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網絡平臺

  • 基于ARM和嵌入式LINUX的無線視頻監控系統的實現

    嵌入式系統是以應用為中心,以計算機為基礎,并且軟硬件可裁剪,適用于應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴格要求的專用計算機系統。嵌入式系統一般由嵌入式微處理器、外圍硬件設備、嵌入式操作系統以及用戶的應用程序4部分組成,用于實現對其它設備的控制、監視或管理等功能。其廣泛應用于控制領域、消費電子產品等行業,已成為現代電子領域的重要研究方向之一。而隨著電子技術,多媒體技術及網絡技術快速發展,視頻監控系統也正在向嵌入式,數字化,網絡化方向發展。嵌入式視頻監控系統充分利用大規模集成電路和網絡的科技成果,實現體積小巧,性能穩定,通訊便利的監控產品。本項的目的正是建立一個完整的基于 ARM9 核心處理器和嵌入式 Linux 操作系統的嵌入式視頻監控系統。 本項目是在 ARM 微處理器平臺上,移植嵌入式Linux操作系統,并完成視頻采集、壓縮、傳輸任務。系統采用 ARM 微處理器 AT91RM9200作為主處理器,以視頻采集芯片 ADV7181 作為視頻采集設備,用 H.263視頻壓縮協議對視頻數據進行壓縮,最后通過中興通信公司 MG815+CDMA通信模塊傳輸到服務器上。 本論文主要分成五個章節: 第一章:首先介紹ARM和嵌入式Linux操作系統的特點和當前的發展概況,然后說明了本文的課題背景及意義; 第二章:描述了硬件開發平臺。本系統采用了 ALTMEL 的AT91RM9200為核心的開發平臺,并擴展了以視頻采集模塊和CDMA無線傳輸模塊; 第三章:描述了本系統的軟件開發平臺,包括嵌入式Linux開發流程以及移植到具體硬件平臺需要完成的工作,如 U-Boot 的移植、Linux內核的編譯與裁剪、文件系統的制作等; 第四章:首先論述了本系統中的難點 FIFO 設備的驅動編寫,隨后在對H.263視頻壓縮編碼敘述的基礎上針對塊匹配運動估計給出了一種改進的菱形搜索算法代替原有的三步搜索法,并且通過實驗結果證明,經算法改進優化的新菱形算法優于原先的三步搜索法; 第五章:得出了實驗結果,完成了視頻數據的無線網絡傳輸。

    標簽: LINUX ARM 嵌入式 無線視頻監控系統

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:martinyyyl

  • 基于FPGA的視頻編碼器設計

    ISO和ITU-T制定的一系列視頻編碼國際標準的推出,開創了視頻通信和存儲應用的新紀元。從H.261視頻編碼建議,到H.262/3、MPEG-1/2/4等都有一個共同的不斷追求的目標,即在盡可能低的碼率(或存儲容量)下獲得盡可能好的圖像質量。 本課題的研究建立在目前主流的壓縮算法的基礎上,綜合出各種標準中實現途徑的共性和優勢,將算法的主體移植于FPGA(FieldProgrammableGateArray)平臺上。憑借該種類嵌入式系統配置靈活、資源豐富的特點,建立一個可重構的內核處理模塊。進一步的完善算法(運算速度、精度)和外圍系統后,就可作為專用視頻壓縮編碼器進行門級電路設計的原型,構建一個片上可編程的獨立系統。 編碼器設計有良好的應用前景,通過使用離散余弦變換和熵編碼,對運動圖像從空間上進行壓縮編碼,使得編碼后的數據流適合于傳輸、通信、存儲和編輯等方面的要求。同時,系統的設計將解碼的工作量大幅度降低,功能模塊在作適當的改動后可為解碼器的參考設計使用。 研究所涉及的各功能模塊都進行了系統性的仿真和綜合,滿足工程樣機的前期研發需要。

    標簽: FPGA 視頻編碼器

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:xiangwuy

  • 基于ARM與FPGA的高速數據采集技術研究

    本文研究基于ARM與FPGA的高速數據采集系統技術。論文完成了ARM+FPGA結構的共享存儲器結構設計,實現了ARMLinux系統的軟件設計,包括觸摸屏控制、LCD顯示、正弦插值算法設計以及各種顯示算法設計等。同時進行了信號的高速采集和處理的實際測試,對實驗測試數據進行了分析。 論文分別從軟件和硬件兩方面入手,闡述了基于ARM處理器和FPGA芯片的高速數據采集的硬件系統設計方法,以及基于ARMLinux操作系統的設備驅動程序設計和應用程序設計。 硬件方面,在FPGA平臺上,我們首先利用乒乓操作的方式將一路高速數據信號轉換成頻率為原來頻率1/4的4路低速數據信號,再將這四路數據分別存儲到4個FIFO中,然后再對這4個FIFO中的數據拼接并存儲在FPGA片上的雙端口雙時鐘RAM中,最后將FPGA的雙端口雙時鐘RAM掛載到ARM系統的總線上,實現了ARM和FPGA共享存儲器的系統結構,使ARM處理器可以直接讀取這個雙端口雙時鐘的RAM中的數據,從而大大提高了數據采集與處理的效率。在采樣頻率控制電路設計方面,我們通過使FIFO的數據存儲時鐘降低為標準狀態下的1/n實現數據采集頻率降為標準狀態的1/n,從而實現了由FPGA控制的可變頻率的數據采集系統。 軟件方面,為了更有效地管理和拓展系統功能,我們移植了ARMLinux操作系統,并在S3C2410平臺上設計實現了基于Linux操作系統的觸摸屏驅動程序設計、LCD驅動程序移植、自定義的FPGA模塊驅動程序設計、LCD顯示程序設計、多線程的應用程序設計。應用程序能夠控制FPGA數據采集系統工作。 在前端采樣頻率為125MHz情況下,系統可以正常工作。能夠實現對頻率在5MHz以下的信號波形的直接顯示;對5MHz至40MHz的信號,使用正弦插值算法進行處理,顯示效果良好。同時這種硬件結構可擴展性強,可以在此基礎上實現8路甚至16路緩沖的系統結構,可以使系統支持更高的采樣頻率。

    標簽: FPGA ARM 高速數據 采集

    上傳時間: 2013-07-04

    上傳用戶:林魚2016

  • 小波變換研究及其FPGA實現

    傅里葉變換是信號處理領域中較完善、應用較廣泛的一種分析手段.但傅里葉變換只是一種時域或頻域的分析方法,它要求信號具有統計平穩,即時不變的特性.但是實際應用中存在很多非平穩信號,它們并不能很好的用傅立葉變換來處理.小波變換的出現解決了這個問題,它在處理非平穩信號方面具有傅立葉變換無法比擬的優越性.小波變換在通信技術、信號處理、地球物理、水利電力、醫療等領域中獲得了日益廣泛的應用.小波變換的研究成為了當今學術界的一個熱點.隨著現代數字信號處理朝著高速實時的方向發展,純軟件的程序式信號處理方法越來越不能滿足實際應用的需求,因此人們希望用硬件電路來實現高速信號處理問題.基于以上原因,該文在研究了小波變換的基本理論和特點的基礎上,重點研究了小波變換的VLSI電路構架,并用FPGA實現了它的功能.毫無疑問,該文所做的具體工作在理論和實踐上都有參考價值.論文中,在簡單介紹了小波變換的基本理論、特點和應用;對信號小波變換分解,重構的MATLAB算法進行了分析,為硬件實現奠定了理論基礎.論文在研究了小波核心算法MALLAT算法的基礎上,以直觀的圖形方式描述了算法的流程圖;并由此提出了基于VLSI的電路模塊架構.根據上述模塊結構,對相關模塊進行了硬件描述語言(VERILOG-HDL)的建模,并且在仿真平臺上(ACTIVE-HDL)進行了仿真.在仿真正確的前提下,該文選用了EP20K100BC356-1V芯片作為目標器件進行了綜合和后仿真,并且將仿真結果通過MATLAB與理論參數進行了比較,結果表明設計是正確的.對設計中存在的誤差和部分模塊的進一步優化,該文也作了分析和說明,為下一步實現通用IP核設計奠定了基礎.

    標簽: FPGA 小波變換

    上傳時間: 2013-06-27

    上傳用戶:zhaoq123

  • 小詞匯量非特定人孤立詞語音識別的FPGA實現

    語音識別技術是信息技術領域的重要發展方向之一,小詞匯量非特定人孤立詞語音識別是語音識別領域中一個具有廣泛應用背景的分支,在家電遙控、智能玩具、人機交互等領域有著重要的應用價值.語音識別芯片從20世紀90年代開始出現,目前的語音識別芯片都是以DSP為核心集成的語音識別系統,算法主要通過軟件實現,為了提高速度和降低成本,下一代語音識別芯片將設計成軟硬件協同實現,本文的目的是使用全硬件方法實現語音識別算法,為軟硬件協同實現的方案提供參考.本論文主要完成了以下工作:(1)在選定的FPGA平臺上,完成了整個系統的硬件設計.(2)對于硬件中難于實現而且占用較多資源的乘法器、求對數、求平方根以及快速傅立葉變換等關鍵模塊,本文都根據電路的具體特點,給出了巧妙的實現方案,完成了算法需要的功能.(3)設計中使用了模塊復用和流水線技術.(4)根據設計結果,給出了各個模塊占用的硬件資源和運行速度.實驗結果表明,本文所設計的硬件系統能夠正常工作,在速度和面積方面都達到了設計要求.

    標簽: FPGA 詞匯 語音識別

    上傳時間: 2013-06-12

    上傳用戶:01010101

  • 基于ARM的嵌入式無線工業供水測控系統

    隨著科學技術的不斷發展,嵌入式系統得到了廣泛的應用。在當今的工業控制領域,控制邏輯和功能變得越來越復雜,簡單的嵌入式系統己經不能滿足工業生產需求,而帶有高性能處理器以及完整操作系統的嵌入式系統的引入將逐漸成為工業控制自動化發展的方向。 本文對用于工業供水設備測控的工業供水測控系統展開研究。首先,在ARM嵌入式最小系統的基礎上建立通用的硬件平臺,對平臺的硬件結構進行設計,特別是對于關鍵的接口電路進行了比較深入的研究,針對供水設備測控的不同要求,集成了多種接口電路。其次,在實現嵌入式實時多任務操作系統μC/OS-Ⅱ在ARM上可移植的基礎上,建立了測控系統的軟件平臺,對接口電路驅動程序進行模塊化設計。最后,在研制出的測控平臺上,加入了電力參數與傳感器數據監測電路以及開關量輸入/輸出電路,特別是對工頻交流信號有效值的測量進行了較深入的硬件設計以及軟件算法研究,并對測控系統的無線通訊部分進行了設計。 在上述工作的基礎上,開發出嵌入式無線工業供水測控系統樣機。工業現場近半年來試運行的結果表明:該基于ARM的嵌入式無線工業供水測控系統設計合理,性能穩定可靠,達到了設計的要求。

    標簽: ARM 嵌入式無線 工業 測控系統

    上傳時間: 2013-06-23

    上傳用戶:giser

  • 基于ARM的嵌入式指紋識別系統

    生物識別技術代表了未來身份驗證技術的發展方向,而指紋識別技術又是最可靠、最有效的生物識別技術之一。目前,指紋識別技術是優于其它生物識別技術的身份鑒別方法。這是因為人的指紋各不相同、終生基本不變的特點已經得到公認,特別是現有的指紋識別算法已達到識別迅速、準確可靠的水平,是完全可以商業化的生物識別技術。 傳統的指紋識別系統多是基于PC平臺,這種系統將指紋圖像處理和指紋匹配甚至指紋采集控制都放在PC平臺上,在獲得了較高速度和開發效率的同時,缺點也是顯而易見的,其體積龐大,成本較高。而已有的嵌入式指紋識別系統多是基于單片機和DSP的,不是在運算速度上受到硬件限制,就是在系統的擴展性、可維護性及用戶交互上有諸多不足。 近年來指紋識別應用的普及對自動指紋識別系統的便攜性和易用性提出了更高的要求,指紋識別技術正向著小型化和嵌入式的方向發展。在微電子領域,以ARM、DSP、FPGA為代表的嵌入式微處理器的性能飛速提高,為構建嵌入式系統提供了硬件保證。 ARM是當前最為流行的32位RISC處理器架構,目前ARM占RISC處理器市場的七成左右。三星公司的S3C2410是基于ARM920T內核的通用32位微處理器,它具有高性能和低功耗的特性,被設計用于手持設備和通用嵌入式系統。 嵌入式系統對操作系統和其上運行的軟件有特別的要求。針對本課題所采用的ARM硬件平臺,詳細介紹了嵌入式操作系統Arm-Linux的移植。分別說明了交叉編譯工具鏈的安裝、引導裝載器的移植和Linux內核的裁減和交叉編譯過程。為了運行應用程序,還介紹了文件系統的構建。 指紋識別系統需要指紋采集設備。FPS200是Veridicom公司推出的第三代半導體指紋傳感器,是一款專為嵌入式系統設計的高性能、低成本、低功耗的電容式固態指紋傳感器。本文詳細闡述了基于FPS200的USB接口指紋采集卡的設計與實現。 指紋圖像處理與匹配是整個系統的重要環節,論文介紹了圖像處理與匹配的一般概念,并提出了新的指紋匹配方法。指紋匹配是自動指紋識別中的一個難點。現有的指紋匹配方法大致可以歸結為圖形匹配和人工神經網絡匹配兩大類,本文提出的基于線段的特征點匹配算法屬于圖形匹配。 嵌入式系統需要完善的軟件支持。隨著嵌入式技術的飛速發展,用戶交互界面也由傳統的字符界面向圖形界面轉變,圖形用戶界面系統得到了長足的發展。MiniGUI 是一個非常適合于工業控制實時系統以及嵌入式系統的可定制的、小巧的圖形用戶界面支持系統。本文介紹了基于MiniGUI的可視化指紋識別軟件設計。 綜上所述,本文針對特定硬件條件,構建了定制的嵌入式操作系統;設計了支持USB數據傳輸的指紋采集卡;指紋圖像的濾波、提取特征和指紋特征匹配均針對嵌入式系統的實際情況進行了優化;利用MiniGUI圖形支持庫完成了界面美觀友好的可視化指紋識別程序。系統具有安全可靠、易于擴展、性價比高等優點。

    標簽: ARM 嵌入式 指紋識別系統

    上傳時間: 2013-08-02

    上傳用戶:小儒尼尼奧

  • 基于ARM的手持式RFID讀寫器的研究與實現

    當代科學技術突飛猛進,極大促進了自動識別技術的發展——條形碼、光學字符識別、磁條(卡)、工C卡、語音識別、視覺識別、RFID等,其中,RFID無疑是最為前沿的自動識別技術,是一種非接觸式的識別技術;同時,隨著另外一項技術——嵌入式技術的飛速發展,機構小巧、性能優越、價格便宜、操作簡便的手持式數據自動讀寫設備發展尤為迅速。具體說來,一款好的手持式RFID讀寫器適用于工作現場,可以供工作人員對現場物品信息進行自動收集,而隨著嵌入式操作系統和網絡技術的應用,使讀寫器不僅有數據采集功能,而且可以對數據進行分析以供管理決策。在這其中,操作系統、芯片、總線、接口技術成為讀寫器的內核,嵌入式系統成為技術的代表。 隨著嵌入式操作系統(如linux、wirice.net)的出現,使得軟件開發人員在嵌入式系統和普通pc機上進行應用軟件開發不會感到太大的差別(借助于交叉開發環境,即在pc機上編譯連接,但生成的是目標機代碼)。但是,對于那些應用軟件開發者,往往對某一行業軟件開發比較熟悉卻對硬件有些陌生,熟悉硬件原理(嵌入式處理器架構、部件工作原理等)恰恰是構建一個嵌入式系統所必須的。因此,構建一個性能穩定、持續工作時間長、完善數據接口、方便讀寫器接口的手持式設備成為了當今一個比較熱門的技術領域。本項目就是根據以上事實,先分析了國內外研究現狀,再根據項目需求、生產成本以及RFID應用開發者的要求,決定采用以ARM920T為內核的$3C2410為嵌入式處理器、微軟公司力推的wiIice.net為嵌入式操作系統,設計開發了供RFID應用軟件開發者使用的手持式RFID讀寫器。針對手持式設備的特點和實際要求,對讀寫器軟硬件系統整體結構進行了規劃,完成了時鐘電路、nand flash存儲器接口電路、SDRAM電路、串行接口電路、RFID讀寫模塊接口電路、USB接口電路、無線通信模塊接口電路、LCD/觸摸屏接口電路的設計,并開發了讀寫器的二次發API;在wince.net平臺下,利用platform builder工具定制了適于讀寫器的操作系統,實現了嵌入式操作系統的設計,最后對整個系統進行了測試。

    標簽: RFID ARM 手持式 讀寫器

    上傳時間: 2013-06-21

    上傳用戶:yatouzi118

  • 基于ARM和TCPIP協議的網絡測控系統的研究與設計

    嵌入式系統是一種將底層硬件、實時操作系統和應用軟件相結合的專用計算機系統,在經濟社會和人們的日常生活中得到了越來越廣泛的應用。嵌入式系統的研究與開發已成為現代電子領域的重要研究方向之一。嵌入式實時操作系統是嵌入式系統應用軟件開發的支撐平臺,網絡化是主要趨勢之一。 μC/OS-Ⅱ作為一種新興的嵌入式實時操作系統,以其免費公開源碼、面向中小型應用、可搶占、多任務以及較好的移植性等突出特點,在各類嵌入式設備中得到廣泛應用。然而,μC/OS-Ⅱ內核中不支持TCP/IP協議棧,因而無法適應嵌入式設備網絡化的需要。本文的主要目標是:在計算資源嚴重受限的條件下,研究使嵌入式系統支持TCP/IP協議的策略及其實現方法。 本課題以實驗室現有的Samsung S3C44BOX芯片為核心的ARM開發板作為硬件平臺,分析了ARM7TDM[內核的特點及S3C44BOX的結構。在詳細分析實時操作系統μC/OS-Ⅱ及其內核原理的基礎上對其進行適當的改進并成功移植到ARM硬件平臺上。針對μC/OS-Ⅱ內核不支持TCP/IP協議棧的問題,引進了嵌入式TCP/IP協議uIP,將其應用到μC/OS-Ⅱ上,成為μC/OS-Ⅱ的網絡服務模塊,實現了對μC/OS-Ⅱ的網絡功能的擴充,并在uIP基礎上編寫了相關的網絡驅動程序。最后,本課題設計了基于HTTP協議的嵌入式Web服務器和基于TFTP協議的遠程文件傳輸,從而使網絡遠程監控測量和在線程序的更新下載成為現實。 本課題經過數月的軟硬件的設計和調試,已實現了最初的設計目標。測試結果表明:移植到ARM處理器上的μC/OS-Ⅱ內核可以成功實現對任務的調度;對μC/OS-Ⅱ內核擴充的TCP/IP協議——uIP可正常運行:嵌入式Web服務器和遠、程文件傳輸在實驗室局域網中的穩定運行,更加證明了本課題的成功性。

    標簽: TCPIP ARM 協議 網絡測控

    上傳時間: 2013-05-17

    上傳用戶:LSPSL

  • 基于ARM和藍牙的安防系統的設計和實現

    隨著人們物質文化生活水平的提高和科學技術的快速發展,智能家居已成為一個發展趨勢。智能家居系統采用傳感技術、計算機技術和信息傳輸與處理技術,能給用戶提供全方位的服務,同時對住房內的情況進行遠程監控和實時管理。安防系統是智能家居中的一個重要的組成部分。傳統的安防系統都是基于單片機設計實現的,它難以滿足現代家居中網絡家電功能,針對這些問題,設計并實現了一種基于ARM和藍牙的安防系統。 (1) 深入研究了安防系統中視頻監控的研究現狀與發展趨勢,分析了嵌入式Linux操作系統的優、缺點以及選擇內核版本為Linux2.6的原因,指出了選題研究的目的和意義。 (2) 從網絡拓撲結構和幾種重要協議這兩個方面入手,闡述了智能家居中的重要技術——藍牙。 (3) 根據智能家居的功能要求,設計了一種智能家居中的安防系統,論述了ARM9嵌入式微處理器S3C2410的原理以及性能,闡述了安防系統中的NANDFLASH模塊、SDRAM模塊、RS232串口模塊、以太網模塊、USB、USB藍牙、USB攝像頭的組成原理以及設計與實現方法。 (4) 根據系統軟件環境的需求,構建了嵌入式Linux系統軟件平臺,論述了交叉編譯環境和NFS開發調試環境的建立,移植S3C2410下啟動引導程序VIVI,移植嵌入式操作系統Linux(內核版本為2.6.14),闡述了系統相關設備驅動的移植(NAND FLASH、USB、USB攝像頭、USB藍牙)、文件系統的使用,分析了Linux下藍牙無線通信的實現過程。 (5) 在搭建的嵌入式Linux系統軟件平臺上,論述了在Windows XP下遠程登錄到Linux操作系統的方法,闡述了在Linux下使用V4L編程來截取攝像頭圖象,使用SOCKET編程將截取到的圖象傳送到室內PC機上,遠程監控電腦登錄到此PC機上,利用IE瀏覽器來實現對現場環境的監控。 (6) 結合實驗測試環境和測試數據,進行了視頻監控系統的性能測試,分析了測試結果并針對出現的問題給出了改進措施。 通過對安防系統的實驗測試表明,系統能夠很好地檢測不法分子的入侵,并通過遠程視頻監控方式來告知用戶,系統運行穩定,達到了預期的設計目標。

    標簽: ARM 藍牙 安防系統

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:yatouzi118

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