消防部門為什么要引入GIS/GPS技術?消防部門擔負著保護生命和財產安全的重任,但其可利用的資源卻非常有限。能夠有效利用寶貴信息對消防工作是至關重要的。這出于多種理由,如:火情的需要,營救力量,戰術布置,火災記錄,反應時間等。傳統方法需要大量的圖紙,報告和歷史記錄。這些數據來自于不同的地方,而且數據格式不一致。因此要花費大量的時間進行數據搜集、準備和統一成可用的數據格式。如何更高效的搜集利用數據,如何進一步提高消防部隊的快速反應能力,加強消防車輛的動態管理、動態調度、動態指揮等。這些都是現行消防指揮調度系統中迫切需要解決的問題。而在消防指揮調度系統中引入GIS/GPS技術恰恰解決了這些問題。 各地的消防車輛動態管理子系統普遍上是利用GPS衛星定位技術,通過GPRS無線通訊網絡,將滅火出動途中、滅火戰斗中的消防車輛的行駛路線、車輛位置信息實時傳送到消防調度指揮中心,在指揮中心的電子地圖上顯示出行車路線和消防車輛位置信息。指揮中心的調度員根據情況,通過無線通訊設備,及時對參戰車輛進行調度指揮和行車路線矯正。 本消防車輛調度系統采用M/S(Mobile/Server)模式,本文論述了終端部分的設計和實現。終端采用ARM硬件平臺,并在此基礎上,集合全球衛星定位技術(GPS)、嵌入式地理信息系統技術(eGIS)、通用分組無線服務技術(GPRS)、計算機網絡技術等于一體,實現消防車輛的動態管理、調度、指揮的子系統。實現GPS的車輛導航、車輛跟蹤、車輛定位、車輛調度等功能。從而更加形象和直觀的對現行消防車輛動態管理系統進行了改進。 當前,隨著社會經濟的快速發展,高層建筑、地下工程、石油化工、公眾聚集場所的大量涌現,火災日趨多樣化、復雜化,快速地處置災害事故,有效地保護市民生命和財產安全,已成為消防隊伍面臨的一項緊迫任務。如果能充分地發揮和挖掘GPS技術在消防領域上的應用,拓展和利用它的功能,進行消防通信的改革,這將更好地協助消防隊伍為社會的經濟和人民生命安全保駕護航。
上傳時間: 2013-04-24
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在采礦、冶金、制造、化工、制藥、供水等行業中,壓力是生產過程中的重要參數,它的應用極其廣泛。實時監測壓力的變化是實施現代化生產管理的重要環節,因而壓力測試技術和儀表的發展歷來受到人們的重視。在采礦行業中,壓力檢測是保證采煤安全的重要一環,因此開發一種智能壓力檢測裝置來用于采煤工作面液壓系統的壓力檢測是十分必要的。 本文所設計的壓力檢測系統是ARM處理器與儀器的有機結合,它以菲利普公司的LPC2294為核心,利用電阻應變片將壓力轉換成電壓信號,通過放大電路將電壓信號放大并傳輸至LPC2294進行A/D轉換,然后將各液壓支架的壓力數據傳輸至存儲芯片保存,并顯示。本系統的特點是:壓力量程為1~60Mpa,每5分鐘采集一次壓力數據。各分機的壓力數據通過CAN總線傳輸至主機,總線的傳輸速率為250Kbps。主機再通過串口將數據傳輸至計算機。計算機通過串口讀取主機的壓力數據,并將數據保存在數據庫中,上位機采用NI公司的Labview軟件進行設計。其中串口的接收部分用Labview中自帶的VISA控件來編寫,數據庫部分采用微軟的Access軟件建立數據庫,利用第三方編寫的Labsql將數據寫入數據庫。 論文的第一章綜述了壓力檢測的起源,發展以及國內外壓力檢測的現狀;第二章主要論述了系統的整體設計思路及方法;論文第三章、第四章系統的硬件電路、軟件開發環境及相關的軟件流程;第五章簡單介紹了PC機軟件開發語言以及對上位機部分的軟件設計做了簡單的介紹。第六章對全文的工作做了總結,并對壓力檢測以后的發展方向闡述了自己的觀點。
上傳時間: 2013-08-01
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隨著數字化和網絡化的發展,傳統的門禁系統由于鑒別方式、速度和性能等方面的限制,很難滿足安全可靠和網絡化的控制需求。由于識別技術的不斷成熟,基于人體生理特征的身份識別系統逐漸被人們開始采用,目前,從實用的角度看,指紋識別技術要比其它生物識別技術更安全和方便,這是因為人的指紋具有唯一性、不變性以及貼身性的特點。傳統的門禁控制器常采用單片機開發,利用串行通信接口向遠程上位機傳送數據,多個門禁控制器一般組成RS485網絡,通信線路專用且不易于實現網絡控制和遠程控制,而基于TCP/IP網絡通信的門禁系統通過局域網傳遞數據,很容易實現遠程控制和分布式管理。 文中設計了基于指紋識別和以太網的智能網絡型門禁控制器。在ARM9和Linux操作系統上采用FPS200指紋傳感器采集指紋圖像和USB攝像頭采集視頻圖像,以及采用以太網控制器芯片AX88796,實現了基于TCP/IP協議的網絡門禁系統。 論文首先分析了門禁系統的研究背景、意義及國內外的發展現狀,然后介紹了指紋識別網絡門禁系統的總體結構,闡述了系統各個重要功能模塊的硬件資源。根據系統的硬件資源搭建了嵌入式Linux的軟件平臺,移植了相關模塊的驅動程序。論文研究了指紋識別算法,包括指紋圖像預處理和指紋圖像的特征提取和匹配,重點分析了指紋圖像分割法,利用灰度梯度和灰度方差的結合設置一個合適的局部閾值對指紋進行分割。然后,闡述了門禁控制系統軟件的總體設計,并重點介紹Video4Linux采集圖像、指紋圖像采集、GoAhead Web Server的應用以及系統運用TCP/IP實現系統門禁控制器和上位機PC之間的網絡通信。 系統測試部分介紹了測試環境、測試方法以及測試內容。測試結果表明,本課題設計的指紋識別網絡型門禁系統在穩定性、可靠性以及實時性方面達到了較好的效果。文章最后提出了一些在工作中遇到的問題,并對近幾年來的一些新的研究趨勢做了簡單的總結與展望,指出了指紋識別網絡型門禁系統未來的研究方向。
上傳時間: 2013-07-23
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自動售貨機作為自助服務領域中的一員,為國內外該領域廠商所研究,并且得到了廣泛的應用。為了適應客戶的需求,需要開發一套功能更加完善、擴展性能更強的自動售貨機控制器。 本文以國內自動售貨機制造商--湖南金碼智能設備制造有限公司在自動售貨機控制器的研究現狀為背景,分析了公司現有控制器的不足,并制定出基于ARM7與嵌入式實時操作系統μC/OS-Ⅱ的自動售貨機控制器的設計方案。 系統硬件完成了控制器外圍各模塊的接口電路圖設計,分析了自動售貨機控制器的組成;實現了電源模塊、MDB外設驅動模塊、電機驅動模塊、鍵盤與顯示模塊以及數據存儲模塊的開發,并對各模塊的原理與電氣特性進行了詳細的說明。 軟件上,將μC/OS-Ⅱ成功移植了至ARM7體系結構;針對售貨機本身是一個自反應、事件驅動的系統,使用有限狀態機來管理系統狀態以及狀態轉換,并高效地實現了更適用于復雜系統的層次型有限狀態機;在μC/OS-Ⅱ與層次有限狀態機的新軟件框架支持下,編寫了鍵盤與顯示模塊、MDB設備、數據存儲設備等的驅動程序和系統應用程序。 最后,調試與試驗表明基于ARM的控制器滿足售貨機基本要求,并且本課題的設計方案對較復雜的嵌入式系統的研究有一定的借鑒意義和應用價值。
上傳時間: 2013-05-31
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本文設計了一種基于ARM7的電力電纜溝道監測系統,該監測系統能夠對電纜溝道起到防盜、防火、防潮等安全監測作用。本課題采用的嵌入式硬件是基于ARM7架構的LPC2292芯片;同時針對市場上種類繁多的實時操作系統,本課題選用的是內核小,易剪裁,移植性好源代碼公開的實時操作系統μC/OS-II并且使用CAN總線進行數據傳輸。CAN總線是現場總線的一種,它能有效地支持分布式控制或實時控制,具有高性能和高可靠性的特點,現已形成國際標準。 本課題簡要介紹了電力電纜溝道監測系統的特點與研究背景,講述了設計電纜溝道監測系統時所采取的總體設計思想與框架結構。之后介紹了ARM7處理器和CAN總線的特點和功能,然后詳細論述了整個系統硬件電路設計。在對實時操作系統μC/OS-II作了介紹之后,詳細說明了將μC/OS-II移植到LPC2292硬件平臺的具體實現過程。最后提出了基于CAN總線和ARM7微控制器實現的電纜溝道數據采集控制系統的軟件設計。 實際測試表明,該系統能夠穩定運行,并且能夠實現對電纜溝道的實時監測,數據采集以及安全警報等功能,滿足電力電纜在線監測系統的要求。
上傳時間: 2013-07-20
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抽油機井工況監測是石油生產過程中非常重要的環節,可以為油井提高泵效、高效管理提供可靠依據。隨著石油工業的迅速發展,傳統的人工操作遠遠不能滿足現代化石油生產的要求。將遠程監測系統應用于油井工況監測,可以降低工人勞動強度,提高生產效率和油田管理水平。針對目前已有油井工況監測系統存在的不足,本文研制出一種集計算機技術、電子技術和通信技術于一身、功能完善、可靠性高、成本低廉的抽油機井工況遠程監測系統。 示功圖是常用的用于判斷抽油機井工作狀況的方法,它是抽油機光桿在作往復運動的一個周期中,光桿相對位移與載荷的對應關系曲線。傳統的利用拉線位移傳感器獲取位移的方式,不能實現長期連續的監測。本系統采用加速度傳感器作為沖次傳感器,獲取每個周期的起始點,再利用拉線位移傳感器對一個周期中按時間等分的點的位移進行標定,既解決了拉線位移不能長期連續監測的問題,又保證了位移的精度。 本系統由工況傳感器、數據中繼單元、數據中心和手持機四部分組成。安裝在抽油井上的工況傳感器定時獲取并存儲示功圖數據,定時將數據發送到數據中繼單元。由數據中繼單元將多個工況傳感器的示功圖數據集中后,通過遠程網絡傳送到數據中心。數據中心實現對所有示功圖數據的存儲、查詢、分析和打印,并可以通過網絡實現數據共享。手持機用于對工況傳感器進行設置和標定,并可以現場獲取示功圖。 硬件電路采用低功耗設計方法,使用低電壓、低功耗的基于ARM7內核的LPC2138/2148微處理器及微功率無線數傳模塊,將硬件電路功耗降到最低。采用SD卡作為存儲器,增加了數據存儲容量和數據可靠性。采用單軸加速度傳感器ADXL105作為沖次傳感器,具有高精度、低功耗、高可靠性的優點。CDMA模塊采用基于CDMA1X數據通信網絡的H7710,組成高速、永遠在線、透明數據傳輸的數據通信網絡。 軟件設計遵循模塊化設計思想,既考慮到各模塊功能的實現,又兼顧了系統總體的協調性。本系統軟件由工況傳感器軟件、手持機軟件、數據中繼單元軟件及數據中心軟件四部分組成。工況傳感器軟件、手持機軟件和數據中繼單元軟件由ADS集成開發環境編寫,并由AXD仿真調試器生成可執行代碼,最后通過EasyJTAG仿真器下載到微處理器芯片中。數據中心運行于服務器/客戶機工作模式,使用SQL Server數據庫。數據中心處理軟件由Visual Basic6.0編寫,運行于Windows操作系統中。 通訊網絡由無線數傳網絡和CDMA網絡組成,工況傳感器與數據中繼單元組成無線數傳網絡,采用ISM工作頻段,實現近距離無線通訊。數據中繼單元作為無線數傳網絡的中心節點,通過CDMA網絡與數據中心通信處理機相聯,實現數據的遠程傳輸。 本系統首次利用加速度傳感器與拉線位移傳感器相結合的方式,實現抽油井工況長期連續監測,提高了整個系統的可靠性;利用ARM單片機作為微處理器,低功耗電路設計,低功耗工作模式,延長了電池的壽命;無線數傳網絡與CDMA網絡相結合,兼具無線數傳網絡與CDMA網絡的優點,降低了整個系統的安裝和運行費用;數據中心采用服務器/客戶機工作模式,便于用戶共享數據。目前該系統的各部分均經過硬件、軟件及運行測試,已經在油田試運行。運行結果表明,該系統性能完善,運行可靠,安裝及維護簡便,取得了較好的效果。
上傳時間: 2013-07-12
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基于嵌入式技術的遠程監控系統可以達到動態、無死角的監控目的,可以對一些特殊環境進行遠程監視和控制,且不受濕度、溫度等條件的影響,廣泛應用于軍事、交通、智能家居、醫療監護等多個領域。可以解決傳統監控系統將圖像采集設備固定在一個地方而使監控范圍有限,適用場合少等弊端。 本文設計了一款基于ARM和FPGA的遠程監控系統。首先在對遠程監控系統功能分析的基礎上,設計了以ARM為主控制器和FPGA為輔助控制器的硬件電路,采用ARM芯片控制圖像采集、速度采集、網絡傳輸等干擾小的模塊,采用FPGA芯片控制電機驅動、舵機驅動、電池監控等干擾大的模塊,大大提高了系統的穩定性;其次設計了基于WinCE操作系統的圖像采集、GPIO、PWM、外中斷EINT-19的流接口驅動程序;同時設計了基于WinCE操作系統的圖像采集及壓縮、網絡通信、車模速度采集的應用程序;FPGA內部邏輯電路采用Verilog語言完成電源監控、舵機控制、直流電機控制等功能。 本系統集圖像采集和壓縮、運動控制、網絡傳輸于一體。其圖像采集速度達30幀/秒,圖像分辨率達640x480,JPEG壓縮比達10:1,控制命令響應時間為1s,網絡傳輸速率達10Mbps。其功能擴展容易,功耗低,體積小,抗干擾能力強,具有很好的市場前景。關鍵詞:winCE;S3C2440A;FPGA;遠程監控;流接口驅動
上傳時間: 2013-04-24
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隨著計算機軟件和硬件的發展,以及圖像處理技術的日益成熟,基于嵌入式的監控系統發揮越來越重要的作用。針對無人值守行業對遠程監控的需要,特別是廠房、倉庫等場所,本文實現了一種基于嵌入式的遠程無線監控系統。系統以ARM處理器為核心,通過攝像頭采集監控圖像,并利用GPRS網絡完成數據的傳輸,以達到遠程監控的目的。 本文介紹了該系統的總體架構,確定了系統硬件與軟件的實現方案。并對設計中用到的一些技術原理和協議做了一些介紹和分析。其中,本設計以三星公司ARM9系列的S3C2410為核心,采用了市場上廣泛使用的價廉物美的ZC301芯片的USB攝像頭,以及西門子公司的GPRP模塊TC35i來實現系統的各部分功能。 本文完成了對Linux操作系統在本監控系統的移植,設計了系統軟件的總體流程,并完成了各個模塊的軟硬件實現:用戶通過手機發送控制命令,TC35i接收后傳給ARM處理器,處理器根據協議解釋命令,控制設備產生相應的動作,繼而通過GPRS網絡發送數據到指定郵箱,從而實現了系統監控功能。除此之外,系統實現了軟件的模塊化,完成對重要模塊的介紹與分析,如短消息處理模塊以及SMTP郵件發送模塊。
上傳時間: 2013-04-24
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自動氣象站是一種應用于氣象部門能自動收集、處理、存儲和傳輸氣象信息的設備。數據傳輸包括有線和無線兩種方式,但有線難以滿足自動氣象站成本,維護,效率要求,隨著通用分線無線業務GPRS(General Packet Radio Service)發展成熟,因具有成本低、速度快、永久在線等特點被選用作為自動氣象站的數據傳輸部分。 本文以基于ARM和Linux及GPRS的自動氣象站系統為研究對象,以操作系統,計算機體系結構,編譯原理,數據結構,軟件工程等理論為基礎,構建了ARM處理器、嵌入式Linux操作系統、GPRS通訊模塊的自動氣象站系統。實現了以ARM處理器為主控制器,Linux為操作系統,應用程序進行數據收集,分析,處理,存儲,并通過GPRS進行數據傳輸等功能,并驗證了它應用在氣象領域的可行性。系統以32位高性能微處理器ARMATMEL9263為硬件核心,以BENQ M23為GPRS模塊,在分析GPRS組網方案基礎上根據實際情況選擇了適合本課題,的公網固定IP方式組網方案,實現終端設備無線連接到Internet進行氣象數據傳輸。以嵌入式操作系統Linux為軟件平臺,在Linux的交叉編譯工具和串口環境下進行應用軟件開發。通過設計自動氣象站系統硬件和軟件,實現終端和上位機的連接,很好地解決了終端的網絡連接、網絡檢測和數據收發問題。 課題通過具體實驗測試,各項性能指標已達到設計要求,成功地實現了遠距離氣象數據傳輸,為自動氣象站提供了一種新型的可靠的無線傳輸模式。
上傳時間: 2013-07-01
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隨著多媒體技術和網絡技術的發展,嵌入式圖像采集系統的研究與實現越來越受到人們的重視。傳統的圖像采集系統一般采用基于PC機平臺和視頻采集卡的形式,該方案系統體積大、成本高,在遠距離、多點系統中實現困難。在這種背景下,設計一種輕便小巧的采集系統來采集、存儲并顯示所需的圖像成為市場所需。 本論文研究設計了一種基于嵌入式的圖像采集與傳輸系統,具有體積小、成本低、穩定性高等優點。該系統硬件平臺采用基于ARM920T核的S3C2410X處理器,軟件采用嵌入式Linux操作系統,利用USB攝像頭采集圖像并在目標板的LCD上進行顯示,通過網絡還可將采集到的圖像傳輸到PC機上顯示。該方案大大降低了系統的復雜性,同時提高了系統的穩定性和圖像質量,可以擴展應用在遠程監控系統等諸多領域,具有廣闊的市場和應用前景。 本論文首先介紹了課題研究的時代背景、實踐意義和研究現狀,并對嵌入式系統開發的基礎理論知識作了介紹,在此基礎上給出了嵌入式圖像采集與傳輸系統的總體結構設計;接著詳細分析了嵌入式Linux操作系統的開發技術,包括嵌入式開發環境的建立、Bootloader移植、Linux內核移植和根文件系統的制作,并介紹了嵌入式Linux下的設備驅動程序,實現了USB攝像頭驅動的移植,完成了利用攝像頭采集圖像的功能;然后完成了MiniGUI圖形用戶界面的移植和圖像在LCD上的顯示;最后實現了基于socket的網絡通信,完成了視頻采集和傳輸系統的整體功能,并給出了最終的實驗結果。 論文的最后是對全文的一個總結,對系統設計所完成的工作進行了概括,指出所存在的不足,對后續的研究工作做了進一步的展望,并給出了改進方法。
上傳時間: 2013-04-24
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