現代信息技術的迅猛發展和人們生活質量的提高，使得視頻處理方面的研究與應用，尤其是實時圖像處理受到了廣泛關注。近年來，DSP技術的不斷發展，將數字信號處理領域的理論研究成果應用到實際系統中，并推動了新理論和應用的發展，對視頻處理等領域的技術發展起到了十分重要的作用。同時，隨著網絡、移動通訊和多媒體技術的飛速發展，嵌入式系統也得到更加廣泛的應用。 本文分析了嵌入式系統、DSP技術、以及視頻處理系統等領域的最近發展現狀，結合本實驗室在嵌入式開發、H.264.圖像編解碼、DSP技術三個方面的研究成果和實際開發經驗，提出了采用TIC6000系列的TMS320DM642和ARM(S3C2410)為主體的硬件系統架構，設計了一種基于ARM+DSP的嵌入式視頻處理系統。該系統將專門用于視頻圖像處理的DSP與在通訊和實時控制方面具有獨特優勢的ARM處理器結合起來，為嵌入式實時環境下一些復雜算法的實現問題開辟了新的途徑。 文中首先介紹了系統的相關技術及標準，包括控制端用到的ARM技術和處理端的DSP技術及核心處理算法H.264編碼原理，給出了系統的整體架構及設計思路。整個系統分控制端和處理端以及兩者之間的通信三個部分，控制端主要由一個最小系統、LCD及觸摸屏和矩陣鍵盤構成，在ARM上移植了Linux操作系統，并在其上編寫了外設驅動。處理端包括視頻輸入、輸出模塊、存儲模塊、網絡傳輸模塊，移植了基于基本檔次的T264代碼到DM642中，并進行了優化，完成了視頻信號的采集和回顯程序的編寫，并將采集、處理、回顯三個進程加入到BIOS中，實現了處理端的功能。兩者通信采用HPI16模式的通信方式。最后，就系統的性能進行了測試，給出了測試效果圖，并對結果進行了詳細分析。 在文章的最后，總結了課題研究所取得的成果及其不足之處；給出了系統進一步研究和改進的思路。嵌入式是未來發展的主流，隨著本系統的進一步完善，必將具有更加廣闊的應用前景。
上傳時間： 2013-04-24
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隨著汽車工業的飛速發展，中國汽車數量的持續增加，汽車的功能也越來越強，隨之而來的是日趨復雜的故障診斷。 本文對國內外汽車故障診斷系統的市場現狀進行了分析，指出傳統的診斷設備已經不能滿足社會發展的需要，提出了一種新穎、手持便攜、操作簡單、通用性強、基于診斷口檢測的嵌入式汽車ECU（電控單元）故障診斷與檢測設備。該掌上設備采用Samsung公司推出的16/32位RISC處理器S3C2410，結合擁有多線程、多任務的開源操作系統Linux，添加完全支持CAN V2.0B 技術規范的SJA1000獨立CAN總線控制器，完成了基于CAN總線的汽車故障診斷系統手持設備的硬件設計，和部分軟件設計。 論文對CAN總線的技術規范、協議標準及幀結構進行了比較詳細地論述，提出了以CAN協議為核心的汽車故障診斷系統手持式設備的總體設計方案；實現了基于S3C2410的汽車故障診斷儀硬件設計；同時對硬件中的各功能單元的設計原理、硬件接口、驅動及協議進行了分析和闡述。 該系統無論從理論上還是實際應用中都有著較強的先進性和實用性。在嵌入式系統與汽車電子緊密結合及汽車日益普及的趨勢下，由于覆蓋車型面廣、診斷準確、修復便捷、功耗低和便攜等優點，該汽車故障診斷系統具有比較普遍的應用和研究價值。
上傳時間： 2013-07-13
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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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圖像監控系統是一門集計算機技術、通信技術和數字圖像處理技術于一體的綜合系統。它以其直觀、方便、信息內容豐富等特性而被廣泛應用于工業生產、交通、電信、電力、銀行、智能辦公大樓等場所。網絡技術、嵌入式技術和圖像處理技術的發展使得數字化圖像數據的網絡實時傳輸和控制成為可能。嵌入式圖像監控系統就是一種以嵌入式技術、圖像壓縮編碼技術、網絡傳輸控制技術為核心的新型監控系統，它在穩定性、實時性、處理速度、功能、價格、擴展性等方面和傳統的監控系統相比有著突出的優勢，同時也代表著目前圖像監控系統研究和發展的方向。 本文設計了一種基于嵌入式的遠程圖像監控系統，系統以ARM7作為核心處理器，并采用μClinux操作系統，實現前端采集的圖像信息經GPRS無線信道進行遠程傳輸。 本文完成的工作包括嵌入式遠程圖像傳輸系統硬件平臺搭建與軟件開發。硬件方面，完成了以ARM7微處理器(Samsung公司的S3C44BOX)為核心的系統硬件平臺搭建。該系統硬件資源包括S3C44BOX，Flash，SDRAM，UART，以太網控制器以及LCD接口等；軟件方面，針對硬件平臺完成Bootloader移植和μClinux移植，并完成嵌入式監控終端和上位機應用程序的設計。在本系統中把上位機做為服務器，嵌入式監控終端做為客戶端，通過GPRS網絡客戶端應用程序和服務器應用程序在Internet上建立聯接，從而可以相互訪問。 本文首先綜述了課題研究的目的意義以及國內外研究現狀。其次設計了以ARM7為核心處理器并采用嵌入式μClinux操作系統的遠程圖像監控系統整體方案。從Bootloader概念出發，對U-Boot在系統硬件平臺上的移植做了詳細的分析，并研究了其在移植過程中經常出現的問題，提出了解決方法。分析了μClinux系統結構及驅動程序原理，并在系統硬件平臺上實現μClinux移植。最后研究設計了系統整體軟件設計，包括上位機軟件設計和嵌入式終端的軟件設計，并給出了實驗結果。
上傳時間： 2013-06-23
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核能譜儀中的數據采集系統，集核探測技術、電子技術、計算機技術為一體，以多道脈沖幅度分析器為核心部件，能夠快速、準確地提取出核素的相關信息及參數?，F已于勘探、建材放射性檢測及環境放射性監測等領域得到廣泛應用。隨著嵌入式技術的發展，以32位ARM為核心的微控制器已被引入進來，提高了數據采集的速度和精度，同時嵌入式操作系統的引入也為功能擴展、系統集成提供了高效的開發平臺。 本論文介紹的核數據采集系統即以ARM微控制器LPC2148和實時操作系統μC/OS-II為平臺，譜數據采集為基本功能，在此基礎上擴展GPS和GPRS模塊，可實現GPS信息和核信號的實時、同步接收，保存和顯示，并可將采集的數據通過GPRS網絡及時傳到采集中心進行譜數據處理和GPS差分定位，為野外多點測量及遠程監測提供了有效的手段。 課題以教育部的高等學校博士學科點專項科研基金項目“基于3GS技術的便攜式核地球物理數據采集系統研究(項目編號：20040616014)”為依托，本人在已有研究成果的基礎上，進行了相關改進和系統集成： (1)選用軌對軌運算放大器，改進了峰值檢測電路，增大了脈沖峰值的測量精度。 (2)數據采集系統以32位ARM微控制器LPC2148為核心，外圍電路帶有LCD顯示，系統具有低功耗、小型化、高性價比等特點。 (3)實現了核數據采集系統對GPS、GPRS的集成。 (4)完成嵌入式μC/OS-II操作系統在LPC2148上的移植、操作系統的搭建，及各功能模塊的設計與集成。
上傳時間： 2013-04-24
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當前全球定位系統（Navigation Satellite Timing And Ranging Global Position System，簡稱GPS）廣泛應用于艦船導航，航空航天，地理測繪等領域，特別是移動式定位系統對于目前的城市交通管理有著非常重要的意義。本文分析了當前交通管理中的實際問題，介紹了一種車載終端的設計方法。設計采用ARM9內核的S3C2410微處理器構造的嵌入式系統，可以實現對GPS定位信息的接受和處理，并采用嵌入式Linux操作系統，結合開放式Linux圖形軟件Qt，可以為后續的建立地理信息系統（Geographic information system，簡稱GIS）提供數據支持，是集GPS全球衛星定位系統和通用分組無線業務（General Packet Radio Service，簡稱GPRS）無線通信技術于一體的新型電子產品。它為現代交通運輸提供了新穎，可靠，有效的控制和管理途徑。 車載終端通過將GPS模塊的定位信息提取出來，一方面將定位信息在車載終端上顯示，一方面又結合車輛的狀態信息通過GPRS模塊發送出去，該信息通過無線公共網絡傳輸給車輛管理部門。車輛管理部門根據車輛的位置和狀態等，結合GIS系統中的地圖信息提供GPS數據的差分修正，并采取一定的措施，從而實現車輛的有效管理。 本設計從硬件和軟件兩大部分出發，硬件上設計了ARM處理器、存儲器、內存及其外圍電路，另外還有GPS模塊電路和GPRS模塊電路；軟件上采用Qt的人機界面完成數據顯示與更新，采用PPP撥號腳本完成GPRS模塊的撥號，通過Qt多線程編程的方法完成GPS數據的提取和GPRS的信息發送。在硬件和軟件之間采用了嵌入式Linux系統，包括啟動代碼、內核和文件系統等。
上傳時間： 2013-04-24
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在當前的電子信息技術和網絡技術高速發展的后PC時代，嵌入式系統已經廣泛地滲透到科學研究、工程設計、軍事技術、商業文化藝術、娛樂業以及人們日常生活中的方方面面。與此同時，PDA因其小巧，功能強大，日益受到人們的青睞。因此，對嵌入式Linux的PDA研究具有非常重要的意義。 本文的研究主要是基于ARM和Linux的PDA軟硬件平臺的開發。硬件平臺的內核模塊采用ARM920T核的S3C2410X嵌入式處理器，外部包含64M的SDRAM和64M的NAND Flash，硬件平臺還集成了液晶、觸摸屏等人機接口和嵌入式GPS模塊，同時提供了USB主機、SD卡擴展接口。該平臺技術先進，結構合理，功能較完備，整體性、可擴充性強，還可以作為其他嵌入式系統硬件開發的良好平臺和有益借鑒。 在此硬件平臺的基礎上，本文深入探討和解決了Linux操作系統和嵌入式圖形用戶接口移植過程中所面臨的任務和難題。論文首先研究了硬件平臺下引導Linux啟動的Bootloader的設計方法和實現過程。然后，給出了Linux2.4內核和YAFFS文件系統的啟動分析和移植到硬件平臺的整個過程。并且，在Linux內核驅動模型的基礎上，實現了LCD幀緩沖顯示設備Framebuffer、觸摸屏、USB驅動程序的開發。最后，實現了圖形化用戶接口Qt/E在嵌入式Linux平臺上的移植。通過Linux操作系統和圖形化用戶接口Qt/E等軟件平臺的實現，為PDA平臺提供了良好的圖形化操作系統支持，從而大大減少了PDA產品的開發難度和開發周期。 另外，在開發實現的PDA軟硬件平臺的基礎上給出了—個地圖的顯示以及實現放大、縮小等功能的程序，為綜合應用了PDA平臺軟硬件資源提供了—個有用的實例。
上傳時間： 2013-04-24
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隨著半導體工藝的飛速發展和芯片設計水平的不斷進步，ARM微處理器的性能得到大幅度地提高，同時其芯片的價格也在不斷下降，嵌入式系統以其獨有的優勢，己經廣泛地滲透到科學研究和日常生活的各個方面。 本文以ARM7 LPC2132處理器為核心，結合蓋革一彌勒計數管對Time-To-Count輻射測量方法進行研究。ARM結構是基于精簡指令集計算機(RISC)原理而設計的，其指令集和相關的譯碼機制比復雜指令集計算機要簡單得多，使用一個小的、廉價的ARM微處理器就可實現很高的指令吞吐量和實時的中斷響應?；贏RM7TDMI-S核的LPC2132微處理器，其工作頻率可達到60MHz，這對于Time-To-Count技術是非常有利的，而且利用LPC2132芯片的定時/計數器引腳捕獲功能，可以直接讀取TC中的計數值，也就是說不再需要調用中斷函數讀取TC值，從而大大降低了計數前雜質時間。本文是在我師兄呂軍的《Time-To-Count測量方法初步研究》基礎上，使用了高速的ARM芯片，對基于MCS-51的Time-To-Count輻射測量系統進行了改進，進一步論證了采用高速ARM處理器芯片可以極大的提高G-M計數器的測量范圍與測量精度。 首先，討論了傳統的蓋革-彌勒計數管探測射線強度的方法，并指出傳統的脈沖測量方法的不足。然后討論了什么是Time-To-Count測量方法，對Time-To-Count測量方法的理論基礎進行分析。指出Time-To-Count方法與傳統的脈沖計數方法的區別，以及采用Time-To-Count方法進行輻射測量的可行性。 接著，詳細論述基于ARM7 LPC2132處理器的Time-To-Count輻射測量儀的原理、功能、特點以及輻射測量儀的各部分接口電路設計及相關程序的編制。 最后得出結論，通過高速32位ARM處理器的使用，Time-To-Count輻射測量儀的精度和量程均得到很大的提高，對于Y射線總量測量，使用了ARM處理器的Time-To-Count輻射測量儀的量程約為20 u R/h到1R/h，數據線性程度也比以前的Time-To-CotJnt輻射測量儀要好。所以在使用Time-To-Count方法進行的輻射測量時，如何減少雜質時間以及如何提高計數前時間的測量精度，是決定Time-To-Count輻射測量儀性能的關鍵因素。實驗用三只相同型號的J33G-M計數管分別作為探測元件，在100U R/h到lR/h的輻射場中進行試驗.每個測量點測量5次取平均，得出隨著照射量率的增大，輻射強度R的測量值偏小且與輻射真實值之間的誤差也隨之增大。如果將測量誤差限定在10％的范圍內，則此儀器的量程范圍為20 u R/h至1R/h，量程跨度近六個數量級。而用J33型G-M計數管作常規的脈沖測量，量程范圍約為50 u R/h到5000 u R/h，充分體現了運用Time-To-Count方法測量輻射強度的優越性，也從另一個角度反應了隨著計數前時間的逐漸減小，雜質時間在其中的比重越來越大，對測量結果的影響也就越來越嚴重，盡可能的減小雜質時間在Time-To-Count方法輻射測量特別是測量高強度輻射中是關鍵的。筆者用示波器測出此輻射儀器的雜質時間約為6.5 u S，所以在計算定時器值的時候減去這個雜質時間，可以增加計數前時間的精確度。通過實驗得出，在標定儀器的K值時，應該在照射量率較低的條件下行，而測得的計數前時間是否精確則需要在照射量率較高的條件下通過儀器標定來檢驗。這是因為在照射量率較低時，計數前時間較大，雜質時間對測量結果的影響不明顯，數據線斜率較穩定，適宜于確定標定系數K值，而在照射量率較高時，計數前時間很小，雜質時間對測量結果的影響較大，可以明顯的在數據線上反映出來，從而可以很好的反應出儀器的性能與量程。實驗證明了Time-To-Count測量方法中最為關鍵的環節就是如何對計數前時間進行精確測量。經過對大量實驗數據的分析，得到計數前時間中的雜質時間可分為硬件雜質時間和軟件雜質時間，并以軟件雜質時間為主，通過對程序進行合理優化，軟件雜質時間可以通過程序的改進而減少，甚至可以用數學補償的方法來抵消，從而可以得到比較精確的計數前時間，以此得到較精確的輻射強度值。對于本輻射儀，用戶可以選擇不同的工作模式來進行測量，當輻射場較弱時，通常采用規定次數測量的方式，在輻射場較強時，應該選用定時測量的方式。因為，當輻射場較弱時，如果用規定次數測量的方式，會浪費很多時間來采集足夠的脈沖信號。當輻射場較強時，由于輻射粒子很多，產生脈沖的頻率就很高，規定次數的測量會加大測量誤差，當選用定時測量的方式時，由于時間的相對加長，所以記錄的粒子數就相對的增加，從而提高儀器的測量精度。通過調研國內外先進核輻射測量儀器的發展現狀，了解到了目前最新的核輻射總量測量技術一Time-To-Count理論及其應用情況。論證了該新技術的理論原理，根據此原理，結合高速處理器ARM7 LPC2132，對以G-計數管為探測元件的Time-To-Count輻射測量儀進行設計。論文以實驗的方法論證了Time-To-Count原理測量核輻射方法的科學性，該輻射儀的量程和精度均優于以前以脈沖計數為基礎理論的MCS-51核輻射測量儀。該輻射儀具有量程寬、精度高、易操作、用戶界面友好等優點。用戶可以定期的對儀器的標定，來減小由于電子元件的老化對低儀器性能參數造成的影響，通過Time-To-Count測量方法的使用，可以極大拓寬G-M計數管的量程。就儀器中使用的J33型G-M計數管而言，G-M計數管廠家參考線性測量范圍約為50 u R/h到5000 u R/h，而用了Time-To-Count測量方法后，結合高速微處理器ARM7 LPC2132，此核輻射測量儀的量程為20 u R/h至1R/h。在允許的誤差范圍內，核輻射儀的量程比以前基于MCS-51的輻射儀提高了近200倍，而且精度也比傳統的脈沖計數方法要高，測量結果的線性程度也比傳統的方法要好。G-M計數管的使用壽命被大大延長。 綜上所述，本文取得了如下成果：對國內外Time-To-Count方法的研究現狀進行分析，指出了Time-To-Count測量方法的基本原理，并對Time-T0-Count方法理論進行了分析，推導出了計數前時間和兩個相鄰輻射粒子時間間隔之間的關系，從數學的角度論證了Time-To-Count方法的科學性。詳細說明了基于ARM 7 LPC2132的Time-To-Count輻射測量儀的硬件設計、軟件編程的過程，通過高速微處理芯片LPC2132的使用，成功完成了對基于MCS-51單片機的Time-To-Count測量儀的改進。改進后的輻射儀器具有量程寬、精度高、易操作、用戶界面友好等特點。本論文根據實驗結果總結出了Time-To-Count技術中的幾點關鍵因素，如：處理器的頻率、計數前時間、雜質時間、采樣次數和測量時間等，重點分析了雜質時間的組成以及引入雜質時間的主要因素等，對國內核輻射測量儀的研究具有一定的指導意義。
標簽： TimeToCount ARM 輻射測量儀
上傳時間： 2013-06-24
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電力變壓器是電力系統的重要設備之一，其安全運行對于保障電力系統的安全可靠運行意義重大。對變壓器繞組進行狀態檢測和故障診斷，及時發現變壓器的事故隱患，避免事故的發生，對提高變壓器運行的安全可靠性，具有十分重要的意義。 本文分變壓器繞組變形檢測基礎、嵌入式系統設計基礎、硬件設計和軟件設計四個部分。前兩個部分主要介紹基礎的背景知識:首先簡要介紹了變壓器繞組變形的幾種測試方法與比較，重點介紹了頻響法的診斷原理與模型；然后介紹了嵌入式系統的概念與組成，特別是Linux在ARM上的相關移植。后面的兩個部分則在前面的理論基礎上分別從硬件和軟件介紹了如何實現基于嵌入式系統的變壓器繞組變形測試儀:在硬件部分中，利用S3C2410A自帶的USB控制器、LCD控制器、SD卡控制器，簡化了系統設計，并針對系統需要設計了掃頻信號發生器、數據高速采集與緩存等模塊；在軟件部分中，介紹了ARM基于Linux操作系統的I/O口、USB、LCD驅動的編寫，以及相關應用程序的編寫包括數據采集部分程序、LCD、串口通訊程序等，同時本文充分考慮了通訊環節可能引起的延遲問題以及提高系統資源利用效率等因素，提出了將系統設計成多進程的思路，并實現之。
上傳時間： 2013-04-24
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材料試驗機是測定材料機械性能的基本設備之一，應用范圍廣泛。它主要由機械、加載及測試等系統組成，其中測試系統是試驗機不可缺少的組成部分，它對試驗機的性能又起著決定性作用。隨著實驗科學的發展、科技的進步以及應用需求的增加，舊有的測試系統已逐漸不能適應人們的測試需求，為了擴大傳統材料試驗機的應用范圍，全面提高測量的準確性、實驗效率和智能化水平，越來越多的高新技術正在被引入到材料試驗機測試系統領域。 本課題屬于企業委托的技術開發項目，其目的是開發一套用于材料性能測試的試驗機測試系統。針對項目委托方提出的功能要求，經過對試驗機測試技術及其發展趨勢的研究分析，最終確定采用USB總線技術，設計一款基于32位嵌入式微處理器ARM的集數據采集、分析、顯示為一體的試驗機測試系統。 基于課題的研究內容，本文在分析研究USB和ARM技術的基礎上，圍繞著設計目標，從整體方案的選擇、測試系統的軟硬件設計等方面闡述了主要開展的設計研究工作。重點對系統硬件電路設計、固件程序設計、設備驅動程序設計和應用程序設計的實現進行了深入論述。 為驗證所設計的測試系統是否達到實際要求，本文采用實測的方式進行測試研究。測試結果表明，本測試系統工作穩定可靠，各項功能均達到了預定的設計要求。
上傳時間： 2013-04-24
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