目前,數字技術已滲透到科研、生產和人們日常生活的各個領域。從計算機到家用電器,從手機到數字電話,以及絕大部分新研制的醫用設備、軍用設備等,無不盡可能地采用了數字技術。 數字系統是對數字信息進行存儲、傳輸、處理的電子系統。 通常把門電路、觸發器等稱為邏輯器件,將由邏輯器件構成,能執行某單一功能的電路,如計數器、譯碼器、加法器等,稱為邏輯功能部件,把由邏輯功能部件組成的能實現復雜功能的數字電路稱數字系統。復雜的數字系統可以分割成若干個子系統,例如計算機就是一個內部結構相當復雜的數字系統。 不論數字系統的復雜程度如何,規模大小怎樣,就其實質而言皆為邏輯問題,從組成上說是由許多能夠進行各種邏輯操作的功能部件組成的,這類功能部件,可以是SSI邏輯部件,也可以是各種MSI、LSI邏輯部件,甚至可以是CPU芯片。由于各功能部件之間的有機配合,協調工作,使數字電路成為統一的數字信息存儲、傳輸、處理的電子電路。 與數字系統相對應的是模擬系統,和模擬系統相比,數字系統具有工作穩定可靠,抗干擾能力強,便于大規模集成,易于實現小型化、模塊化等優點。
上傳時間: 2013-07-06
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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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標簽: EE_API
上傳時間: 2013-06-13
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GPS以全天候、高精度、自動化、高效益等顯著特點,贏得廣大測繪工作者的信賴,而一體化GPS接收機更是具有全內置、防水、耐寒以及操作方便、適用范圍廣等優點,己經廣泛應用于控制測量和大地測量中。隨著全球定位系統的不斷改進,硬、軟件的不斷完善,應用領域正在不斷地開拓,目前已遍及國民經濟各種部門,并開始逐步深入人們的日常生活。 本文介紹了GPS系統的特點、工作原理、課題背景、國內外相關產品的現狀以及發展趨勢,闡述了GPS接收機的設計原理。文章認為,GPS接收機中的微處理器的性能直接影響整機的性能,相比較其它微處理器,ARM微處理器具有一些獨特的優勢。文章了ARM系列微處理器尤其是ARM7微處理器的性能特點,并給出了利用ARM7微處理器LPC2138芯片和xc3s1000型FPGA設計GPS接收機的實際設計和調試方案,并對此方案進行了論證,同時給出了各個功能模塊的軟硬件實現過程,并對樣機進行了性能指標測試。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著軟硬件技術的不斷發展,嵌入式系統的應用越來越廣泛,嵌入式技術也全面滲透到日常生活的每一個角落。掌上漢語學習機系統的開發是為滿足對漢語學習有需要的人群。隨著經濟、技術的不斷提高,中國逐漸走向國際化,漢語學習人員的人數也不斷增加,開發出一款掌上漢語學習機系統是有充分的市場需求的。 系統的開發環境是基于ARM-Linux開發平臺,并應用了嵌入式開發的相關關鍵技術,包括嵌入式圖形用戶界面系統MiniGUI和嵌入式數據庫SQLite,系統開發的目的是在這些技術的基礎上,為需要學習漢語的人員提供一款界面友好、功能豐富的語言學習工具。 本文主要講述的是掌上漢語學習機系統的軟件開發過程以及開發過程中涉及的開發環境及開發技術。隨著手持設備的硬件條件的提高,嵌入式系統對輕量級GUI的需求越來越迫切,圖形用戶界面的支持是實現一個完善的語言學習系統的基礎,本文首先從圖形用戶界面的歷史、技術特點、結構模型、發展狀況等方面做了介紹,然后介紹了MiniGUI的體系結構和版本,以及移植的方法和過程,還詳細闡述了應用程序開發中對MiniGUI函數庫的使用和調用方法。同時一個簡單實用的數據庫的支持會為系統中的數據處理和組織提供方便,本項目中有六個字典和其它學習程序,對數據的處理也相當多,本文介紹了嵌入式數據庫的知識和Sqlite數據庫在項目中的使用和開發技術。最后,以系統中的單位換算模塊為例詳細介紹了應用程序的開發過程。本文的內容涉及了嵌入式Linux軟件開發的主要技術,在ARM-Linux嵌入式開發領域具有很強的實踐意義。
上傳時間: 2013-06-15
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隨著社會的發展,網絡視頻監控系統已經成為日常生產生活中的重要輔助設備,應用十分廣泛。當前視頻監控系統正逐步由模擬化走向數字化,隨著視頻壓縮技術和網絡技術的發展,開發新一代的基于計算機網絡和多媒體MPEG-4壓縮算法的視頻監控系統已成為整個行業技術發展的主要方向之一。人們有時會采用DSP與MPEG-4算法結合的方案來實現,也有的部門采用了片上系統(SOC),但這些不但編程極度復雜,而且成本也過高。本文提出并研究設計了一種基于ARM微處理器S3C2410、MPEG-4專用壓縮芯片MPG440、以嵌入式Linux為操作系統的視頻監控系統方案,不僅開發便捷、成本低廉,而且實時性較好,適應范圍廣。 首先,采用軟硬件協同設計的思想提出了系統的總體設計方案,系統的整體架構分為攝像頭、云臺控制器、網絡視頻服務器以及客戶端PC機等四大部分。 第二,以三星公司的S3C2410芯片和DAVICOM公司的DM9000以太網接口芯片為硬件核心,對整個系統進行了模塊化的硬件電路的設計。根據S3C2410的特點及系統整體需求,完成了電源復位模塊、晶振模塊、存儲器接口模塊、視頻數據處理模塊、以太網接口模塊、云臺控制模塊等的硬件選型與電路連接。其中,在云臺控制模塊等的電路設計中充分體現了優化設計的技巧,并重點對網絡接口部分和視頻數據處理部分進行了詳細的硬件設計與說明。闡述了整個系統的工作流程。 第三,從應用需求出發,選擇嵌入式Linux操作系統作為本系統的軟件平臺,搭建了交叉式的開發環境,對bootloader進行了選擇,并給出了加載步驟。完成了對嵌入式Linux內核的選擇及移植。 第四,采用基于任務的設計方法對服務器端的軟件進行了總體設計,主要包括共用程序庫、config配置文件、日志文件以及多個任務等。并對運行于客戶端的軟件設計進行了簡要說明。 第五,由于數字視頻傳輸的實時性能和通過網絡傳輸以后客戶端接收的視頻圖像質量在本系統中至關重要,所以本文對傳輸信道和網絡協議進行了優化選擇,并詳細闡述了IP組播技術、流媒體傳輸協議等在圖像傳輸過程中的具體應用。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著計算機、通信及網絡技術的高速發展,嵌入式系統廣泛地滲透到各行各業及人們日常生活的方方面面中。由于嵌入式系統的復雜性不斷增加,嵌入式操作系統成為了嵌入式系統中最重要的組成部分。在各種嵌入式操作系統中,Linux憑借其性能優異、結構清晰、平臺支持廣泛、網絡支持強勁及開放源代碼等多方面的優勢,被嵌入式系統開發者廣泛的采用。同時隨著近幾年來國內嵌入式領域發展非常迅速,其中32位ARM處理器結構體系的嵌入式CPU在商用領域、工控領域和軍用領域都得到了廣泛使用。 近幾年隨著無線通信技術、傳感器技術、信息采集和處理技術的飛速發展,出現了低成本、低功耗、多功能的微型無線傳感器節點。無線傳感器網絡是隨著傳感器節點的發展而興起的計算機科學技術的一個新的研究領域,它是由一組無線傳感器節點通過ad-hoc方式構成的無線網絡,綜合傳感器技術、嵌入式計算技術、分布式信息處理技術和無線通信技術,能夠協作地實時監測、感知和采集各種環境或監測對象的信息,并對其進行處理,并傳送到需要這些信息的用戶處。這種無線網絡系統被廣泛地用于國防軍事、國家安全、環境監測、交通管理、醫療衛生、制造業、反恐救災等領域,具有十分巨大的發展潛力,引起了學術界和工業界的高度重視。 目前,手持終端的應用范圍主要是在商業領域,開發一款適合在工業現場等無線傳感網絡監控領域的手持終端是本文的初衷。本文從嵌入式系統的角度,采用目前比較流行的ARM9處理器和嵌入式Linux的操作系統,闡述手持終端硬件平臺的設計和軟件的移植方案;接著研究了系統引導程序的原理、設備驅動開發的關鍵點、根文件系統的制作方法。在此基礎上,分析和移植引導程序U-Boot 1.1.4的實現、無線收發芯片CC2420的驅動開發和幀緩沖驅動的開發,并針對目標平臺的特點完成了文件系統的構建;然后介紹了基于Qt/Embedded的圖形界面開發的基礎,最后對本文研究工作進行總結。
上傳時間: 2013-06-26
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隨著科學技術的發展與公共安全保障需求的提高,視頻監控系統在工業生產、日常生活、警備與軍事方面的應用越來越廣泛。采用基于 FPGA 的SOPC技術、H.264壓縮編碼技術和網絡傳輸控制技術實現網絡視頻監控系統,在穩定性、功能、成本與擴展性等方面都有著突出的優勢,具有重要的學術意義與實用意義, 本課題所設計的網絡視頻監控系統由以Nios Ⅱ為核心的嵌入式圖像服務器、相關網絡設備與若干PC機客戶端組成。嵌入式圖像服務器實時采集圖像,采用H.264 編碼算法進行壓縮,并持續監聽網絡。PC機客戶端可通過網絡對服務器進行遠程訪問,接收編碼數據,使用H.264解碼算法重建圖像并實時顯示,使監控人員有效地掌握現場情況, 在嵌入式圖像服務器設計階段,本文首先進行了芯片選型與開發平臺選擇。然后構建圖像采集子系統,采用雙緩存乒乓交換的方法設計圖像采集用戶自定義模塊。接著設計雙Nios Ⅱ架構的SOPC系統,闡述了雙軟核設計中定制連接、內存芯片共享、數據搬移、通信與互斥的解決方法。同時完成了網絡服務器的設計,采用μC/OS-Ⅱ進行多任務的管理與調度, H.264視頻壓縮編解碼算法設計與實現是本文的重點。文中首先分析H.264.標準,規劃編解碼器結構。接著設計了16×16幀內預測算法,并設計宏塊掃描方式,采用兩次判決策略進行預測模式選擇。然后設計4×4子塊掃描方式,編寫整數變換與量化算法程序。熵編碼采用Exp-Golomb編碼與CAVLC相結合的方案,針對除拖尾系數之外的非零系數值編碼子算法,實現了一種基于表示范圍判別的編碼方法。最后設計了網絡傳輸的碼流組成格式,并針對編碼算法設計相應解碼算法。使用VC++完成算法驗證,并進行測試,觀察不同參數下壓縮率與失真度的變化。 算法驗證完成后,本文進行了PC機客戶端設計,使其具有遠程訪問、H.264解碼與實時顯示的功能。同時將H.264 編碼算法程序移植到NiosⅡ中,并將嵌入式圖像服務器與若干客戶端接入網絡進行聯合調試,構建完整的網絡視頻監控系統, 實驗結果表明,本系統視頻壓縮率高,監控圖像質量良好,充分證明了系統軟硬件與圖像編解碼算法設計成功。本系統具有成本低、擴展性好及適用范圍廣等優點,發展前景十分廣闊。
上傳時間: 2013-08-03
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嵌入式系統是將先進的計算機技術、半導體技術和電子技術與各個行業的具體應用相結合的產物。目前,嵌入式系統己經廣泛應用到工業、交通、能源、通信、科研、醫療衛生、國防以及日常生活等領域,并不斷朝著體積小,功能強的方向發展。嵌入式系統不同于原來的單片機系統,它不僅有自己的操作系統,上層應用程序,而且還具備網絡通信和信息管理的功能。 ARM體系的處理器是目前嵌入式系統中使用最廣泛的處理器。它采用了RISC技術,具有尋址方式簡單,寄存器多,指令長度固定等的特點使得它的處理速度快,執行效率高。由于Linux對于ARM技術的支持,具有內核可裁減,網絡功能強大,代碼開放的特點,把Linux應用到嵌入式系統中,能充分發揮ARM和Linux的優勢。 論文以“掌上中文語言學習系統”項目為依托,以ARM體系處理器和Ljnux操作系統的嵌入式系統為基礎,構建一個掌上語言學習設備。 論文首先進行了開發環境的設計與搭建,對開發主機進行TFTP服務器、NFS服務器、minicom串口通信和GNU交叉工具鏈進行配置。實現了針對NAND閃存的U-Boot啟動程序的建立,并對Linux操作系統內核進行了移植工作。最后利用圖形界面系統MiniGUI和遠程調試技術實現了掌上語言學習的軟件功能。
上傳時間: 2013-07-24
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隨著科學技術的進步和人民群眾生活水平的提高,視頻監控系統在工業生產、國家安防、日常生活中得到了廣泛的應用。實時的遠程視頻監控,能夠及時、直觀地為人們提供動態現場信息。遠程視頻監控已經逐步成為現代社會管理的重要手段之一。與傳統的視頻監控系統相比,嵌入式遠程無線監控系統具有體積小、攜帶方便、可以進行遠距離監控等優點,從而有著良好的應用前景。 本文在總結分析即有的研究成果的基礎上,將先進的嵌入式技術、視頻技術、無線網絡技術有效的結合在一起,力圖設計出一款便攜式、低功耗、高電池使用壽命、硬件與軟件資源管理高效合理、人機交互性能良好的手持式無線視頻監控終端。通過對Windows CE.NET嵌入式操作系統下進行USB相關設備驅動程序開發的研究與分析,在本手持終端中實現了USB host端功能,以滿足對USB設備的即插即用操作。本手持終端將會極大程度上方便監控保安人員,使得他們不必隨時守候在傳統的基于PC的視頻監控機旁,實現企業樓宇及智能小區中電子巡更的任務。 本文首先對無線視頻監控系統的發展現狀進行分析與研究,主要包括:無線視頻監控系統的定義、特點、分類、應用以及發展趨勢;之后介紹ARM處理器并對無線網絡的發展狀況進行研究分析,重點對無線網絡中無線局域網技術進行闡述;然后筆者利用一款基于ARM920T核的微處理器S3C2410來構建Windows CE.NET操作系統下的無線視頻監控手持終端,在此詳細闡述了該手持終端硬件、軟件平臺的研究與設計;最后為了使該終端支持不同類型的非標準USB存儲設備以及從、USB接口可擴展性方面的考慮,通過對Windows CE.NET下的USB系統結構和設備驅動程序開發包的分析,研究了在Windows CE.NET嵌入式操作系統下進行USB相關設備驅動程序開發的過程。
上傳時間: 2013-06-26
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