有良好的開發靈活性和通用性; (3)對開發平臺PCB板級走線中可能出現的反射、串擾、時序沖突等問題進行評估,給出了布線約束方案,使系統可靠性得到有效提高。
上傳時間: 2013-07-06
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嵌入式系統廣泛應用于各種智能控制器中,目前國外高端繡花機控制器主要采用高性能嵌入式微處理器,而國內繡花機控制器仍以單片機為主,存在繡花色澤單調,數據處理能力欠佳,缺乏圖形控制界面等不足。本文在分析了繡花機的結構和功能的基礎上,研制了基于Linux-2.6的嵌入式繡花機控制器,論文的主要工作和成果如下: (1)設計并實現了基于嵌入式微處理器的繡花機控制器開發平臺,建立宿主機開發環境,制作了針對Linux-2.6的交叉編譯器,實現了宿主機和目標機之間的數據傳輸,設計了基于雙口RAM的雙處理器通信接口。 (2)深入研究了嵌入式系統的引導裝載程序vivi、Linux-2.6內核和根文件系統,成功移植了基于S3C2410硬件平臺的vivi、嵌入式Linux-2.6操作系統和cramfs根文件系統,系統運行穩定可靠。 (3)對Linux-2.6內核設備驅動程序進行了分析和研究,在設備驅動程序開發原理的基礎上,設計了基于Linux-2.6內核的IIC鍵盤驅動程序和雙處理器通信接口驅動程序。 (4)深入分析了三種主流繡花機花樣文件存儲格式和解碼方法,采用MiniGUI圖形系統,設計實現了繡花機控制器的圖形控制界面。
上傳時間: 2013-07-01
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嵌入式計算機在工程上越來越得到普遍應用,而標準的PC機鍵盤則因不適應工業環境受到了限制,我們希望有定義靈活、工作可靠的鍵盤,產生了設計自己專用的鍵盤和鍵盤接口的想法。在《單片機與嵌入式系統應用》200
上傳時間: 2013-05-16
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本文以正在研制的某新型電臺為應用背景,研究在電臺上使用觸摸屏的硬件設計方法和軟件實現途徑。 觸摸屏是人機交互發展的方向。目前已在多種領域得到了廣泛地應用,而使用觸摸屏代替按鍵在無線電臺上實現人機交互功能目前尚不多見。在無線電臺上使用觸摸屏可以盡可能地減少電臺的體積,同時采用常見的Windows風格的操作系統,可以使電臺不僅易于攜帶,也更便于操作。 本文的研究是基于ARM的硬件平臺和Windows CE的軟件平臺。硬件平臺的內核模塊采用ARM920T核的S3C2410嵌入式處理器,外部包含64M的SDRAM和64M的NAND Flash;硬件平臺還集成了LCD,觸摸屏等人機接口,同時提供了USB主控制器接口、SD卡擴展接口和RS232接口。平臺技術先進,結構合理,功能較完備,整體性、可擴充性強。 在此硬件平臺的基礎上,本文深入分析了基于Windows CE軟件平臺的構建,對應用開發所涉及工具軟件作了介紹,并依據應用開發的需要定制了Windows CE內核。本文對LCD、觸摸屏和USB的驅動程序作了深入研究,并在此基礎上初步涉及了Windows CE應用程序開發,實現了電臺操作界面,實現了基本的數據錄入與輸出功能。
上傳時間: 2013-07-26
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船舶氣象儀是一套船載的自動化海洋氣象觀測系統,該系統廣泛的布置在各種船只上,可以獲得船只經過的海域內的風、濕、溫、氣壓、降雨等氣象參數。通過對海洋氣象環境實時的掌握,能夠使船舶航行安全、省時、經濟,并使因災害性天氣造成的損失減小到最低限度。通過對海洋氣象數據的存儲、統計,對我國觀測海洋環境、研究海洋、開發海洋、利用海洋都有著重要的意義。 現代測控系統除了具有高性能的數據采集、信號處理、I/O和通信接口以外,通常均需具備良好的人機接口、友好的用戶界面和強大的網絡功能等。ARM架構的嵌入式處理器和嵌入式Linux操作系統由于其優異的性能和很高的性價比,已經被廣泛地應用到各種電子產品的設計當中,并受到愈來愈多的自動化設備和智能儀表設計人員的青睞。 本課題主要研究基于ARM+Linux架構的嵌入式船舶氣象儀的設計與開發。系統硬件平臺選用ATMEL公司的AT91RM9200處理器,擴展了64M SDRAM和8M NAND FLASH,同時擴展了外圍通信設備接口包括通用串行口、CAN總線接口、網絡接口和人機交互接口等;并根據實際環境需要,進行了傳感器的選型。 軟件平臺的設計主要涉及了U-Boot引導裝載程序的建立,同時根據開發平臺的資源,配置和裁剪Linux的內核,并編寫、添加源代碼中沒有的驅動程序,如AD、鍵盤、CAN總線控制器等,重新編譯內核,下載到開發平臺。并在此基礎上,進行了應用程序的編寫。同時深入研究了嵌入式Linux下的圖形界面,將圖形界面系統MiniGUI移植到Linux系統中,設計了較完善、友好的圖形用戶界面,大大方便了用戶的操作。
上傳時間: 2013-06-12
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