指紋識別是在指紋圖像上找到指紋的特征,通過計算機模糊比較的方法,把兩個指紋的特征模板進行比較,計算出它們的相似程度,最終得到兩個指紋的匹配結果。本文對現已存在的多種指紋識別算法進行編程比較,并對細化算法提出改進。同時采用基于ARM7TDMI內核的32位處理器S3C44B0作為主控制器,半導體電容傳感器FPS200作為指紋數據采集設備,構建了自動指紋識別系統。論文完成主要工作如下: 1、指紋采集模塊的設計:根據FPS200的相關寄存器資源和管腳特性,完成指紋傳感器FPS200的電路設計;研究FPS200主要寄存器的功能和圖像采集方式,給出FPS200在三種工作方式下的工作流程,并且對三種工作模式進行分析。 2、指紋識別算法研究:通過對現已存在的多種圖像預處理算法進行編程實現和對比研究發現,細化后的圖像多存在短線、斷線、毛刺等干擾以及細化不徹底的現象,為此提出了新的修復算法:分析目標點周圍紋線的走向趨勢,選擇去除或者保留周圍的相連點,較好地解決了細化不徹底的問題;再對細化后的圖像采用方形模板進行紋線跟蹤,去除偽特征點,克服了逐步遞進的紋線跟蹤算法過于復雜、不易實現等問題。 3、采用Sansung公司基于ARM7TDMI內核的32位RISC處理器S3C44B0,構建了自動指紋識別系統。該系統主要包括電源管理部分、指紋圖像采集模塊、存儲器模塊、JTAG調試接口以及與外設連接的串行接口。硬件部分主要完成指紋采集模塊接口的設計與開發,軟件部分主要完成指紋圖像采集程序、指紋識別算法程序和串口通信程序的開發,此外還通過串口實現指紋數據上傳到上位機,在VB環境下實現了簡易的人機交互軟件,提供指紋圖像的直觀顯示,用于對指紋識別程序進行測試,并對測試結果進行了分析。
上傳時間: 2013-05-22
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本論文研究了基于ARM+Linux的嵌入式測控系統。論文闡述了嵌入式測控系統的特點。結合目前比較流行的SOC硬件技術,嵌入式軟件技術,以及目前較前沿的無線傳感器網絡技術,對構建一個既能進行本地多傳感器信息采集又能進行數據處理以及具有人機交互界的嵌入式測控系統進行了架構設計,即采用ARM+Linux架構。 論文詳細介紹了系統的硬件設計,包括核心板設計和應用底板設計。其中核心板又包括微處理器的設計和存儲器的設計;對于應用板,介紹了基于CS8900A的網絡模塊的設計,基于RS232和RS485的串行總線設計,以及基于ZigBee的無線模塊設計。同時,本論文詳細的介紹了系統的軟件設計。結合本系統所采用的U-Boot介紹了嵌入式Bootloader設計,并針對本系統的板級硬件對U-Boot進行了移植。結合本系統采用的Linux操作系統介紹了嵌入式操作系統的概念,并對Linux進行了板級移植。在分析研究嵌入式文件系統的特點的基礎上,確定Cramfs作為本系統的根文件系統,并結合現有的開源軟件Busybox搭建了一個完整的根文件系統命令集。 在本系統硬、軟件平臺上,研究了終端應用層上的開發。并完成了在終端上的嵌入式圖形用戶界面QT的移植,并且為系統開發出相應的I/O和A/D設備驅動驅動程序。 論文在最后介紹了本系統的一個簡單應用,即利用QT圖形庫和多線程編程技術,在現有的硬件平臺上設計出了一個溫度和濕度的無線數據采集程序。顯示直觀,界面友好,體現了本平臺具有一定的應用前景。
上傳時間: 2013-07-06
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射頻識別(RFID,Radio Frequency Identification)是一種利用電磁波雙向傳輸實現自動識別的技術。近年來,射頻識別技術在物流、交通、身份識別等生產生活領域的應用日益擴大。相比于13.56MHz射頻識別系統,915MHz射頻識別系統在識別距離,閱讀速度方面有更大的優勢,是目前射頻識別產品研究的熱點。 本文在理解ISO/IEC18000-6C協議的基礎上,首先研究用于本系統的基本理論,包括射頻識別技術和嵌入式技術,提出一款基于ISO/IEC18000-6C協議的915MHz射頻識別讀卡器的解決方案。在硬件部分,以Intel公司開發的R1000作為射頻收發模塊的核心;選用ATMEL公司的ARM處理器AT91SAM7S256作為控制單元的主控制器,在ARM處理器上運行μC/OS-II嵌入式實時操作系統,采用多任務實現和其他功能模塊的通信。軟件部分為系統移植了μC/OS-II操作系統,使用C與匯編語言的混合編程編寫Bootloader,編寫了各種硬件設備的驅動程序,使用C語言實現了串行通信程序,實現與上位機通信并實現對程序的更新。本文所設計的射頻識別系統具有模塊化設計、高可靠性等特點。實驗表明,這種設計方案能夠達到ISO/IEC18000-6C協議要求。
上傳時間: 2013-07-18
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近年來,LED顯示系統在信息顯示領域得到了廣泛的應用,迅速發展成一種電子廣告媒體,而且已形成具有相當發展潛力的電子產業。隨著北京申辦年奧運會的成功,必將進一步推動LED顯示屏產業的發展。 就目前的發展趨勢來看,LED視頻顯示系統是一個發展趨勢。而目前的LED視頻系統必須以PC機為視頻源,一對一的聯機、同步顯示,屬于同步顯示系統,使用不是很靈活方便。一般用于大型購物廣場的戶外播放視頻廣告、電視和電影,還可用于大型體育比賽場所,實時直播賽況。盡管異步顯示系統可脫機使用,方便靈活,但不能夠播放視頻信息。 從商業角度來說,技術先進的不一定就是能在市場上完全能行的通的。隨著電子廣告市場發展,城市街道的視頻廣告也必將是一種發展趨勢,因為具有動感的彩色視頻廣告比普通的廣告壁紙更能吸引人們眼球,同時也為城市添加一道靚麗的風景。而具有壽命長、成本低、亮度高、視角大、可視距離遠等特點的LED顯示系統比較適合此場所的顯示要求。針對這一特點,開發一套小型、可脫機播放視頻的LED顯示系統,具有重要的意義和市場價值,不僅有助于城市電子廣告產業的發展,也必將推進小型LED視頻系統的研究進程以及在其他領域的廣泛應用。 因此,本課題以此作為研究工作的起點。本文在分析LED顯示屏工作原理后,針對目前LED異步顯示系統存在的缺點,結合LED同步顯示系統的主要功能及技術指標,提出解決關鍵問題的總體技術方案。該系統采用ARM+FPGA的硬件構架,利用ARM處理器可移植操作系統、自帶LCD控制器、可實現圖形界面系統的特點,將ARM系統作為視頻源,FPGA用于顯示數據重構、灰度掃描控制的電路設計,有效解決了該系統的關鍵技術問題。 本文的核心是ARM系統軟硬件設計及FPGA邏輯設計兩大部分。首先根據系統的總體設計方案實現控制系統硬件平臺的設計:然后在此基礎上通過對嵌入式Linux內核的移植、LCD驅動程序的開發及Qtopia圖形界面系統的實現,完成了ARM系統的軟件平臺設計;最后重點介紹了FPGA的邏輯設計及仿真分析,并驗證了各模塊的功能設計的正確性。
上傳時間: 2013-06-26
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心血管系統疾病是現今世界上發病率和死亡率最高的疾病之一。T波交替(T-wavealtemans,TWA)作為一種非穩態的心電變異性現象,是指心電T波段振幅、形態甚至極性逐拍交替變化。大量研究表明,TWA與室性心律失常、心臟性猝死等有直接密切的關系,已成為一種無創獨立性預測指標。隨著數字信號處理技術和計算機技術的迅速發展,微伏級的TWA已經可以被檢出,并且精度越來越高。本文以T波交替檢測為中心,基于ARM給出了T波交替檢測技術原理性樣機的硬件及軟件,實現實時監護的目的。 在TWA檢測研究中,需要對心電信號進行預處理,即信號去噪和特征點檢測。小波分析以其多分辨率的特性和表征時頻兩域信號局部特征的能力成為我們選取的心電信號自動分析手段。文中采用小波變換將原始心電信號分解為不同頻段的細節信號,根據三種主要噪聲的不同能量分布,采用自適應閾值和軟硬閾值折衷處理策略用閾值濾波方法對原始信號進行去噪處理:同時基于心電信號的特征點R峰對應于Mexican-hat小波變換的極值點,因此我們使用Mexican-hat小波檢測R峰,通過附加檢測方案確保了位置的準確性,并根據需要提出了T波矩陣提取方法。 隨后文章介紹了T波交替的產生機理及研究進展,分別從臨床應用和檢測方法上展現了目前TWA的發展進程,并利用了譜分析法、相關分析法和移動平均修正算法分別從時域和頻域對一些樣本數據進行T波交替檢測。在檢測中譜分析法抗噪能力較強,但作為一種頻域檢測方法,無法檢測非穩態TWA信號,而相關分析法受呼吸、噪聲影響較大,數據要求較高,因此可以在譜分析檢測為陽性TWA基礎上,再對信號進行相關分析,從而克服自身算法缺陷,確定交替幅度和時間段。最后對影響檢測結果的因素進行討論研究,從而降低檢測誤差。 文章還設計了T波交替檢測技術原理性樣機的關鍵部分電路和軟件框架。硬件部分圍繞ARM核的Samsung S3C44BOX為核心,設計了該樣機的關鍵電路,包括采集模塊、數據處理模塊(外部存儲電路、通信接口電路等)。其中在采集模塊中針對心電信號是微弱信號并且干擾大的特點,采用了具有高共模抑制比和高輸入阻抗的分級放大電路,有效的提取了信號分量:A/D轉換電路保證了信號量化的高精度。利用USB接口芯片和刪內部異步串行通訊實現系統與外界聯系。系統軟件中首先介紹了系統的軟件開發環境,然后給出了心電信號分析及處理程序設計流程圖及實現,使它們共同完成系統的軟件監護功能。
上傳時間: 2013-07-27
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超聲波電機是一種全新原理的直接驅動電機,它利用壓電陶瓷逆壓電效應激發的超聲振動作為驅動力,通過定轉子間的摩擦力來驅動轉子運動。與傳統的電磁電機相比,它具有低速大轉矩、無電磁干擾、動作相應快、運行無噪聲、無輸入自鎖等卓越特性,在非連續運動領域、精密控制領域要比傳統的電磁電機性能優越得多。超聲波電機在工業控制系統、汽車專用電器、精密儀器儀表、辦公自動化設備、智能機器人等領域有廣闊的應用前景,近年來倍受科技界和工業界的重視,成為當前機電控制領域的一個研究熱點。 本文主要研究了行波型超聲波電機的嵌入式驅動控制系統設計。系統是基于ARM嵌入式微控芯片設計的。全文共分為6部分。第一章主要介紹了國內外超聲波電機驅動控制技術在國內外的發展狀況,ARM芯片的結構原理以及本課題的選題意義。第二章在前人的研究基礎上做了系統仿真,為系統的硬件設計提供設計指導。第三章提出了基于ARM的超聲波電機嵌入式驅動控制系統設計方案,并介紹了系統各個模塊的設計與調試的過程和結果。第四章介紹了uC/OS-Ⅱ操作系統在ARM上的移植,以及基于該操作系統的電機控制系統軟件設計流程。第五章介紹了系統各子程序的設計,速度控制與定位控制的算法設計,以及系統調試的結果。第六章總結了本論文的主要貢獻、存在問題以及后續課題的研究方向。
上傳時間: 2013-04-24
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TI公司的TMS320LF2407型DSP微控制器內嵌的異步串行口(SCI)支持CPU與其它使用標準格式的異步外設之間的數字通訊,通過RS-232接口可以方便地進行DSP之間或與PC機之間的異步通信。而串行外設接口(SPI)是一個高速同步串行輸入/輸出(I/O)端口,常用于DSP控制器和外部器件或其它控制器間的通訊。本設計正是通過TMS320LF2407所帶有的SCI模塊進行兩臺DSP的數據傳輸通信。同時還利用了DSP2407的SPI模塊和I/O口作了顯示以及鍵盤擴展電路,以便能實時監控數據的收發。此實例電路結構簡單易懂,非常適合剛接觸DSP的初學者使用,具有很好的參考價值。
上傳時間: 2013-07-01
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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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電液位置伺服系統具有控制精度高、響應速度快、輸出功率大、信號處理靈活、易于實現各種參量反饋等優點,因此它已經遍及國民經濟和軍事工業的各個技術領域。近年來,對電液位置伺服系統的快速性、穩定性、準確性等控制性能提出了新的要求,作為電液位置伺服系統核心的控制器,起到更為關鍵的作用。 現階段,嵌入式微處理器以其小型、專用、便攜、高可靠的特點,已經在工業控制領域得到了廣泛的應用,如工業過程、遠程監控、智能儀器儀表、機器人控制、數控系統等,嵌入式微處理器嵌入實時操作系統,可以克服傳統的基于單片機控制系統功能不足和基于PC的控制系統非實時性的缺點,其性能、可靠性等都能滿足電液位置伺服系統控制的要求,在控制領域具有廣泛的應用前景。 本文以實驗室的電液位置伺服系統為研究對象,按照系統的控制要求,提出以ARM9(S3C2410)微處理器為核心的控制器對電液位置伺服系統進行控制的一種方案,設計了一種新型的基于ARM9(S3C2410)微處理器的電液位置伺服控制器。本系統控制器的開發設計中,在以ARM9(S3C2410)微處理器為核心的控制器基礎上,通過外部擴展,使得系統控制器具有豐富的硬件資源,開發了A/D轉換電路、D/A(PWM)轉換電路、伺服放大電路、串行接口等電路,同時為了使得控制器的程序代碼具有較強的可讀性、可維護性、可擴展性,使用了操作系統,通過比較選擇了uC/OS-Ⅱ實時內核,并成功移植到ARM9(S3C2410)微處理器中,并編寫了A/D、數字濾波、D/A(PWM)等軟件程序,通過編譯、調試、驗證,程序運行正常。在對電液位置伺服系統進行控制策略的選擇中,分別采用PID、滑模變結構、模糊自學習滑模三種控制策略進行仿真比較,得出采用模糊自學習滑模控制策略更有利于系統控制。
上傳時間: 2013-04-24
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AGV(Automated Guided Vehicle)即自動導引車,是具備一定自主能力的運輸設備,在自動化物流系統和工廠自動化系統中具有重要的應用價值。 AGV是一種高度自動化產品,它所涉及的技術包括針對特定用途的車體結構、貨物移送機構、路徑導引技術、貨位檢測技術、防碰撞技術、驅動技術和控制技術。更深入的研究還包括多車協調與優化調度技術、智能控制技術等。 本文首先對AGV的發展及關鍵技術進行了總結與歸納,并分析了現有技術的特點與不足,在此基礎上設計了一個模擬貨物分揀的小型AGV系統。車體采用二輪驅動和前后萬向輪支承的結構,可以實現靈活的轉向和快速移動。導引方式采用光電傳感器路徑導引,以計數方式實現貨位識別檢測。ARM是一種高性能的嵌入式微處理器,AGV控制系統采用了基于ARM7核的微控制器LPC2210,其豐富的片上資源可以很方便地實現AGV的所有檢測、信息處理及控制功能。利用LPC2210的串行通信功能,再配合無線通信模塊建立與PC機的通信聯系,通過PC機實現對AGV小車的控制與調度。 制作完成后的AGV樣機在實驗室模擬環境下進行了性能測試,其性能指標均滿足設計要求。
上傳時間: 2013-04-24
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