本文所研究的是基于微處理器ARM和操作系統Linux的嵌入式繼電保護應用的設計與實現。 主要內容包括以下幾個方面: 1.介紹了研究的背景、意義及國內外研究的現狀等內容。 2.介紹了嵌入式系統的發展現狀和發展趨勢。 3.介紹了嵌入式系統實現的硬件核心一嵌入式處理器以及軟件環境。本系統的硬件核心是Samsung公司推出的基于ARM的嵌入式處理器S3C2410X,軟件平臺則采用嵌入式操作系統Linux。 4.詳細分析了裝置的功能需求,并在此基礎上提出了裝置的總體設計方案及設計原則。 5.敘述了系統的硬件模塊及功能配置。 6.敘述了裝置軟件的設計以及具體實現過程。 通過硬件模塊的配置和軟件的設計,提高了裝置的精度和動作的可靠性以及軟件的可擴展性,不僅可以完成傳統繼電器的所有保護功能,還具有對電網參數的實時測量、事件記錄功能,各種信號的測量值和保護動作值都可通過LCD顯示,并且同時通過RS—485通訊接口可進行遠方通訊。
上傳時間: 2013-06-10
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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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視頻監控系統是一種先進的、防范能力強的綜合系統。它通過遙控攝像機及其輔助設備(鏡頭、云臺等)直接觀看被監控場所的一切情況,同時可以把監控場所的圖像內容傳送到監控中心,進行實時遠程監控。隨著計算機、網絡以及圖像處理、傳輸技術的迅猛發展,視頻監控技術也得到飛速發展,視頻監控進入了全數字化的網絡時代,傳統的模擬視頻監控系統和基于PC機的數字視頻監控系統已不能滿足現代社會發展的需要,基于嵌入式技術的網絡視頻監控系統成為視頻監控系統發展的新趨勢,具有廣闊的應用前景和實用價值。 本文在總結分析前人研究成果的基礎上,深入系統地研究了基于ARM和Linux的嵌入式系統開發技術,給出了基于ARM的嵌入式視頻服務器的總體設計方案和功能規劃,包括硬件結構和軟件結構,基于B/S(Browser/Server)服務機制的客戶端軟件設計大大降低了客戶端的軟硬件要求。然后,介紹了嵌入式Linux交叉編譯環境的搭建和嵌入式軟件的開發過程,通過BootLoader的配置燒寫和Linux內核的移植編譯,搭建了嵌入式視頻服務器運行開發的軟件平臺。最后詳細分析了嵌入式視頻服務器軟件部分各個功能模塊的設計思路及其關鍵代碼實現,用Liflux vide04linux APIs實現了視頻圖像的采集,視頻數據網絡傳輸采用了基于UDP協議的IP組播方式,而視頻圖像顯示模塊則采用了自行設計實現的基于IPicture COM接口的ActiveX控件,便于維護、更新和升級。 本文設計的基于ARM的嵌入式視頻服務器安裝設置方便,遠程客戶端用戶通過IE瀏覽器可直接訪問服務器,實時視頻圖像傳輸流暢,無明顯抖動,具有良好的穩定性、較高的性價比和一定的實用價值。
上傳時間: 2013-05-19
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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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視頻監控以其直觀方便、準確、信息內容豐富而廣泛應用于許多場合,已經滲透到交通、城市治安、國防等多種領域,甚至家庭安防,在人們的日常生活中扮演著越來越重要的作用。 由于傳統的視頻監控系統存在著結構復雜、穩定性可靠性不高、價格昂貴而且傳輸距離明顯受限的缺點。近年來,隨著計算機、網絡、電子與通信、圖像處理等技術的飛速發展,嵌入式網絡視頻監控技術應用而生。 本文針對視頻監控系統的實際需求,結合嵌入式技術、圖像處理技術和網絡技術,設計并實現了一種實時性好、可靠性高、成本低的嵌入式網絡視頻監控系統。該系統以ARM9微處理器作為硬件平臺,以具有開發資源豐富、免費等優勢的Linux操作系統作為軟件開發平臺。該系統采用以太網作為網絡傳輸介質,并使用TCP/IP網絡協議。視頻數據的傳輸協議選擇了支持組播技術的RTP/RTCP傳輸協議,客戶端在Linux下實現了基于SDL庫視頻顯示。 論文首先描述了嵌入式系統與視頻監控技術的發展及相關技術,分析了國內外視頻監控系統的現狀和發展趨勢,對視頻監控系統研究的背景和意義進行了闡述,并討論了幾種常見的視頻監控解決方案,對幾種目前流行的視頻壓縮算法進行了對比;然后,提出了嵌入式視頻監控系統的軟、硬件總體架構,并逐步對硬件平臺和軟件模塊設計進行了選擇和細化。其中,硬件平臺根據視頻數據采集以及處理需要選擇了攝像頭和存儲器;軟件設計中,首先完成了嵌入式系統的交叉開發環境搭建,針對ARM-Linux特性,完成了在開發板上操作系統和文件系統等移植,最后完成了Linux下V4L視頻采集、JPEG圖像壓縮、RTP/RTCP網絡傳輸、SDL庫視頻顯示以及avi格式視頻文件保存等。 此外,對系統構建過程中所用到的某些關鍵技木進行了較為詳盡的探討和研究,這對于從事相關科研工作的同仁們具有一定的參考價值。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著信息技術的發展和數字化產品的普及以及Intemet廣泛深入的應用,從消費電器到工業設備,從民用產品到軍用器材,嵌入式系統己被廣泛的應用到網絡、手持通信設備、消費電子和自動化控制等各個領域。嵌入式系統的廣泛應用和發展潛力使其成為21世紀的應用熱點之一。為了學習、研究和使用嵌入式技術,國內許多高校都在開展或計劃開展嵌入式系統教學。因此,研制基于ARM的嵌入式系統教學實驗系統已迫在眉睫。 本文在分析了各種嵌入式教學實驗系統功能的基礎上,提出并研究設計了一款基于ARM的嵌入式系統教學實驗系統。本文概括地闡述了嵌入式系統的概念、設計流程、發展趨勢,分析了嵌入式系統教學開展的必要性。根據實驗系統的需求分析、功能規劃和教學內容安排,設計了一個基于ARM的嵌入式系統教學實驗系統的硬件平臺,詳細論述了硬件平臺的設計及實現過程,同時給出了電路原理圖。研究了嵌入式操作系統的啟動和移植,包括嵌入式操作系統的選型、系統引導程序Bootloader的設計與實現、嵌入式操作系統uCLinux內核的移植。以嵌入式網絡為應用背景,分析了嵌入式Boa服務器的程序結構,修改并實現了嵌入式Boa服務器。在Boa服務器的基礎上,設計并實現了遠程控制嵌入式系統I/O端口的應用程序,實現了通過瀏覽器控制A/D轉換器進行模擬信號采集并獲得采樣數據的功能。 實驗結果表明,所設計的基于ARM的嵌入式系統教學實驗系統達到了預期的設計目標,能夠滿足嵌入式系統教學實驗的要求。
上傳時間: 2013-05-23
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隨著科學技術的進步以及人民生活水平的日益提高,人均壽命日益延長,社會將進入老齡化,老人的醫療護理需求將很大。一方面老年病人更愿意接受家庭環境下的護理,另一方面從長遠來看,對人體生理參數指標的監測與記錄對現代人身體變化狀況的研究具有深遠意義。因此,本文設計了基于ARM人體生理參數監測系統終端和與之配套的專業醫療機構服務系統。 終端通過以太網接入到INTERNET,利用TCP/IP協議進行傳輸,實現生理參數信號的遠程采集與傳輸。在醫療端給出針對不同終端客戶的醫療建檔和服務。 1.文章介紹了人體生理參數(改參數包括血壓,脈搏波,體溫)的生物信號轉為電信號的醫理模型,然后根據醫理模型得到數學模型和物理模型。 2.給出終端硬件設計的實現。文章對終端采用的三星公司的S3C2440微處理器進行了介紹,并且實現了對終端系統中的AD數據采集、LCD液晶屏和觸摸屏的搭建、儲器的擴張、源系統的設計、網絡連接電路的硬件開發。這種基于ARM嵌入式處理器S3C2440及Linux操作系統的實現方案,經過實驗檢驗了其工作的可行性。 3.終端的嵌入式系統的軟件實現。實現了終端主要模塊中的液晶顯示屏、觸摸屏、AD、網絡芯片等在嵌入式linux環境下驅動的編寫。同時,本文對終端的應用程序的各個功能模塊的設計方法的進行了詳細介紹。 4.服務器端的軟件系統實現。對各個醫療模塊數據庫的構建也給出了詳細的介紹。 最后文章得到結論:基于以太網的人體生理參數采集系統能夠充分利用Internet的優勢,提高人們對自身身體變化的關注度,因而為遠程醫療、家庭保健、專家會診等新興的醫療技術提供良好的基礎支持。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著海洋勘測技術的發展,研制高性能的海洋測流儀器越來越重要。多普勒聲學海流剖面儀就是一種非常重要的用來測量海流速度的儀器。在調試多普勒聲學海流剖面儀的過程中,多普勒聲學海流剖面儀信號模擬器是很重要的設備,它是數字模擬技術與多普勒聲學技術相結合的產物,它通過模擬的方法產生聲學海流剖面儀回波信號,以便在不具備實際海洋情況的條件下,可以在實驗室環境中對聲學海流剖面儀的樣機進行系統調試。在此情況下,本文研制了一種聲學海流剖面儀信號模擬器,并對聲學海流剖面儀回波信號接收過程中使用的算法進行了研究。 本文首先比較了多普勒聲學海流剖面儀的發射信號與接收信號之間的關系,分析了產生多普勒頻移的原因。選用直接數字頻率合成技術(DDS)生成多普勒聲學海流剖面儀調試所需要的回波信號o DDS技術克服了傳統信號源的頻率精度不高和頻率不穩等問題。本文選用專用DDS芯片AD9833來實現回波信號的產生,利用ARM嵌入式技術對輸出信號進行控制。 信號模擬器以S3C2410處理器為核心構建了硬件平臺,采用核心板與擴展板相結合的硬件結構。核心板主要包括了存儲系統、網絡接口和各種通訊接口。其主要功能是存儲大量數據信號和通訊功能;擴展電路包括了16路DDS信號輸出及信號調理電路,可以通過軟件來配置16路信號相應的工作狀態及選擇信號輸出形式。硬件設計預留了一定數量的I/O接口以備將來擴展之用。 建立嵌入式Linux開發環境;并分析BootLoader啟動機制,移植VIVI;通過配置內核相關文件,移植Linux2.4.18內核到模擬器系統;編寫16路DDS的驅動程序;設計了模擬器的上位機通訊程序及用應程序;對系統進行了軟硬件調試,調試結果表明模擬器完全能夠模擬聲學海流剖面儀的回波信號。 最后,結合回波信號形式,采用基帶解調、復相關等技術對接收回波信號所使用的算法進行了研究,估算出多普勒頻移,配合了調試海流剖面儀樣機工作的進行。該模擬器不但可以模擬回波信號,還可以作為發射信號來用,大大提高了模擬器的實用性。關鍵詞:聲學海流剖面儀;S3C2410; AD9833;嵌入式Linux;回波信號
上傳時間: 2013-04-24
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DS12C887 實時時鐘芯片功能豐富,可以用來直接代替IBM PC 上的時鐘日歷芯片DS12887,同時,它的管腳也和MC146818B、DS12887 相兼容。由于DS12C887 能夠自動產生世
上傳時間: 2013-06-20
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一個嵌入式電子鐘的程序
上傳時間: 2013-05-16
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