心血管疾病是當今世界危害人類健康的頭號殺手,主要由高血壓和動態粥樣硬化等病癥引起,早期這些病癥不明顯,但是一些相關的參數都己發生變化。因此通過檢測這些參數就可以及早診斷出心血管疾病的潛在危險,也可以評估病人的病況和預示疾病的程度。因此若能及時檢查這些參數就可以及早診斷出心血管疾病的潛在危險,為其預防和治療爭取了寶貴的時間。大量的臨床實測結果證實,脈搏波的波形特征與心血管疾病密切相關。因此,系統通過檢測脈搏信號來檢測心血管參數。 便攜式醫療儀器具有很大的市場,醫療儀器已從傳統的PC和工業控制計算機轉向嵌入式計算機系統。隨著微處理器運算能力的增加,ARM微處理器及其優越的性能必將成為心血管檢測系統的的主要平臺。本系統采用三星ARM920作為處理器,通過脈搏傳感器采集脈搏信號,并基于嵌入式Linux操作系統來實現。系統可實時顯示脈搏波波形,選擇顯示心血管參數。本論文詳細闡述了如何通過檢測脈搏波來計算心血管參數;具體分析了系統的硬件平臺;主要論述了軟件的實現,包括bootload的移植,嵌入式Linux系統的移植,驅動程序的移植;應用程序的編寫;基于QT的圖形界面開發。采用高性能的ARM處理器作為系統的控制核心,不但能實時檢測到脈搏信號,并對信號進行分析處理,而且集成了豐富的外設接口,有利于整個系統的集成。進一步提高通過脈搏波信號計算心血管參數的精度,系統的集成化和小型化,對參數異常處理的進一步處理是今后工作的發展趨勢。 隨著醫療衛生事業的發展,心血管疾病的預防和治療急需解決,心血管檢測系統具有廣闊的市場空間,不僅適合臨床使用,也適合普通家庭的應用。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著信息化、智能化、網絡化的發展,嵌入式系統目前己經成為通訊和消費產品的共同發展方向,嵌入式系統是當今最熱門的概念之一,各種各樣的嵌入式系統設備在應用數量上己經大大超過了通用計算機。同時數字音頻技術在我們社會生活中的應用也己經非常廣泛,WAV、MPEG、MP3和WMA等相繼出現。結合嵌入式系統的數字音頻技術研究有著廣闊的前景,基于嵌入式的數字音頻設備以其高性價比、日新月異的發展速度等優點受到世界各國的廣泛關注。本文結合市場發展需要,提出了一個比較優化的解決方案,并從理論和實踐兩方面對該方案進行了分析和設計。 本論文的主要工作是在研究了基于ARM9 體系結構的Samsung S3C2410 處理器的基礎上,以該處理器為核心,加上外部存儲器和音頻編碼解碼芯片等器件,完成了一個嵌入式音頻系統的設計,設計的系統中包括硬件設計、音頻編碼解碼芯片的設備驅動程序及應用程序。 論文中首先對嵌入式系統進行了比較詳細的介紹,并對S3C2410 處理器的體系結構和特性進行了仔細的分析,其次介紹了嵌入式數字音頻系統的相關技術,然后從硬件和軟件兩個部分,分多個模塊來安排設計所要求的系統,其中包括μC/OS-II 嵌入式操作系統在ARM 微處理器上的移植,與上位機(PC機)上USB 接口的通訊,以及人機界面和數字音頻解碼的程序設計等。整個嵌入式音頻系統是一個可以獨立工作的可擴展系統,該系統能完成音頻采集和處理功能。
上傳時間: 2013-06-02
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作為在保障網絡安全方面扮演著至關重要角色的防火墻技術從出現到發展至今一直是網絡安全研究中的關鍵技術之一,隨著互聯網的迅猛發展,它在信息化、網絡化的過程中也變的越來越重要。為了使防火墻能快速且深入地對網絡數據傳輸過程中的海量信息進行安全檢測,并能應對來自各個網絡層的威脅,將傳統的基于軟件的防火墻轉向硬件平臺實現是不可阻擋的發展趨勢。 首先闡述了網絡安全的現狀、網絡安全研究的重大意義、防火墻目前的發展狀況及未來的發展趨勢,然后介紹了防火墻的概念、功能和分類。重點分析了著名的開源入侵檢測系統Snort的功能實現及數據結構,對Linux中自帶的網絡安全工具Iptables/Netfilter的工作原理做了簡要介紹,然后對現在較流行的基于軟件的字符串匹配算法和硬件實現方法進行對比分析,通過對已存在的解決方法的深入研究,提出了基于ARM處理器并采用內容可尋址存儲器(CAM)的硬件防火墻系統設計方案。將Snort中對數據包載荷檢測部分中的順序檢測替換為由CAM結合Wu-Manbcr多模式匹配算法實現,其中CAM完成短模式匹配,Wu-Manber算法完成長模式匹配,并將Snort與Iptables/Netfilter有機結合移植到基于ARM的嵌入式平臺中,系統可以通過主機對防火墻的狀態進行實時監控和規則更新。 設計了防火墻的整個硬件電路,其中重點分析了CAM模塊的設計。通過對Sourcefire的Snort VRT2.4版免費規則庫的統計分析和計算模擬得出了對規則集的最佳劃分長度;在軟件部分研究了Bootloader制作、Linux內核的裁減與移植及根文件系統制作等內容。重點分析了摩托羅拉公司的專用CAM芯片MCM69C432的驅動程序設計和相應的調用方法,并結合主機軟件部分的功能分析了雙方的通信協議及實現,最后通過程序對系統仿真并選用林肯數據集進行模擬測試,測試結果表明系統比以前效率有了大幅提高,過濾速度已達到最初設計目標,證明了此硬件防火墻方案的可行性。 最后總結了本人的工作并指出此種方案的硬件防火墻的不足、需要改進之處和它的良好應用前景。
上傳時間: 2013-07-24
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利用ARM處理器開發處理音頻信號的設備很多,如移動電話、MD(MiniDisc),DVD播放器、MP3音頻譯碼器等;同樣,基于ARM處理器的網絡設備也很多,如網絡調制解調器、網絡電腦、因特網設備等。但利用ARM處理器把語音處理和網絡通信功能結合起來無疑是一種新的嘗試,它的設計成功會給網絡留言技術的開發提供一種新的思路。 本文通過一個ARM9芯片S3C2410作為處理器的嵌入式語音采集系統,詳細闡述了嵌入式系統的設計與開發過程,其中包括: 交叉編譯環境的搭建:交叉編譯環境是嵌入式開發工具的集合,搭建該環境就是在系統中編譯安裝開發工具鏈。 操作系統內核的移植:這是嵌入式開發的主要單元之一,移植內核主要是對內核進行重新配置,使它符合特定系統的需要,然后重新編譯生成可執行的內核鏡像文件。 文件系統的移植:文件系統是操作系統對數據進行管理的有效和必要的助手。移植文件系統包括制作文件系統鏡像、在Flash上為文件系統分配存儲空間以及文件系統與嵌入式操作系統的有效配合。 驅動程序的設計:驅動是操作系統與硬件溝通的橋梁,驅動設計就是編寫具體硬件的讀寫控制函數并向操作系統提供統一的接口。 本文更著重于介紹實際開發中使用的技術以及遇到的問題和解決方法。在第4章中結合語音芯片UDA1341TS闡述了語音數據的采集與處理;結合網卡控制芯片CS8900A闡述了網絡通信和網卡的驅動,以及網絡開發中遇到的問題和解決方法。
上傳時間: 2013-07-11
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隨著社會的進步和經濟的快速發展,電能質量問題不斷惡化,使得高效的電能質量監測變得越來越重要。傳統的電能質量監測儀器往往功能單一、缺少網絡功能,不能滿足實時在線監測的要求。本文提出了一種基于ARM的遠程電能質量監測的方法,系統完成實時信號的采集,并利用嵌入式linux自帶的TCP/IP協議棧內建一個WEB服務器,且提供現場人機界面。網絡用戶可以在任何一個WEB瀏覽器訪問這個系統。 本文首先闡述了電能質量監測儀的國內外發展狀況和電能質量的標準,并給出相應的測量方法,然后分別從硬件和軟件方面構建監測系統。硬件方面主要討論了硬件系統各個功能模塊的設計。系統軟件方面首先構建嵌入式linux系統,并編寫和修改了linux操作系統下的接口驅動程序,主要是編寫了A/D轉換器的驅動,并且移植了嵌入式數據庫sqlite;應用程序中主要介紹了數據處理中最重要的諧波算法(FFT算法)的實現、遠程監測Boa服務器的配置以及QT的顯示界面的制作。
上傳時間: 2013-07-13
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目前,織機向著高速化、智能化方向發展,無梭織機也越來越占主導地位,開發中高檔織機控制系統是當前紡織機械領域的重要課題。織機的電子送經和卷取控制系統是中高檔織機控制的關鍵技術之一,同時它也是無梭織機優越于有梭織機的重要特征之一,因此研究送經和卷取控制系統具有重要意義。 本文研究的內容是織機的送經和卷取控制系統,主要目的是保證織機在織造過程中紗線張力的動態穩定。主要工作如下: (1)在分析送經卷取系統原理和功能的基礎上,提出了一種用較低成本完成所需控制功能的解決方案——以ARM嵌入式處理器S3C44B0為中心構建硬件平臺,以嵌入式操作系統uClinux為基礎構建軟件平臺。 (2)利用嵌入式處理器S3C44B0豐富的硬件資源,對電子送經卷取控制系統進行硬件設計:包括以S3C44B0為核心的最小系統電路的設計、與上位機通訊接口電路的設計、經紗張力檢測與采樣電路的設計、伺服電機驅動接口電路的設計和編碼器接口電路的設計等. (3)利用嵌入式操作系統uClinux高實時、多任務等優點,對電子送經卷取控制系統進行軟件設計: ●在分析uClinux系統的特點和功能的基礎上,完成了在硬件電路板上的移植; ●在分析系統引導程序功能的基礎上,完成了Boot Loader的設計; ●完成了系統設備驅動程序的設計:包括串口驅動程序設計、A/D驅動程序的設計和IIC驅動程序的設計等; ●在對織機工藝了解的基礎上,以模塊化的思想完成了系統應用程序的設計:包括張力傳感器數據采集模塊、控制算法模塊和通訊模塊等; (4)詳細介紹了整個控制系統的調試過程。 本文設計的系統能使控制的經紗張力恒定,反應快速,控制精度高,很好地解決了開車痕等問題,能滿足中高檔織機的要求,具有實際應用價值。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著現代科學技術的發展和人民生活水平的提高,人們對住宅的安全性提出了更高的要求。由于視頻監控具有直觀、方便、信息內容豐富等的特點,而被廣發的應用各種安防系統中。現有的家居監控系統智能化程度低,無法更好的適應家居安防系統的要求,因此研究并開發出適合人們需要的智能化家居視頻監控系統具有重要的意義。 本課題針對現有家居視頻監控系統的問題,選用SAMSLING公司基于ARM9核的S3C2410芯片作為CPU,擴展了USB攝像頭、Internet芯片、紅外傳感器模塊、液晶屏、鍵盤等外圍設備,設計出一種基于ARM的智能家居網絡視頻監控系統。該系統的功能主要包括:攝像頭采集圖像并在LCD上進行顯示;在戶外PC上可以通過網絡查看ARM端家中情況,圖像經過壓縮后進行傳輸;截取圖像進行人臉檢測;當檢測到人臉時,GPRS發送短信通知主人有入侵情況發生;檢測到人臉的圖像壓縮后進行存儲。 本文介紹了系統各個硬件型號的選取,硬件的性能參數,硬件引腳和寄存器參數,設計了各個硬件之間的接口電路。系統的軟件部分采用嵌入式Linux作為操作系統,在目標板上移植了引導程序、Linux裁剪后的系統和文件系統,在此基礎上實現了攝像頭圖像采集和LCD上的顯示、基于膚色和模板匹配的人臉檢測算法、基于DCT變換的有損圖像壓縮算法、GPRS短信發送、圖像網絡傳輸等軟件功能。 試驗結果表明,本系統能夠較好的實現預期的功能,具有較好的穩定性和應用前景。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著社會經濟的發展,人們防火、防盜意識的提高,人們對遠程現場狀況的了解提出了更高的需求。如何有效解決由于各監控點分布范圍散、數量多、距離遠,甚至地處偏僻,有效管理多個監控點等難題,僅依靠架設光纜、鋪設電纜難度大、且不切合實際(并且即使架設了通訊線路其速度慢、運營成本也高)。本文在分析研究了當前國內、外視頻監控系統研究現狀,并結合嵌入式系統、嵌入式處理器ARM、GPRS等相關領域的研究進展的基礎上,提出了一套基于ARM和GPRS的遠程監空系統。它是利用GPRS網絡覆蓋范圍廣、傳輸特性好與嵌入式系統低功耗方便實用相結合的系統解決方案。系統通過溫度傳感器的檢測信息,實現溫度異常監測,并將采集的圖像信息數據發送到數據監控中心。 本系統硬件系統主要了采用三星公司的ARM920T S3C2410芯片作為系統處理器、USB攝像頭和DSl8B20溫度傳感器。S3C241O處理器通過外部溫度傳感器采集的溫度數據,并與最近采集的溫度數據比較、判斷,發出圖像采集命令,最后將溫度和圖像數據通過其串口利用GPRSDTU將數據通過無線網絡傳送到有靜態IP地址或域名的遠程監控中心服務器。監控中心接受各個監控終端的數據,并實現對終端的集中管理。 本課題軟件方面分為系統軟件和應用軟件開發兩方面。系統軟件方面主要是ARM的BootLoader和嵌入式Linux的分析及移植;應用軟件方面包含終端ARM平臺嵌入式溫度采集和視頻采集軟件設計,數據發送程序,監控中心程序設計三個部分。
上傳時間: 2013-04-24
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現階段,中國的自動售貨行業蓬勃發展。作為自動服務的核心部件,基于單片機的紙幣識別系統已經越來越不能滿足市場需求。 本文對基于uClinux操作系統和S3C4510B的紙幣識別系統的各個方面進行了研究。研究表明,紙幣識別系統要求能滿足硬實時性,但uClinux操作系統的實時性不強。由于uClinux功能強大,免費且資源豐富,如能成功改進本紙幣識別系統的實時性,紙幣識別系統將在成本,性能和功能性等方面有更大的優勢,所以對實時性進行改進將非常有意義。 在本紙幣識別系統中,紙幣特征采集子系統對實時性要求很高,需要滿足硬實時的要求,所以是否能滿足該子系統的實時性的要求,將是本紙幣識別系統能否很好工作的關鍵所在。通過對當前多種uClinux實時性改進方案進行了解和研究,參考了RTAI和RTLinux的工作原理,提出了基于uClinux操作系統和S3C4510B的紙幣識別系統的實時性改進方案。紙幣特征采集子系統主要依靠碼盤光耦產生的反饋信號生成硬件中斷,然后通過處理該中斷,實現對紙幣特征的采集。在本文提出的方案中,為了提高系統對硬件中斷的反應速度,避開uClinux對中斷的慢處理,在操作系統與硬件之間建立了一個特殊的硬件抽象層來管理中斷,并將紙幣特征采集功能與操作系統剝離,放入一個單獨的處理單元。通過這樣的處理,使得中斷產生時,硬件抽象層暫停uClinux操作系統的運行,直接將中斷交由紙幣特征采集處理單元處理,實時的完成紙幣特征數據的采集。
上傳時間: 2013-05-24
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遙感圖像是深空探測和近地觀測所得數據的重要載體,在軍事和社會經濟生活領域發揮著重要作用。由于遙感圖像數據量巨大,它的存儲和傳輸已成為遙感信息應用中的關鍵問題。圖像壓縮編碼技術能降低圖像冗余度,從而減小圖像的存儲容量和傳輸帶寬,它的研究對于遙感圖像應用具有重要的現實意義。CCSDS圖像壓縮算法是空間數據系統咨詢委員會(CCSDS)提出的圖像數據壓縮算法。該算法復雜度較低,并行性好,適合于硬件實現,能實現對空間數據的實時處理,從而廣泛應用于深空探測和近地觀測。對于直接關系到軍事戰略、經濟建設等方面的遙感圖像的傳輸,必須對它進行加密處理。AES加密算法是由美國國家標準和技術研究所(NIST)于2000年發布的數據加密標準,它不但能抵抗各種攻擊,保證加密數據的安全性,而且易于軟件和硬件實現。本論文對CCSDS圖像壓縮算法和AES加密算法進行了研究,完成的主要工作包括: (1)研究了CCSDS圖像壓縮算法的原理和結構,用C語言實現了算法的編解碼器,并與SPIHT算法和JPEG2000算法的性能進行了比較。 (2)研究了AES加密算法的原理和結構,用C語言實現了算法的加解密器。 (3)介紹了實現CCSDS圖像壓縮算法和AES加密算法的FPGA設計所選擇的軟件開發工具、開發語言和硬件開發平臺。 (4)給出了CCSDS編碼器的FPGA實現方法和實現性能。 (5)給出了AES加密器的FPGA實現方法和實現性能。 本文設計的CCSDS圖像壓縮和AES加密FPGA系統運用了流水線設計、高速內存設計、模塊并行化設計和模塊串行化設計等技術,在系統速度和資源面積上取得了較好的平衡,達到了預期的設計目的。
上傳時間: 2013-07-15
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