汽車行駛記錄儀(文中也簡稱為記錄儀),亦稱“汽車黑匣子”,是安裝在車輛上,對車輛行駛速度、時間、里程以及有關車輛行駛的其它狀態信息進行監控、記錄、存儲并可通過接口實現數據輸出的數字式電子記錄裝置。為分析和判斷汽車駕駛狀態和處理交通事故提供了可靠準確的科學依據。本課題的來源是國家信息產業部下達的電子發展基金項目,與同類產品相比,增加了音/視頻功能,目前已通過信產部驗收。 本文主要分析和設計了一種具有低成本高擴展性的基于ARM與ARMLinux的汽車行駛記錄儀方案,該系統作為信產部項目中的主控模塊實現了記錄儀的標準功能。硬件方面分析了汽車行駛記錄儀的標準功能對應ARM片內外圍電路與外部器件的設計。軟件方面分析了基于YAFFS文件系統與Linux 2.6的軟件平臺在嵌入式應用方面的高可用性,主要描述YAFFS的特點與基本原理,Linux中線程的實現機制與Linux Kernel 2.6在響應時間上的改進。并給出了該記錄儀基于Liinux的多線程結構應用程序的設計要點、流程圖和主要的數據結構。 作為擴展,為記錄儀增加了采集和處理音/視頻信號的DSP模塊。DSP采用TI公司的專用于數字媒體應用的高性能DSP DM642。DSP模塊同時采集3路視頻并進行壓縮,壓縮算法可以采用MPEG-2、MPEG-4、H.263、H.264等。論述了實現音/視頻功能的基本原理、DSP模塊的存儲器結構、ARM與DSP的通信及一些實用性的考慮。
上傳時間: 2013-07-02
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信息技術的發展,數字化產品的普及,導致了對嵌入式開發的巨大需求。以Linux為宿主機系統,搭配一個交叉編譯環境,為嵌入式設備生成可執行程序己成為現在日益流行的編譯嵌入式軟件的解決方案。而開放源代碼的GNUT具鏈是一套開源的開發環境,是嵌入式軟件開發中理想的交叉編譯器。但現有GNUI具鏈支持的平臺并不能滿足層出不窮的嵌入式產品的開發需要,仍有許多平臺得不到支持,例如我們進行的minix向ARM-MINIX平臺的移植。 本文以在linux環境下構建MINIX嵌入式系統的交叉編譯工具鏈為背景,首先介紹了交叉編譯系統的基本組成和結構,以及利用GCC構建交叉編譯環境的優越性。然后對目標平臺作了介紹。分析了GCC編譯器,說明了GCC的設計思想,系統結構,介紹了GNU Binutils的功能,使用方法;接著分析了GNU工具鏈中的GAS和GLD的實現機制及源代碼結構,由于BFD是GNUBinutils的基礎,GAS和GLD都是使用BFD庫來操作目標文件,因此在這一部分本文對BFD庫的工作機制,數據結構也作了重點分析。緊接著說明了GCC交叉編譯系統的移植思路和方法,實現難點,以及一些相關技術細節,這涉及到了若干重要的C源文件,Makefile,配置文件的修改,重點給出了BFD庫,GAS和GLD的分析及其重定向(通常GCC生成的目標程序是針對GNU/Linux系統的)的實現;然后本文給出了在GNU/Linux宿主機上構建針對ARM-MINIX的參數設置及過程:最后對本文所做的工作進行了總結。
上傳時間: 2013-05-31
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這篇論文在系統分析國內外雷達伺服控制系統研究現狀的基礎上,選定以ARM為內核的基于ARM+FPGA的雷達伺服控制器為研究對象。 首先,根據雷達伺服控制系統功能要求與性能指標,進行系統的硬件設計:選擇基于ARM920T的S3C2410和Altera公司的FPGA芯片EP1C12Q240作為主控芯片,ARM與FPGA的連接形式采用中斷+存儲器的形式;將ARM與FPGA上多余的引腳引出作為將來升級的需要;還畫出ARM+FPGA的雷達伺服控制器的系統圖并制作了PCB板。 其次,選用PID對伺服系統進行控制,模糊神經網絡綜合了模糊控制和神經網絡的優點,并利用模糊神經網絡算法對PID參數進行在線調整。用Matlab7.1進行仿真,其結果表明:該控制算法對系統具有良好的控制效果,性能較常規PID得到較大改善。 最后,根據FPGA在伺服系統主要任務,用VHDL語言和原理圖在FPGA芯片中分別編制實現DAC0832接口控制功能、光電編碼器與脈沖發生電路的程序代碼;并在Quartus II6.0環境下通過仿真,且得到仿真的波形符合系統功能要求。采用C語言編寫在ARM中實現模糊神經網絡PID控制算法的代碼,通過CodeWarrior for ARM的編譯無誤后,生成可執行文件.axf,,調用AXD進行在線仿真調試。仿真結果表明:模糊神經網絡PID算法對伺服系統能夠進行有效控制。 結果表明:ARM作為伺服控制器的內核,其性價比與集成度高:用FPGA芯片實現接口電路使伺服控制器的可靠性高、速度快、可配置及連接方式靈活。因此采用基于ARM+FPGA的雷達伺服控制器,提高了系統的開放性、實時性、可靠性,降低了系統功耗,具有重要的應用價值。
上傳時間: 2013-06-30
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以電子計算機為中心,以最佳統計理論為方法,將載體上的某些或全部的導航設備綜合在一起,形成一個有機的統一整體,提高導航信息精度,擴大單一導航設備或系統的功能,這樣的系統通稱為組合導航系統。 本文以某校研制的綜導顯控臺為工程背景,在對綜導顯控臺進行需求分析的基礎上提出了基于ARM-Linux平臺的綜導顯控臺的設計方案。在對系統軟硬件平臺給出了詳細分析的基礎上闡述了系統應用軟件設計的思想和基本原則,然后對應用軟件的任務進行了詳細的劃分并完成了系統的相關軟件設計。研究了基于ARM-Linux平臺的綜合導航顯控臺的CAN總線、串口通信、以太網接口通信技術并完成了相應的軟件。 本文對嵌入式系統軟硬件開發技術作了詳細而深入的研究,介紹了嵌入式系統的組成原理及特點。深入研究了嵌入式實時操作系統Linux及linux環境下應用程序的開發,包括linux下設備驅動程序的開發、符合硬件環境的系統引導程序Bootloader和文件系統的、Linux內核的裁剪和移植、嵌入式GUI的開發。依照軟件工程學的一般流程對綜導顯控臺從分析、設計、實現進行完整的論述。最后從系統運行的情況來看本論文所設計的基于ARM-Linux的綜導顯控臺基本上滿足了用戶系統的要求,提高了組合導航系統的實時性。
上傳時間: 2013-07-05
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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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條碼技術是隨通信技術,計算機技術的發展應運而生的自動識別技術的一種。根據二進制編碼規則對應形成的由對光反映率不同的條、空組成的圖形,經光電掃描識讀器掃描,將采集的信息經處理器進行處理,從而達到自動識別的目的。條碼技術自出現以來,得到了人們的普遍關注,發展十分迅速,已廣泛用于交通運輸、商業、醫療衛生、制造業、倉儲業、郵電業等領域,極大的提高了數據采集和信息處理的速度,提高了工作效率,并為管理的科學化、信息化和現代化作出了貢獻。目前常用的是一維條碼,但一維條碼最大的弱點就是表征的信息量是有限的,需要依賴外部數據庫支持,離開這個數據庫條碼本身就沒有意義了。二維條碼克服了這一弱點,它是在一維條碼基礎上形成的高密度、高信息量的條碼,可以將大量信息在小區域內編碼,它本身就是一個完整的數據文件,是實現證件、卡片等信息存儲、攜帶并可以通過機器自動識讀的理想方法。 本課題采用流行的嵌入式技術,采用S3C44BOX作為二維條碼PDF417識別器的數據采集終端,該終端內嵌μC/OS-Ⅱ操作系統,將應用分解成多任務,簡化了應用系統軟件設計;使控制系統的實時性得到了保證,提高了系統的可靠性和穩定性;同時也增強了系統的可擴展性和產品開發的可延續性。 本課題的主要任務是PDF417(Portable Data File)二維條碼圖像的識別。先由掃描儀或照相機獲取二維條碼的原始圖像,再由PC(Personal Computer)計算機中的圖象處理程序對圖象數據進行處理,然后在條碼中定位單個碼字符號的圖像,利用算法識別出單個碼字符號。本文在條碼圖像的預處理方面進行了算法改進,取得了較好的成果,能夠有效的去掉干擾噪聲和圖像定位。通過實驗結果表明:本課題研究的二維條碼識別系統是比較令人滿意的。
上傳時間: 2013-08-01
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現代噴氣織機以其高速、高性能等優勢,占據了無梭織機的大部分市場,并成為最有發展前景的一種織機。送經、卷取機構是織機控制系統的重要組成部分,其對經紗張力的控制精度已成為評定織機質量的重要技術指標。因此,提高和改善噴氣織機的電子送經和卷取控制系統的性能非常必要,而且,開發具有高速、高精度的獨立電子送經和卷取控制模塊具有廣闊的應用前景。 本課題研究開發了一款獨立的電子送經和卷取控制模塊,通過人機界面或CAN通訊對該控制系統所需參數進行設置,使其可以根據參數設置應用于不同型號的噴氣織機。通過對系統的控制分析,本課題主要從硬件電路設計、軟件控制及張力控制算法三個方面進行研究。 首先,通過對噴氣織機的性能要求及控制器結構與性能的綜合考慮,系統采用以高速ARM7TDMI為內核的低功耗微處理器LPC2294作為系統控制器,該控制器不僅速度快、性能穩定,而且其豐富的外圍模塊大大簡化了硬件電路的設計。硬件電路設計采用模塊化設計方法,主要功能模塊包括嵌入式最小系統模塊、主軸編碼器采集模塊、張力采集模塊、電機控制模塊、通訊模塊、人機界面模塊、輸入輸出信號模塊等。根據系統需要,對各個模塊的控制器件進行選取,并設計出各個模塊的接口電路。最后,為了提高系統的穩定性和可靠性,在硬件電路設計中采取了隔離、去耦等硬件抗干擾措施。 在軟件設計方面,系統采用嵌入式實時操作系統μC/OS-II,便于系統升級和維護。在系統硬件平臺的基礎上,根據設計要求對操作系統內核進行剪裁和移植,并對系統時鐘節拍進行修改。結合硬件電路及系統控制要求,對系統啟動代碼進行修改;并根據系統對各個功能模塊控制的時效性要求,對系統任務進行合理規劃。為了說明系統采用該RTOS的可行性,對實時性要求最高的張力采集任務進行了實時性分析。對CAN通訊協議進行制定和編程實現,并對I2C、CAN和LCD驅動程序進行開發,另外,對每個任務的功能及控制流程和任務間及任務與中斷間的信息通訊進行了說明。系統在軟件方面也采用了一定的抗干擾技術,對硬件抗干擾進行補充。 最后,針對經紗張力的非線性和滯后性等復雜特性,對張力調節采用模糊參數自整定PID控制算法,設計出張力模糊參數自整定PID控制器。并在Matlab及Simulink工具下,對PID控制器下的張力算法及模糊參數自整定PID控制器下的張力算法進行仿真研究。而且對張力模糊PID控制算法在LPC2294中的實現進行了說明。關鍵詞:ARM; μC/OS-II;噴氣織機;送經卷?。荒:齈ID
上傳時間: 2013-06-11
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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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無線數據傳輸是指終端和監控中心通過無線網絡的方式進行數據通信。本文以ARM處理器S3C2440A為核心搭建硬件平臺,選用Linux作為嵌入式操作系統,實現了基于CDMA網絡的無線數據傳輸系統。 系統以ARM920T微處理器芯片S3C2440A和CDMA模塊Q2438F為實現核心。論文首先研究了基于S3C2440A微處理器的嵌入式系統硬件平臺的架構,詳細分析了ARM最小系統中各個功能組成模塊;然后建立了嵌入式系統開發的arm-linux-gcc交叉編譯環境,重點研究了Bootloader和Linux內核的配置與編譯,并且在硬件平臺上移植了Linux操作系統。在ARM嵌入式Linux開發平臺上,研究了基于Video4Linux的USB攝像頭采集圖像的解決方案,即在Linux內核中加載Video4Linux模塊,通過V4L模塊提供的編程接口,操作USB攝像頭設備文件/dev/video0,并且采用內存映射方式截取視頻,完成了圖像采集的軟件設計。此外,論文還研究了在Linux環境下PPP協議撥號上網的實現方法,即通過AT指令初始化CDMA模塊,使之附在CDMA網絡上,通過編寫腳本程序的方法建立PPP連接,獲得網絡運營商ISP動態分配給數據傳輸終端的IP地址,從而實現了無線模塊撥號上網功能。在無線終端通過PPP撥號上網后,采用了客戶端/服務器端模式,運行套接字(Socket)應用程序,將設備采集到的圖像數據通過CDMA網絡后再經過Internet傳送到監控中心,實現了傳輸終端和監控中心之間的數據的發送與接收。 論文研究和實現的基于ARM嵌入式Linux和CDMA網絡的無線數據傳輸系統滿足設計要求,達到了預期目標。終端內嵌TCP/IP協議,可以通過CDMA網絡連接到互聯網,數據傳輸實時性強,為用戶提供透明的數據傳輸通道。相比于傳統的傳輸系統,它具有高可靠性、組網方便、可遠程控制等特點,因此在電力自動化、環保、交通監控等領域有著廣泛的應用,特別適用于移動環境、難于布線的場所和邊遠地區。
上傳時間: 2013-06-11
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本課題所研究的橫機是一種由嵌入式控制器系統控制的自動化程度很高的緯編針織機,主要用于針織服裝的編織制造。我國是紡織大國,橫機需求量大,自主研發全自動電腦橫機有廣泛的市場前景。 通過對橫機機械系統結構和原理的分析,本文提出了一種橫機控制系統硬件解決方案。該方案主要由主控制器、協處理器、驅動電路等三部分組成。以ARM作為主控制器,負責編織工藝和人機接口設計;以FPGA作為協處理器,執行ARM的命令,控制后續電路動作;驅動電路主要面向橫機機械部件,并向前端電路提供硬件接口。 基于該硬件系統解決方案,本文繼而提出了一種新型的軟件系統解決方案。該方案基于嵌入式Linux操作系統實現,主要由羅拉系統控制算法、驅動程序、橫機編織控制程序和圖形用戶界面等四部分組成。羅拉系統采用模糊控制算法,控制卷布速率;驅動程序實現ARM和FPGA的通信;橫機編織控制程序將花型文件中的數據轉換為機械部件的動作,實現整個編織過程;圖形用戶界面提供良好的人機界面,方便操作。 最后詳細介紹了整個橫機控制器系統的調試流程,涉及硬件調試、軟件調試和軟硬件聯合調試等。 與傳統電腦橫機相比,基于此設計方案的橫機技術含量較高,成本低,可移植性強,并可實現聯網控制。
上傳時間: 2013-04-24
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