自動氣象站是一種應用于氣象部門能自動收集、處理、存儲和傳輸氣象信息的設備。數據傳輸包括有線和無線兩種方式，但有線難以滿足自動氣象站成本，維護，效率要求，隨著通用分線無線業務GPRS(General Packet Radio Service)發展成熟，因具有成本低、速度快、永久在線等特點被選用作為自動氣象站的數據傳輸部分。 本文以基于ARM和Linux及GPRS的自動氣象站系統為研究對象，以操作系統，計算機體系結構，編譯原理，數據結構，軟件工程等理論為基礎，構建了ARM處理器、嵌入式Linux操作系統、GPRS通訊模塊的自動氣象站系統。實現了以ARM處理器為主控制器，Linux為操作系統，應用程序進行數據收集，分析，處理，存儲，并通過GPRS進行數據傳輸等功能，并驗證了它應用在氣象領域的可行性。系統以32位高性能微處理器ARMATMEL9263為硬件核心，以BENQ M23為GPRS模塊，在分析GPRS組網方案基礎上根據實際情況選擇了適合本課題，的公網固定IP方式組網方案，實現終端設備無線連接到Internet進行氣象數據傳輸。以嵌入式操作系統Linux為軟件平臺，在Linux的交叉編譯工具和串口環境下進行應用軟件開發。通過設計自動氣象站系統硬件和軟件，實現終端和上位機的連接，很好地解決了終端的網絡連接、網絡檢測和數據收發問題。 課題通過具體實驗測試，各項性能指標已達到設計要求，成功地實現了遠距離氣象數據傳輸，為自動氣象站提供了一種新型的可靠的無線傳輸模式。
上傳時間： 2013-07-01
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隨著多媒體技術和網絡技術的發展，嵌入式圖像采集系統的研究與實現越來越受到人們的重視。傳統的圖像采集系統一般采用基于PC機平臺和視頻采集卡的形式，該方案系統體積大、成本高，在遠距離、多點系統中實現困難。在這種背景下，設計一種輕便小巧的采集系統來采集、存儲并顯示所需的圖像成為市場所需。 本論文研究設計了一種基于嵌入式的圖像采集與傳輸系統，具有體積小、成本低、穩定性高等優點。該系統硬件平臺采用基于ARM920T核的S3C2410X處理器，軟件采用嵌入式Linux操作系統，利用USB攝像頭采集圖像并在目標板的LCD上進行顯示，通過網絡還可將采集到的圖像傳輸到PC機上顯示。該方案大大降低了系統的復雜性，同時提高了系統的穩定性和圖像質量，可以擴展應用在遠程監控系統等諸多領域，具有廣闊的市場和應用前景。 本論文首先介紹了課題研究的時代背景、實踐意義和研究現狀，并對嵌入式系統開發的基礎理論知識作了介紹，在此基礎上給出了嵌入式圖像采集與傳輸系統的總體結構設計；接著詳細分析了嵌入式Linux操作系統的開發技術，包括嵌入式開發環境的建立、Bootloader移植、Linux內核移植和根文件系統的制作，并介紹了嵌入式Linux下的設備驅動程序，實現了USB攝像頭驅動的移植，完成了利用攝像頭采集圖像的功能；然后完成了MiniGUI圖形用戶界面的移植和圖像在LCD上的顯示；最后實現了基于socket的網絡通信，完成了視頻采集和傳輸系統的整體功能，并給出了最終的實驗結果。 論文的最后是對全文的一個總結，對系統設計所完成的工作進行了概括，指出所存在的不足，對后續的研究工作做了進一步的展望，并給出了改進方法。
上傳時間： 2013-04-24
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隨著電子技術的快速發展，嵌入式系統已經成為熱點。嵌入式系統大量應用在自動控制、工業設備和家用電器當中。當前應用的產品常以嵌入式處理器的形式出現，常用的如PDA、交換機、路由器等。嵌入式的廣泛應用大大提高了人們的生活水平。位置敏感探測器（Position Sensible Detector）是一種基于半導體PN結橫向光電效應的光電器件。它具有分辨率高、響應速度快、信號處理電路相對簡單等優點。我們經常將PSD應用在與位置、距離、位移、角度的微小測量有關的場合。本文選用了一維PSD作為系統的探測器，結合嵌入式技術，將PSD應用于微小位移測量，實現了對微小位移的檢測。 本研究以PSD、ARM、PC機為核心完成了對位移測量系統的設計。以PSD為核心實現了對信號的轉換，利用PSD結合光學三角測量法將位移信號轉換成電壓信號，然后對電壓信號進行放大、濾波等處理之后交由A/D器件進行模數轉換。以ARM為核心，主要實現了對數據的處理，存儲和通信等功能。將取得的數字量信號通過特定的軟件程序編程得到位移信號。以PC機為核心，利用VB6.0實現了對實驗數據的顯示。PC根據得到的值與設定值進行比較，根據這個差值我們可以對系統進行進一步的完善。分析了位移傳感器技術、微處理器ARM和嵌入式操作系統的特點、優勢和國內外的研究現狀；而后介紹了微小位移測量系統的總體功能、系統的總體硬件框架；敘述了位置敏感探測器PSD的原理和結構，介紹了將PSD應用于位移測量的設計過程；在ARM最小系統的硬件平臺下，結合PSD實現了整個系統的硬件設計；軟件設計上，以uClinux操作系統作為軟件平臺，利用內核裁剪技術，移植了BOOTLOADER，設計了Linux驅動程序和應用程序；最后在系統進行調試的時候，對系統進行了必要的改進，主要是設計了相應的非線性補償電路，利用MATLAB對實驗數據進行了擬合與分析。通過實驗數據表明，基于ARM和PSD的微小位移測量系統具有精度高，響應速度快，并且成本低等優點。
上傳時間： 2013-04-24
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隨著微處理器技術與信息技術的不斷發展，嵌入式系統的應用也進入到國防、工業、能源、交通以及日常生活中的各個領域。嵌入式系統的軟件核心是嵌入式操作系統。然而，國內在嵌入式系統軟件開發上有很多困難，主要有：國外成熟的RTOS大都價格昂貴并且不公開源代碼，用好這些操作系統需對計算機體系結構有深刻理解。針對以上問題，免費公開源代碼的嵌入式操作系統就倍受矚目了，μC/OS-II就是其中之一。μC/OS-II是面向中小型應用的、基于優先級的可剝奪嵌入式實時內核，其特點是小巧、性能穩定、可免費獲得源代碼。 本文在深入研究μC/OS-II內核基礎上，將其運用于實際課題，完成了基于ARM架構的μC/OS-II移植及實時同步交流采樣的誤差補償研究。本文主要工作內容和研究成果如下： 1.剖析了μC/OS-II操作系統內核，重點研究了μC/OS-II內核的任務管理與調度算法機理，得出了μC/OS-II內核優點：任務調度算法簡潔、高效、實時性較好(與Linux相比)。 2.介紹了ARM9體系架構，重點講敘了MMU(存儲管理單元)功能。為了提高交流采樣系統的取指令和讀數據速度，成功將MMU功能應用于本嵌入式系統中。 3.完成了μC/OS-II操作系統在目標板上的移植，主要用匯編語言編寫了啟動代碼、開關中斷、任務切換和首次任務切換等函數。 4.針對國內外提出的同步交流采樣誤差補償算法的局限性，本文從理論上對同步交流采樣的準確誤差進行了研究，并嘗試根據被測信號周期的首尾過零點的三角形相似法，求出誤差參數并對誤差進行補償。此外，考慮到采樣周期△T不均勻，經多次采樣后會產生累積誤差，本文也給出了采樣周期△T的優化算法。 5.完成了系統硬件設計，并根據補償算法和△T優化法則，編寫了相應采樣驅動和串口驅動。最后對實驗數據進行了分析和比較，得出重要結論：該補償算法實現簡單，計算機工作量小，精度較高。
上傳時間： 2013-04-24
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進入二十一世紀以來，隨著我國經濟、社會、文化各方面快速發展，人民生活節奏日益加快，遠程互動交流要求不斷提高。網絡化生活方式真正進入到平常百姓家。為適應社會的持續高速發展，必須廣泛開發應用網絡化、信息化的工作生活產品，滿足社會市場需求。本課題就是面向當前網絡迅速普及形勢下的家庭遠程監控市場，采用高集成度、微功耗、低成本的設計思路，構建實時性、網絡化、數字化嵌入式家用遠程監控系統，以適應普通家庭遠程安全維護需求，提高中低收入群體的生活質量和生活安全性。 嵌入式網絡視頻監控系統是建立在ARM9和WindowsCE平臺上的一套完整視頻處理傳輸系統。它主要由S3C2410嵌入式硬件平臺、WindowsCE5．0嵌入式操作系統、攝像頭驅動采集模塊、網絡收發模塊和編解碼模塊五大部分組成。本文首先對嵌入式網絡監控系統進行了總體設計，根據成本和市場需求，完成功能元件和軟件平臺選型。在硬件選擇上使用了市場上得到廣泛認可的S3C2410、CS8900A網絡控制器、SDRAM、NANDFASH存儲器、攝像頭芯片，即滿足功能需求又控制成本，同時保證相互兼容和工作穩定性；軟件平臺選擇兼顧市場認同度和軟件兼容性，同時考慮到開發的復雜程度，選擇了同屬微軟旗下、類似WindowsXP的WindowsCE軟件環境。這樣主要軟件開發工作便可以使用WindowsXP下的開發工具完成。這一選擇符合市場主流用戶對微軟的認同，也節約了學習和建立Linux交叉編譯環境的精力和時間。 硬件平臺搭建后使用ADS1．2進行調試，操作系統使用PlatformBuilder進行定制，驅動、采集、編碼及發送模塊在EVC4．0下開發，接收、解碼和顯示模塊用VC++6．0開發。為保證軟硬件兼容性，軟件調試很少使用Emulator虛擬機，而使用JTAG、串口、USB口、交叉線建立硬件連接后進行實機調試。針對本課題主要軟件模塊WindowsXP下開發、WindowsCE下調試的情況，由于兩操作系統不能直接兼容，需建立平臺間同步和交互。實驗中使用了MSASYNC．exe等外圍軟件以及VGA控制器、USB擴展等外圍硬件模塊以實現快速實驗，由此也造成實驗設備和過程比最終產品復雜很多的情況。最終產品將把軟硬件環境剪裁到滿足功能的最小規模，僅預留排線接口用于升級，以實現低成本、微功耗、高集成度的設計要求。 系統的軟硬件測試表明：該系統安裝使用方便，運行穩定可靠，普通網絡情況下可提供家用實時性，達到了預期設計目的和要求。為下一步的改進和完善建立起基礎平臺，并提供了主要功能。
上傳時間： 2013-07-08
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信息化社會的到來以及IP技術的興起，正深刻的改變著電信網絡的面貌以及未來技術發展的走向。無線通信技術的發展為實現數字化社區提供了有力的保證。而視頻通信則成為多媒體業務的核心。如何在環境惡劣的無線環境中，實時傳輸高質量的視頻面臨著巨大的挑戰，因此這也成為人們的研究熱點。 對于無線移動信道來說，網絡的可用帶寬是有限的。由于多徑、衰落、時延擴展、噪聲影響和信道干擾等原因，無線移動通信不僅具有帶寬波動的特點，而且信道誤碼率高，經常會出現連續的、突發性的傳輸錯誤。無線信道可用帶寬與傳輸速率的時變特性，使得傳輸的可靠性大為降低。 視頻播放具有嚴格的實時性要求，這就要求網絡為視頻的傳輸提供足夠的帶寬.有保障的延時和誤碼率。為了獲得可接受的重建視頻質量，視頻傳輸至少需要28Kbps左右的帶寬。而且視頻傳輸對時延非常敏感。然而無線移動網絡卻無法提供可靠的服務質量。 基于無線視頻通信面臨的挑戰，本文在對新一代視頻編碼國際標準H.264/AVC研究的基礎上，主要在提高其編碼效率和H.264的無線傳輸抗誤碼性能，以及如何在嵌入式環境下實現H.264解碼器進行了研究。 結合低碼率和幀內刷新，提出一種針對感興趣區的可變幀內刷新方法。實驗表明該方法可以使用較少的碼率對感興趣區域進行更好的錯誤控制，以提高區域圖像質量，同時能根據感興趣區及信道的狀況自動調整宏塊刷新數量，充分利用有限的碼率。 為了有效的平衡編碼效率和抗誤碼能力的之間的矛盾，筆者提出了一種自適應FMO(Flexible Macroblock Order)編碼方法，可根據圖像的復雜度自適應地選擇編碼所需的FMO模式。仿真結果表明這種FMO編碼方式完全可行，且在運動復雜度頻繁變化時效果更加明顯，完全可應用在環境惡劣的無線信道中。 在對嵌入式PXA270硬件結構和X264研究的基礎上，基本實現了基于H.264的嵌入式解碼，在PXA270基礎上進行環境的配置，定制WirtCE操作系統，并編譯、產生開發所用的SDK和下載內核到目標機。利用開發工具EVC實現在PC機上的實時開發和在線仿真調試，最終實現了對無差錯H.264碼流實時解碼。
上傳時間： 2013-06-18
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針對儀器儀表向高端產品的發展趨勢，課題提出并設計實現了一種基于嵌入式μC/OS-Ⅱ操作系統和ARM7微處理器為核心的控制平臺，使儀表的使用更加方便、智能。系統融合了嵌入式系統、USB通信、LAN通信、顯示等多項快速發展的技術，通過USB模塊和LAN網絡的數據傳輸，實現了高端儀表與外部設備的通信，整個平臺具有高速、實時傳輸數據等特性，能夠廣泛地應用于多種行業的現場測量中。 硬件方面，課題采用具有ARM7TDMI核的LPC2220微處理器作為系統的控制平臺，并結合應用設計出了顯示模塊、USB通信模塊、LAN通信模塊。控制平臺通過USB通信模塊和LAN通信模塊，建立與外部設備的數據處理通道，將與SPI接口連接的儀表數據進行傳輸處理。USB接口電路采用了Cypress公司的CY7C68001芯片，LAN通信模塊則采用了CIRRUSLOGIC的以太網控制器CS8900實現底層驅動。 軟件方面，首先將μC/OS-Ⅱ操作系統移植到ARM7上，并在嵌入式μC/OS-Ⅱ環境下編寫了各硬件模塊的驅動程序。在驅動程序的基礎上設計了VFD顯示程序、USB通信和網絡通信等應用模塊，驗證了數據處理平臺具有的各項功能。網絡通信模塊中，WEB SERVER在控制平臺實現，在上位PC上輸入服務器的固定IP地址，實現控制命令的發送、數據包的接收等功能。 經測試，系統運行正常，較好的實現了各項設計目標，從而證明了本文的方法是可行的。本系統為高端儀表的數據處理提供了一個有效的解決方案，具有良好的應用前景。
上傳時間： 2013-06-06
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生物識別技術是根據人體自身所固有的生理特征或行為特征來進行身份識別。與傳統識別方法相比，生物特征的身份識別技術不存在攜帶不便、丟失、遺忘等問題。虹膜識別以其精確度高、穩定性好、高獨特性、非接觸等特點作為一種新興的生物識別技術使它受到國內外研究人員的重視。 近年虹膜識別理論的發展十分迅速，到目前為止已經有虹膜識別系統投入了商業應用，但大多數此類系統都需要PC作為運行平臺而缺乏靈活性。但是嵌入式應用是虹膜識別技術走向實際應用的必然趨勢。因此本文提出了一個利用DSP+ARM實現虹膜識別嵌入式應用的一個方案。本系統由6個模塊組成：電源管理和監控、虹膜圖像采集、虹膜圖像處理(DSP)、存儲器(SDRAM和FLASH)、人機交互(ARM)以及數據傳輸部分。 在硬件設計方面介紹了DSP的有關知識和DSP系統硬件設計的過程，講解了DSP系統各硬件模塊的設計與調試。在軟件設計方面介紹了利用CCS開發的設計流程和調試經驗并且對于如何固化代碼使系統硬件自舉進行詳細闡述，另外還介紹了如何基于WINCE利用ARM系統進行人機界面快速開發。 最后，文章對未來工作方向進行了簡要的說明。
上傳時間： 2013-04-24
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隨著數字信息技術和網絡技術的高速發展，智能信息化家電已成為現代社會和家庭的新時尚，也是嵌入式系統的最大應用領域。 本文基于ARM-Linux嵌入式系統開發彰顯冰箱智能信息化的顯示單元。 通過對嵌入式微處理器進行分析，設計了基于AT91SAM9261系統架構的硬件電路，主要包括核心控制板的外部總線接口EBI電路、作為內存的SDRAM模塊電路和存儲數據的Nand_DataFlash模塊電路，外圍電路板的液晶顯示屏TFT-LCD接口電路、觸摸按鍵電路、LCD的CCFL背光電路和SP3232通信電路及電源電路等，對各個模塊進行了分析，給出了硬件原理圖。 對四種嵌入式操作系統Linux、VxWorks、μC/OS-Ⅱ和Windows CE進行了比較，完成了操作系統的選型，搭建了交叉編譯環境ARM—Linux的開發平臺。 在完成了GAL和IAL，移植的基礎上，利用MiniGUI開發應用軟件程序，給出MiniGUI應用程序的設計流程圖，編寫設置主窗口風格的入口函數MiniGUIMain、處理按鍵和定時器消息的主窗口處理函數LoadBmpProc、實現窗口顯示的程序文件display和loadbmp以及參照通訊協議和網絡家電協議實現通信功能的程序文件nand。 通過系統調試和整機實驗，實現了冰箱顯示單元的智能信息化。可以由觸摸按鍵或是遠程電腦來控制冰箱，液晶顯示器上播放動畫、圖片和文本信息；冰箱還可將工作狀態和報警信息上傳到網絡，利于冰箱的遠程監控和升級維護。目前此項研究成果已用于產品的生產。
上傳時間： 2013-07-18
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發動機的燃油系統是發動機的關鍵部分，直接影響著發動機的動力性能、經濟性能和使用性能，其中噴油泵是該系統中至關重要的部件，是燃油系統的核心，而噴油泵試驗臺是檢測和調整發動機噴油泵所必需的關鍵設備。 噴油泵實驗系統被廣泛應用在教學、科研及生產部門，成為我國噴油泵研究與制造水平的關鍵。傳統的實驗系統多屬于簡單機電式的，效率和自動化程度較低。近年來出現的一些實驗系統結合了現代計算機技術，在性能和功能上有所增強，但在硬件和軟件方面還存在著結構復雜，可靠性、穩定性差等問題，且此類系統通常只能在實驗室進行研究，難以實時的在現場進行檢測，難以方便的應用于工業生產、維修的廠況，也不能滿足科學研究及生產制造等方面的要求。 本論文將噴油泵實驗系統與計算機及嵌入式技術有機結合起來，充分發揮嵌入式系統實時性強、功能專一的特點，研制了一種基于ARM-Linux的噴油泵實驗系統。系統采用Samsung公司性價比較高的ARM9芯片S3C2410A為硬件核心，移植嵌入式Linux作為操作系統，編寫應用程序，開發了友好的人機交互界面，具有體積小、重量輕、功耗低、操作簡單、可靠性高等特點，對于我國的教學、科研及工業生產具有重大意義。 文中首先簡要介紹了噴油泵實驗系統的發展現狀、嵌入式系統的基本定義以及本課題所要研究的內容和意義，然后在對系統的需求進行分析的基礎上，給出了系統的總體方案設計，并進一步分塊探討了：系統的硬件設計；系統軟件設計(詳細闡述了將嵌入式Linux操作系統移植到ARM微處理器S3C2410A上的過程)；應用程序設計。最后對本文所開發的實驗系統進行了調試并對后續工作做了展望。結果證明，此噴油泵實驗系統運行穩定，性能可靠，能夠方便快速的應用于教學實驗、科學研究以及生產實踐中，是性能優良的噴油泵實驗系統。
上傳時間： 2013-06-08
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