刀具狀態的精確監測是保證金屬切削加工過程順利進行的關鍵,因此研制準確、可靠且成本低廉的刀具狀態監測系統一直是研究人員所追求的目標。在眾多刀具狀態監測方法中,聲發射監測技術,以其信號直接來源于切削區,具有靈敏度高、響應快,能有效避開低頻干擾等優點,非常適用于刀具狀態監測。 圍繞如何獲取高信噪比的刀具狀態信號特征,擬結合嵌入式技術,構建準確、穩定、低成本的實時刀具狀態監測與辨識系統。給出了基于ARM& WinCE平臺的刀具狀態監測系統數據處理平臺軟硬件初步解決方案。作為課題的前期研究本文主要進行了以下工作: (1)分析了聲發射信號與刀具磨損狀態的相關性,驗證了利用聲發射信號進行刀具狀態監測的可行性; (2)確定刀具狀態監測系統的整體方案,包括系統整體架構、軟硬件設計方案。ARM& WinCE構成本系統的數據處理與顯示平臺,EVC為圖形界面應用程序開發工具; (3)構建了數據處理與顯示平臺。選用MagicARM2410實驗開發平臺,簡化了硬件設計;根據系統的功能需求,進行ARM平臺的接口設計、操作系統和必要的驅動程序的剪裁及移植; (4)完成了數據處理與顯示應用軟件設計。系統軟件包括界面模塊、數據管理模塊、數據處理模塊、圖形及結果顯示模塊、參數設置模塊等,其中數據處理模塊主要包括小波消噪、小波包分解特征提取等算法; (5)實現了ARM& WinCE平臺與PC機的實時可靠通訊。
上傳時間: 2013-04-24
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近年來,監控系統從鮮為人知的幕后走進了前臺、走進了人們的生活,監控技術己從第一代全模擬系統發展到第三代完全數字化的階段。目前,隨著微處理器技術和計算機網絡技術的進步,基于嵌入式Web的網絡視頻監控系統逐漸得到了人們的廣泛關注,以網絡為基礎的數字視頻監控系統已經發展成為視頻監控系統發展的主流。 本文在分析視頻監控的現狀和發展趨勢之后,針對當前視頻監控系統的不足,結合市場應用前景設計了一種較好的遠程視頻監控的應用方案。該方案是在當前非常流行的ARM微處理器上,利用強實時操作系統VxWorks與高性能開源的嵌入式Web服務器和嵌入式數據庫相結合,建立高效的、可及時響應的嵌入式視頻監控服務器,該系統支持USB攝像設備、文件存儲、數據庫管理,具有較高的性價比。 論文詳細闡述了視頻監控系統軟硬件的總體設計,主要致力于嵌入式操作系統在S3C2410開發板上的移植,深入研究了閃存文件系統TFFS、以太網卡的工作機制、VxWorks USB協議棧,并實現了硬件上對應的驅動程序。在嵌入式操作系統成功實現后,完成了嵌入式Web服務器GoAhead和嵌入式數據庫Berkeley DB的移植。同時,在軟件層次上設計和實現了基于Web視頻監控的前端服務CGI程序的功能模塊。 本系統是ARM技術、VxWorks操作系統、網絡技術在嵌入式領域的綜合應用,本系統可應用于交通控制、實時探測、安全檢查等領域,并對視頻監控在其他領域的應用有一定的參考價值。
標簽: ARMVxWorks Web 視頻監控系統
上傳時間: 2013-04-24
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視頻監控系統是一種先進的、防范能力強的綜合系統。它通過遙控攝像機及其輔助設備(鏡頭、云臺等)直接觀看被監控場所的一切情況,同時可以把監控場所的圖像內容傳送到監控中心,進行實時遠程監控。隨著計算機、網絡以及圖像處理、傳輸技術的迅猛發展,視頻監控技術也得到飛速發展,視頻監控進入了全數字化的網絡時代,傳統的模擬視頻監控系統和基于PC機的數字視頻監控系統已不能滿足現代社會發展的需要,基于嵌入式技術的網絡視頻監控系統成為視頻監控系統發展的新趨勢,具有廣闊的應用前景和實用價值。 本文在總結分析前人研究成果的基礎上,深入系統地研究了基于ARM和Linux的嵌入式系統開發技術,給出了基于ARM的嵌入式視頻服務器的總體設計方案和功能規劃,包括硬件結構和軟件結構,基于B/S(Browser/Server)服務機制的客戶端軟件設計大大降低了客戶端的軟硬件要求。然后,介紹了嵌入式Linux交叉編譯環境的搭建和嵌入式軟件的開發過程,通過BootLoader的配置燒寫和Linux內核的移植編譯,搭建了嵌入式視頻服務器運行開發的軟件平臺。最后詳細分析了嵌入式視頻服務器軟件部分各個功能模塊的設計思路及其關鍵代碼實現,用Liflux vide04linux APIs實現了視頻圖像的采集,視頻數據網絡傳輸采用了基于UDP協議的IP組播方式,而視頻圖像顯示模塊則采用了自行設計實現的基于IPicture COM接口的ActiveX控件,便于維護、更新和升級。 本文設計的基于ARM的嵌入式視頻服務器安裝設置方便,遠程客戶端用戶通過IE瀏覽器可直接訪問服務器,實時視頻圖像傳輸流暢,無明顯抖動,具有良好的穩定性、較高的性價比和一定的實用價值。
上傳時間: 2013-05-19
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隨著現代電子信息技術和我國汽車制造業的強勁增長,汽車已不再是簡單的交通工具,而是成為現代科技的載體。汽車的快速增長雖然使我們的出門更加便利,但同時也帶來了諸多社會問題。如:交通事故率上升、交通事故判別和車輛的規范化管理難度加大等。論文針對以上問題提出了使用視頻記錄的解決方法。 論文設計了一種基于ARM的嵌入式數字視頻記錄系統。該系統能夠將安裝在汽車中的攝像頭拍攝到的汽車前視景和儀表顯示畫面進行壓縮并以文件的形式存儲,事后通過回放系統將記錄的文件進行播放,可以以此來規范車輛管理、判斷交通事故原因和保障乘客安全。系統采用嵌入式技術并選用32位的ARM微控制器,使用先進的視頻解碼、編碼芯片,成功實現對實時視頻的采集、壓縮及儲存記錄。介紹目前數字視頻技術的發展及應用狀況、闡述視頻記錄系統所涉及的視頻壓縮和嵌入式系統設計基本理論,提出視頻記錄系統的設計方案。重點對基于ARM的嵌入式數字視頻記錄系統的系統硬件、軟件設計做了詳細的論述。硬件部分以ARM芯片LPC2210為核心控制器,以SAA7113H和Z1510為視頻壓縮核心硬件,完成ARM最小系統、視頻圖像信號的解碼和編碼壓縮電路、IDE儲存接口等電路設計;軟件部分采用穩定可靠的μC/OS-Ⅱ嵌入式實時操作系統,實現μC/OS-Ⅱ在LPC2210上的移植,完成系統的硬件初始化和IDE驅動的編寫調試,使整個系統的各個部分能夠協調的工作。 試驗表明,基于ARM的嵌入式數字視頻記錄系統能夠實現對數字視頻信號的長時間實時采集、壓縮記錄。壓縮后的數據符合MPEG-1標準。
上傳時間: 2013-07-07
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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。
上傳時間: 2013-04-24
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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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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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我國經濟的快速發展促進各行業對電力需求的飛速增長,電力需求側管理隨著電力系統管理的自動化而不斷發展起來。用電現場負荷監控終端是電力需求側管理的一個重要組成部分,它為有效利用能源、合理分配能源,鼓勵用戶均衡用電,實現電力需求側科學管理提供了技術基礎。 負荷監控終端利用微電子技術、電力電子技術和傳感器技術對用電現場的各種電能參數進行采集和全方位監控,在電力需求側管理中承擔著重要角色。它為電力管理部門和用電企業間搭起了信息橋梁,不僅實時提供企業用電的各種信息,而且能夠及時執行電力管理部門的遠程命令,實現遠程操作。電力管理部門向終端安排合理的用電方案,能夠對企業的用電實現宏觀調控,這對企業的長足發展和電力管理部門的合理調度電能有很好的推動作用。因此對負荷監控終端的研究具有重大的現實意義。 論文對目前國內外的負荷監控終端在的發展現狀進行了概述,分析了負荷監控終端在國內的電力負荷管理技術中的地位和作用,以及當前負荷監控終端系統的技術水平和實現方法,在研究了終端設計多項技術的基礎上,結合工程項目的要求對微處理器和操作系統進行了具體選型,設計了一種基于ARM 和μC/OS-Ⅱ的配變監控終端,在基于ARM技術的LPC2124 微處理器和外圍接口芯片上,進行了終端系統的設計;實現了μCOS-Ⅱ在LPC2124MCU 上的移植;編寫了基于μC/OS-Ⅱ的API 接口函數和底層硬件驅動程序;采用多任務按優先權調度的方式解決了任務處理的實時性,克服了傳統前后臺軟件在復雜的監控終端設計中實時性差的弊端,實踐證明用這種設計思想制作的配變監控終端能較好地滿足工程應用實際需要。
上傳時間: 2013-04-24
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近年來,在鋼鐵材質質量檢測的研究領域,電磁無損檢測方法以其非破壞性和簡便快速的優點取得了大量成果,然而對于鋼材及其制品的混料、硬度和裂紋質量檢測還存在許多難題.如用傳統檢測平臺檢測鋼鐵件硬度的檢測精度和速度都不夠理想。 基于上述情況,論文將先進的SOPC技術應用到鋼鐵件的電磁無損檢測中。SOPC技術將處理器、存儲器、IO接口、各種外圍設備等系統設計需要的部件集成到一個可編程邏輯器件上,構建成一個可編程的片上系統。 論文詳細論述了基于FPGA的電磁無損檢測試驗裝置的理論基礎,并在此基礎上給出了總體設計方案。全文著重敘述了系統的模擬部分,系統配置以及軟件部分的整個設計過程。利用QuartusⅡ自定義外設和Avalon總線多主并行處理的特點,采用Vefilog HDL,語言實現激勵信號發生器和高速數據采集器,使得信號激勵和信號采集在同一片芯片中實現,從而提高了信號及信號處理的精確度。由于電磁檢測對多種參數的敏感反應,必須抑制由此引入的多種因素的干擾,利用FIR數字濾波和相關方法從眾多的干擾信號中提取出有效信號的幅度和相位,同時利用NiosⅡC2H功能對濾波模塊進行硬件加速處理,大大提高了信號處理的速度。利用最小二乘法建立回歸方程模型進行無損檢測。最后運用此電磁無損檢測系統對軸承鋼的硬度進行了定性測試,取得了較好的檢測結果。 試驗結果表明,將SOPC技術應用到電磁無損檢測系統中,系統的檢測速度和檢測精度都有所提高,并使得整個系統在規模、可靠性、性能指標、開發成本、產品維護及硬件升級等多方面實現了優化。
上傳時間: 2013-06-04
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激光測距是一種非接觸式的測量技術,已被廣泛使用于遙感、精密測量、工程建設、安全監測以及智能控制等領域。早期的激光測距系統在激光接收機中通過分立的單元電路處理激光發、收信號以測量光脈沖往返時間,使得開發成本高、電路復雜,調試困難,精度以及可靠性相對較差,體積和重量也較大,且沒有與其他儀器相匹配的標準接口,上述缺陷阻礙了激光測距系統的普及應用。 本文針對激光測距信號處理系統設計了一套全數字集成方案,除激光發射、接收電路以外,將信號發生、信號采集、綜合控制、數據處理和數據傳輸五個部分集成為一塊專用集成電路。這樣就不再需要DA轉換和AD轉換電路和濾波處理等模塊,可以直接對信號進行數字信號處理。與分立的單元電路構成的激光測距信號處琿相比,可以大大降低激光測距系統的成本,縮短激光測距的研制周期。并且由于專用集成電路帶有標準的RS232接口,可以直接與通信模塊連接,構成激光遙測實時監控系統,通過LED實時顯示測距結果。這樣使得激光測距系統只需由激光器LD、接收PD和一片集成電路組成即可,提出了橋梁的位移監測技術方法,并設計出一種針對橋梁的位移監測的具有既便攜、有效又經濟實用的監測樣機。 本文基于xil inx公司提供的開發環境(ise8.2)、和Virtex2P系列XC2VP30的開發版來設計的,提出一種基于方波的利用DCM(數字時鐘管理器)檢相的相位式測距方法;采用三把側尺頻率分別是30MHz、3MHz、lOkHz,對應的測尺長度分別為5米、50米和15000米,對應的精度分別為±0.02米、±0.5米和±5米。設計了一套激光測距全數字信號處理系統。為了證明本系統的準確性,另外設計了一套利用延時的方法來模擬激光光路,經過測試,證明利用DCM檢相的相位式測距方法對于橋梁的位移監測是可行的,測量精度和測量結果也滿足設計方案要求。
上傳時間: 2013-06-12
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