智能家庭信息系統(tǒng)是集自動化、計算機、通信技術于一體的“3C”系統(tǒng)，它將各種家電產品結合成一個有機整體，實現(xiàn)了對家電設備進行集中或異地控制和管理，以及能夠與外界進行信息交互，以控制終端為突破口作為對家庭信息系統(tǒng)的研究，將有可能在以后的競爭中占據(jù)制高點，取得良好的經濟和社會效益。 本課題開發(fā)的智能家庭信息系統(tǒng)是以實際項目為背景，對基于網絡的嵌入式家庭信息系統(tǒng)進行了研究。通過對傳統(tǒng)智能家居的特點進行分析，指出了目前市場上的智能家居系統(tǒng)的局限性，提出了基于短距無線網絡的現(xiàn)代智能家居系統(tǒng)是將來的發(fā)展趨勢。 接著對智能家居控制的系統(tǒng)構架以及相關關鍵技術進行了分析和比較，指出基于IEEE802.15.4的ZigBee技術是目前最適合無線家居控制系統(tǒng)的無線標準，并對該標準進行了深入研究。 論文充分考慮到家庭信息化網絡的現(xiàn)狀和家庭內部各信息家電的互連、集中控制、遠程訪問與控制的需求，以及低成本實現(xiàn)的實際需要，及設備互連對傳輸帶寬和使用靈活性等特點的需要，設計了以無線ZigBee技術組成家庭網絡體系總體結構，避免了在家庭內部布線的缺陷，且滿足了功耗低，成本低，網絡容量大等要求。 設計了新型無線通訊模塊，該模塊主控芯片采用8位低功耗微控制器ATMEGA64及CHIPCON公司推出的首款符合2.4 GHZ IEEE802.15.4標準的射頻收發(fā)器CC2420來實現(xiàn)ZigBee模塊，它可以降低無線通訊的成本和提高無線通訊的可靠性，可以單獨使用，也可以嵌入其它設備。 論文采用了免費、公開的linux操作系統(tǒng)，并給出了在Linux上的開發(fā)流程。 最后，論文具體分析了無線ZigBee協(xié)議、ZigBee組網技術以及它們在將來的廣泛應用。深入地研究了HTTP超文本傳輸協(xié)議，設計了遠程客戶端訪問和控制家用電器的界面，并給出了部分軟件設計流程圖。
標簽： ARM 嵌入式系統(tǒng) 家 中的應用
上傳時間： 2013-04-24
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本文使用nRF905 實現(xiàn)門禁系統(tǒng)控制信號的無線傳輸，并使用DS1722 產生隨機數(shù)、IDEA 加密后傳輸、接收非法信號后延時等技術加強系統(tǒng)的安全性能。主要介紹硬件電路、nRF905 無線信號
標簽： Keil 無線 c語言 門禁系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-15
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自上個世紀九十年代以來，我國著名學者、現(xiàn)中國科學院院士、清華大學陳難先教授等人使用無窮級數(shù)的Mobius反演公式解決了一系列重要的應用物理中的逆問題，例如費米體系逆問題、信號處理等，開創(chuàng)了應用、推廣數(shù)論中的Mobius變換解決物理學中各種逆問題的巧妙方法，其工作在1990年得到了世界著名的《NATURE》雜志的整版專評與高度評價。華僑大學蘇武潯、張渭濱教授等則把Mobius變換的方法應用于幾種常用波形（包括周期矩形脈沖，奇偶對稱方波和三角波等）的傅立葉級數(shù)的逆變換運算，得到正、余弦函數(shù)及一般周期信號的各種常用波形的信號展開；并求得了與各種常用波形信號函數(shù)族相正交的函數(shù)族，以用于各展開系數(shù)的計算與信息的解調；而后把它們應用到通信系統(tǒng)中，提出了一種新的通信系統(tǒng)，即新型Chen-Mobius通信系統(tǒng)。 在新型通信系統(tǒng)中，把這種正交函數(shù)族應用于系統(tǒng)的相干調制解調中，取代傳統(tǒng)通信系統(tǒng)中調制解調所采用的三角正交函數(shù)族。正是這種正交函數(shù)族使得通信系統(tǒng)的傳輸性能大大提高，保密性加強，而且正交函數(shù)族產生很方便。 本文從軟件仿真和硬件實現(xiàn)兩個方面對Chen-Mobius通信系統(tǒng)進行了驗證。首先，利用MATLAB軟件構建Chen-Mobius數(shù)字通信系統(tǒng)，通過計算機編程，對Chen-Mobius單路、四路和八路的數(shù)字通信系統(tǒng)進行仿真分析，對該系統(tǒng)在不同信噪比情況下的錯誤概率進行了計算，并繪出了信噪比-錯誤概率曲線；其次，在QuartusⅡ軟件平臺上，利用VHDL語言文本輸入和原理圖輸入的方法構建Chen-Mobius數(shù)字通信系統(tǒng)，對該系統(tǒng)進行了仿真，包括設計綜合、引腳分配、仿真驗證、時序分析等；再次，在QuartusⅡ軟件仿真的基礎上，在Altera公司的Stratix GX芯片上，實現(xiàn)了硬件的編程和下載，從而完成了Chen-Mobius數(shù)字通信系統(tǒng)的FPGA實現(xiàn)；最后，從MATLAB軟件仿真和硬件實現(xiàn)的結果出發(fā)，通過分析系統(tǒng)的性能，簡單展望了Chen-Mobius數(shù)字通信系統(tǒng)的應用前景。 本文通過軟件仿真得到了Chen-Mobius數(shù)字通信系統(tǒng)的信噪比-錯誤概率曲線，從理論上驗證了該系統(tǒng)的強的抗干擾能力；利用FPGA完成了系統(tǒng)的硬件實現(xiàn)，從實際上驗證了該系統(tǒng)的可實現(xiàn)性。從兩方面都可以說明，Chen-Mobius通信系統(tǒng)雖然只是一個新的起點，但它卻預示著光明的應用前景。
標簽： ChenMobius MATLAB FPGA 數(shù)字通信系統(tǒng)
上傳時間： 2013-05-19
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電腦繡花機是當代最先進的繡花機械，隨著人們對刺繡品質量的追求以及刺繡品需求量的增加，高性能的電腦繡花機越來越受到市場的推崇，用戶對CAN(現(xiàn)場總線)、遠程控制、海量USB存儲、彩色LCD顯示等技術在新型電腦繡花機中的應用有了新的需求。然而，國內電腦繡花機監(jiān)控系統(tǒng)平臺由于存在技術上的困難或成本上的障礙而使這些功能難以實現(xiàn)。隨著電腦的不斷發(fā)展和電子產品成本的不斷降低，采用先進架構和體系的處理器，加上相應的實時操作系統(tǒng)進行任務管理，就能大大提高電腦繡花機監(jiān)控系統(tǒng)的性能。本文設計了一種電腦繡花機監(jiān)控系統(tǒng)，在詳細分析電腦繡花機工作原理和功能需求的基礎上，采用ARM處理器與μC/OS-Ⅱ實時操作系統(tǒng)構建了監(jiān)控系統(tǒng)平臺，實現(xiàn)了實時操作系統(tǒng)任務管理、網絡通信、USB設備讀寫、花樣圖案預覽等功能，具體工作如下： (1)在介紹電腦繡花機的工作原理以及分析電腦繡花機監(jiān)控系統(tǒng)性能需求的基礎上，構建了基于ARM7核的嵌入式處理器與μC/OS-Ⅱ實時操作系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)平臺，并給出了系統(tǒng)的整體設計方案。 (2)根據(jù)電腦繡花機監(jiān)控系統(tǒng)的整體設計方案，設計實現(xiàn)了系統(tǒng)的硬件電路，處理器采用ST公司生產的具有ARM7核的STR710FZ2T6，利用STR710FZ2T6的外部存儲器接口的三個BANK，分別設計實現(xiàn)了以太網通信接口、USB設備讀寫接口以及彩色LCD實現(xiàn)接口等。 (3)在系統(tǒng)的接口電路設計方面，采用以太網控制芯片CS8900A使其通過ISA總線與系統(tǒng)處理器相連，構建了以太網通信接口，負責遠程傳輸數(shù)據(jù)(花樣文件)控制信息等；利用LJSB主從控制器SL811HS，在處理器STR710FZ2rr6的控制下設計實現(xiàn)了對海量USB設備讀寫的USB接口，負責讀寫在U盤上的花樣文件以及其它的數(shù)據(jù)信息；利用5.6英寸的彩色液晶屏及其控制板QD-13設計實現(xiàn)了監(jiān)控系統(tǒng)的LCD顯示接口，系統(tǒng)處理器通過控制QD-13向LCD寫入要顯示的圖案以及文字數(shù)據(jù)；組建了一個基于CAN通信的安全檢測模塊，主要包括電源檢測以及斷線檢測等。監(jiān)控系統(tǒng)的CAN節(jié)點利用系統(tǒng)處理器自帶的CAN模塊結合TI的CAN收發(fā)器sn65hvd230實現(xiàn)，電源檢測節(jié)點、斷線檢測節(jié)點以及運動控制系統(tǒng)交互的CAN節(jié)點的控制器采用Microchip公司的帶有CAN模塊的18系列單片機PIC18F4680，CAN收發(fā)器采用該公司的MCP2551芯片。 (4)設計實現(xiàn)了基于μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)的軟件，包括兩個部分，一是功能接口的驅動程序，另一個是操作系統(tǒng)中的應用程序軟件。驅動程序負責控制相應功能接口的運行，操作系統(tǒng)中的應用程序軟件實現(xiàn)具體的功能應用，例如TCP/IP協(xié)議棧以及USB協(xié)議的實現(xiàn)等。 (5)整合了系統(tǒng)各個功能模塊，并做出監(jiān)控系統(tǒng)的PCB板，利用ADS開發(fā)環(huán)境進行系統(tǒng)的整體調試，給出了系統(tǒng)的運行效果，實驗表明監(jiān)控系統(tǒng)工作穩(wěn)定，性能良好。 最后，文章分析了電腦繡花機的監(jiān)控系統(tǒng)需要改進的地方，并對電腦繡花機監(jiān)控系統(tǒng)未來發(fā)展趨勢作出了展望。
標簽： ARM 電腦繡花機 監(jiān)控系統(tǒng)
上傳時間： 2013-05-25
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近年來，隨著控制系統(tǒng)規(guī)模的擴大和總線技術的發(fā)展，對數(shù)據(jù)采集和傳輸技術提出了更高的要求。目前，很多設備需要實現(xiàn)從單串口通信到多路串口通信的技術改進。同時，隨著以太網技術的發(fā)展和普及，這些設備的串行數(shù)據(jù)需要通過網絡進行傳輸，因而有必要尋求一種解決方案，以實現(xiàn)技術上的革新。 本文分別對串行通信和基于TCP/IP協(xié)議的以太網通信進行研究和分析，在此基礎上，設計一個嵌入式系統(tǒng)一基于APM處理器的多路串行通信與以太網通信系統(tǒng)，來實現(xiàn)F8-DCS系統(tǒng)中多路串口數(shù)據(jù)采集和以太網之間的數(shù)據(jù)傳輸。主要作了如下工作：首先，分析了當前串行通信的應用現(xiàn)狀和以太網技術的發(fā)展動態(tài)，通過比較傳統(tǒng)的多路串口通信系統(tǒng)的優(yōu)缺點，設計出了一種采用CPID技術和CAN總線技術相結合的新型技術，并結合F8-DCS系統(tǒng)數(shù)據(jù)量大和實時性高的特點，對串行通訊幀同步的方法進行了詳細的研究。然后，根據(jù)課題的實際需求，對系統(tǒng)進行總體設計和功能模塊劃分，并詳細介紹了基于ARM7處理器的多路串口通信接口、以太網通信接口以及二者之間的數(shù)據(jù)傳輸接口的電路設計。在軟件設計上，對系統(tǒng)的啟動代碼、串行通信協(xié)議、串口驅動以及多串口與網口間雙向數(shù)據(jù)傳輸?shù)冗M行了詳細的論述。最后，將上述技術應用于某大型火電廠主機F8-DCS系統(tǒng)I/O通訊網絡的測試與分析，達到了設計要求。
上傳時間： 2013-07-31
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本文設計的井下網絡分站作為“煤礦安全自動檢測、監(jiān)控及管理系統(tǒng)”的一個重要的組成部分，以ARM微控制器為核心，以操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ為操作平臺，采用TCP/IP協(xié)議棧實現(xiàn)了分站的網絡通信功能，很好的解決了當前煤礦企業(yè)安全監(jiān)控系統(tǒng)通信協(xié)議不一致的問題。 在硬件方面，嚴格按照《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通用技術要求》完成了監(jiān)控分站的總體硬件設計，并通過驅動網卡芯片RTL8019AS實現(xiàn)了以太網連接。選用PHILIPS的32位ARM芯片LPC2214作為分站的控制芯片，它帶有16KB的靜態(tài)RAM和256KB的高速FLASH，包含8路10位A/D，還有多個串行接口，可使用的GPIO高達76個(使用了外部存儲器)，很好了滿足了分站外接傳感器的多樣化要求。在人機對話方面，系統(tǒng)擴展了128×64的液晶和1×4的鍵盤。在通信方面，采用TCP/IP協(xié)議與地面主機進行通信，將各種參數(shù)傳送到地面主機進行復雜的運算處理。 在軟件方面，介紹了嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ的移植過程，并在此基礎上分析了TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)；制定了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換格式；通信過程中采用了標準的TCP/IP協(xié)議；詳細介紹了幾個主要程序模塊的編程思路，如LCD顯示、外部輸入頻率信號的計數(shù)及數(shù)據(jù)存儲，并給出了在實際編程過程中遇到的問題及解決方法。 本監(jiān)控分站根據(jù)《本質安全型“i”》標準將外部接入設備和分站作了電氣隔離，該分站具有2路A/D數(shù)據(jù)采集；6路光電隔離數(shù)字量輸入；2路光電隔離數(shù)字量輸出對外部設備進行遠程管理和控制；人機接口提供人機交互界面，提供按鍵操作和數(shù)據(jù)顯示；RS485通信接口負責與外界設備進行通信；網絡通信接口負責為各種監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)提供兼容的接入接口；非易失性鐵電存儲器作為數(shù)據(jù)存儲區(qū)以保證掉電后存儲數(shù)據(jù)不丟失。
上傳時間： 2013-04-24
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汽車儀表是駕駛員獲取汽車狀態(tài)信息的關鍵設備，對汽車的安全行駛起著重要的作用。近年來，隨著計算機、微電子和各種現(xiàn)場總線通信技術的廣泛應用，汽車電子技術得到了迅猛的發(fā)展，汽車儀表盤上顯示的信息不斷增加，傳統(tǒng)的機械式、電氣式組合儀表越來越無法滿足使用的需求。特別是隨著汽車GPS導航、自動駕駛等新技術的日趨成熟，汽車儀表成為集顯示、控制、通訊、娛樂為一體的汽車綜合信息顯示中心已經指日可待。 本文提出并設計了一種以ARM器件為CPU，以嵌入式Linux為操作系統(tǒng)的車載儀表盤系統(tǒng)。該儀表盤以嵌入式微處理器為核心，對汽車的各種信息狀態(tài)，如電池電壓、車速等參數(shù)進行采集、處理、顯示和報警提示，駕駛員根據(jù)報警提示的結果進行相應的處理，以使汽車安全正常行駛。儀表盤本身作為汽車CAN總線的一個節(jié)點，支持CAN通信，可以接收來自其它CAN節(jié)點的信息并顯示，也可以發(fā)送控制信息至其它CAN節(jié)點。該儀表盤在外型上不同于傳統(tǒng)的汽車儀表，其顯示端使用一個LCD顯示屏代替原有的顯示設備，汽車運行的所有狀態(tài)信息都在該屏上顯示，但為延續(xù)傳統(tǒng)的操作習慣，將原來的車速、發(fā)動機轉速等用指針顯示的信息在顯示屏上以模擬表的形式顯示。并對越限工況和各種違規(guī)操作，在顯示屏上以圖形指示燈的形式閃爍顯示并同時以真人語音進行提醒。 本文在簡要介紹了汽車儀表發(fā)展趨勢的基礎上，重點論述了嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)流程和模式，包括開發(fā)平臺的搭建、驅動程序的開發(fā)、圖形顯示界面的開發(fā)和應用程序的設計。在嵌入式系統(tǒng)設計中，硬件、軟件的可裁剪是其最大的特點，因此，增加功能模塊(比如本系統(tǒng)中用到的CAN通信模塊、音頻輸出模塊等)是嵌入式系統(tǒng)設計中的一個重點和難點，所以本文重點之一是放在驅動模塊的設計上。同時，作為信息顯示中心，信息顯示要求及時、準確、有美感，因此，圖形界面的開發(fā)也是重點之一。 本課題所設計的汽車儀表，作為綜合信息顯示中心的一個雛形，可以方便地擴展GPS導航系統(tǒng)、汽車后視攝像系統(tǒng)、網絡系統(tǒng)等模塊，相信進一步的研究和開發(fā)，汽車綜合信息顯示中心將成為未來汽車上重要的一部分。
上傳時間： 2013-06-13
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隨著我國電力行業(yè)的飛速發(fā)展，安全五防工作的重要性日益突顯。為此我國大部分省市電力部門均要求高壓帶電設備必須配裝安全五防裝置——即高壓帶電顯示裝置。感應式高壓帶電顯示閉鎖裝置由于其非接觸式傳感特性和相間處理無干擾的優(yōu)點成為行業(yè)首選，而三相正弦波信號發(fā)生器則是感應式高壓帶電顯示閉鎖裝置主要電氣性能保證的關鍵。 本文研究基于感應式高壓帶電顯示閉鎖裝置所感應的高壓帶電體電場信號，并依據(jù)感應式高壓帶電顯示閉鎖裝置的電氣性能行業(yè)標準制定了該信號發(fā)生器的性能指標。設計的三相正弦波信號發(fā)生器在硬件架構上以ARM7微處理器為核心，符合16C550工業(yè)標準的異步串行口UART0與PC機通信，便于信號輸出和數(shù)據(jù)保存，為滿足感應式高壓帶電顯示閉鎖裝置在復雜環(huán)境運行的數(shù)據(jù)分析和智能決策提供了平臺。現(xiàn)場數(shù)據(jù)的實時采集、保存和分析功能，將對感應式高壓帶電顯示閉鎖裝置的智能化起到關鍵作用。
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(fā)展，嵌入式系統(tǒng)廣泛地滲透到各行各業(yè)及人們日常生活的方方面面中。由于嵌入式系統(tǒng)的復雜性不斷增加，嵌入式操作系統(tǒng)成為了嵌入式系統(tǒng)中最重要的組成部分。在各種嵌入式操作系統(tǒng)中，Linux憑借其性能優(yōu)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(yōu)勢，被嵌入式系統(tǒng)開發(fā)者廣泛的采用。同時隨著近幾年來國內嵌入式領域發(fā)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(fā)展，出現(xiàn)了低成本、低功耗、多功能的微型無線傳感器節(jié)點。無線傳感器網絡是隨著傳感器節(jié)點的發(fā)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(jié)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(xié)作地實時監(jiān)測、感知和采集各種環(huán)境或監(jiān)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(tǒng)被廣泛地用于國防軍事、國家安全、環(huán)境監(jiān)測、交通管理、醫(yī)療衛(wèi)生、制造業(yè)、反恐救災等領域，具有十分巨大的發(fā)展?jié)摿Γ鹆藢W術界和工業(yè)界的高度重視。 目前，手持終端的應用范圍主要是在商業(yè)領域，開發(fā)一款適合在工業(yè)現(xiàn)場等無線傳感網絡監(jiān)控領域的手持終端是本文的初衷。本文從嵌入式系統(tǒng)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(tǒng)，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(tǒng)引導程序的原理、設備驅動開發(fā)的關鍵點、根文件系統(tǒng)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(xiàn)、無線收發(fā)芯片CC2420的驅動開發(fā)和幀緩沖驅動的開發(fā)，并針對目標平臺的特點完成了文件系統(tǒng)的構建；然后介紹了基于Qt/Embedded的圖形界面開發(fā)的基礎，最后對本文研究工作進行總結。
標簽： ARM 架構 無線 數(shù)據(jù)采集與處理
上傳時間： 2013-06-26
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由于信道中存在干擾,數(shù)字信號在信道中傳輸?shù)倪^程中會產生誤碼.為了提高通信質量,保證通信的正確性和可靠性,通常采用差錯控制的方法來糾正傳輸過程中的錯誤.本文的目的就是研究如何通過差錯控制的方法以提高通信質量,保證傳輸?shù)恼_性和可靠性.重點研究一種信道編解碼的算法和邏輯電路的實現(xiàn)方法,并在硬件上驗證,利用碼流傳輸?shù)臏y試方法,對設計進行測試.在以上的研究基礎之上,橫向擴展和課題相關問題的研究,包括FPGA實現(xiàn)和高速硬件電路設計等方面的研究. 糾錯碼技術是一種通過增加一定的冗余信息來提高信息傳輸可靠性的有效方法.RS碼是一種典型的糾錯碼,在線性分組碼中,它具有最強的糾錯能力,既能糾正隨機錯誤,也能糾正突發(fā)錯誤.在深空通信,移動通信以及數(shù)字視頻廣播等系統(tǒng)中具有廣泛的應用,隨著RS編碼和解碼算法的改進和相關的硬件實現(xiàn)技術的發(fā)展,RS碼在實際中的應用也將更加廣泛. 在研究中,對所研究的問題進行分解,集中精力研究課題中的重點和難點,在各個模塊成功實現(xiàn)的基礎上,成功的進行系統(tǒng)組合,協(xié)調各個模塊穩(wěn)定的工作. 在本文中的EDA設計中,使用了自頂向下的設計方法,編解碼算法每一個子模塊分開進行設計,最后在頂層進行元件例化,正確實現(xiàn)了編碼和解碼的功能. 本文首先介紹相關的數(shù)字通信背景；接著提出糾錯碼的設計方案,介紹RS(31,15)碼的編譯碼算法和邏輯電路的實現(xiàn)方法,RTL代碼編寫和邏輯仿真以及時序仿真,并討論了FPGA設計的一般性準則以及高速數(shù)字電路設計的一些常用方法和注意事項；最后設計基于FPGA的硬件電路平臺,并利用靜態(tài)和動態(tài)的方法對編解碼算法進行測試. 通過對編碼和解碼算法的充分理解,本人使用Verilog HDL語言對算法進行了RTL描述,在Altera公司Cyclone系列FPGA平臺上面實現(xiàn)了編碼和解碼算法. 其中,編碼的最高工作頻率達到158MHz,解碼的最高工作頻率達到91MHz.在進行硬件調試的時候,整個系統(tǒng)工作在30MHz的時鐘頻率下,通過了硬件上的靜態(tài)測試和動態(tài)測試,并能夠正確實現(xiàn)預期的糾錯功能.
上傳時間： 2013-07-01
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