數字攝影的興起不可避免地引起了數碼相框的發展,因為僅有不到35%的數碼照片被打印。數碼相框的基本原理就是采用普通相框的造型,把原來相框中間的照片部分換成液晶顯示屏,配上電源,存儲介質等,使得同一個相框內可以循環播放照片,比普通相框的單一顯示功能更有優勢。從2007年開始,數碼相框的市場關注度開始激增。在2008年,數碼相框市場呈現高速發展的態勢,具有極高的潛在市場價值。 本論文以此為出發點,進行數碼相框軟件的開發研究工作。作為一款嵌入式產品,核心部件CPU采用了性能價格比、性能功耗比都很高的ARM架構處理器之中的一款——三星S3C2440A,顯示器采用了支持雙精度掃描的液晶顯示屏。軟件方面,Bootloader采用較為成熟的u-boot-1.1.4,Linux內核的版本為2.6.12,系統命令集由busybox構成。利用ARM處理器對Linux系統良好的移植性、自帶的LCD控制器、音頻控制器、SD與USB控制器的特點,進行圖像顯示、音頻播放與文件管理。對于目前大部分數碼相框在圖片瀏覽和文件管理功能上的不足,本設計的圖像顯示功能充分利用了觸摸屏功能,實現了圖像的觸摸式移動,使用戶可以自由的觀看放大后的圖像;文件管理功能則設計成了類似windows的文件瀏覽器,不僅具有豐富的文件管理功能,而且使習慣了windows的廣大用戶可以很快的熟悉此功能,并為將來升級為下一代的細分產品——數碼相冊做好準備。 本設計的核心是基于ARM平臺的系統移植與基于QT的應用程序設計。首先根據系統的總體設計思路選擇合適的硬件組合;然后在此基礎上進行u-boot的移植,嵌入式Linux的移植,QT Embedded/Qtopia的移植,以及最后QT圖形界面的設計。
上傳時間: 2013-04-24
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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。
上傳時間: 2013-07-04
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嵌入式系統近年持續迅猛發展,已經成為后PC技術時代信息化的中堅力量。由于嵌入式系統具有體積小、性能強、功耗低、可靠性高及面向行業應用的突出特點,目前已經廣泛應用于網絡、消費電子、國防軍事及自動化控制等領域。 ARM(Advaneed RIS Cmachines)公司的32位RISC處理器,以其高速度、低功耗、低成本、功能強和特有的16/32位雙指令集等諸多優異性能,已成為移動通信、手持計算、多媒體數字消費等嵌入式解決方案中的首選處理器。在眾多的ARM處理器中,Samsung公司的S3C44B0X處理器以其低價格、低功耗及強大的網絡支持等優點在市場上占有重要份額。 uClinux是從Linux衍生出來的優秀嵌入式操作系統,專門針對沒有MMU的處理器設計,支持眾多嵌入式處理器類型。uClinux繼承了Linux的許多優秀性能,有良好的網絡支持,完善的驅動支持,高度的模塊化,開放的源碼。uClinux已成為許多嵌入式系統研究領域的首選操作系統之一。 本課題以嵌入式手持式電能質量分析儀前期實驗開發板為研究目標,根據嵌入式體系結構和嵌入式系統設計的原理,構建了基于Samsung公司S3C44B0X ARM7 TDMI處理器的硬件開發平臺,并根據該硬件平臺的結構特點移植了uClinux操作系統,同時針對uClinux實時性能不高和嵌入式平臺硬件資源有限的缺點,結合uClinux多進程和共享內存機制設計了數據采集程序,實現了對三路0~2.5V模擬信號的高性能采集,增強了系統數據處理的實時性,提高了工作效率,為后續開發奠定了基礎。 論文從嵌入式系統應用的角度出發,分析了嵌入式體系結構、uClinux運行機制和內核特點;闡述了Bootloader設計及操作系統移植的要點;介紹了接口驅動及上層應用程序的設計方法等問題。
上傳時間: 2013-07-23
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隨著電子設備的迅猛發展,“讓全部設備接入網絡”已經成為一種發展趨勢。通過嵌入式串口服務器,可以讓現有的串行設備擁有聯網功能,避免了投資大量人力、物力,有利于對傳統串行設備進行更換或者升級。 本文設計的串口服務器采用嵌入式處理器和Linux操作系統,把現有的基于串行接口的數據轉化成以太網數據,然后進行數據存取,將傳統的串行數據送往網絡。 論文主要研究了以下內容: 第一,在研究串口服務器網關工作機理的基礎上,分析高性能串口網絡服務器的功能需求。 第二,基于AT91ARM9200微處理器及LXT971ALE網絡接口芯片等構建嵌入式系統,完成RS232-TCP/IP轉換網關的軟硬件設計,實現最多32路串行終端同時接入以太網的高性能串口服務器。 第三,在RH Linux 9.0為ARM處理器提供的交叉開發工具下移植Linux,為嵌入式串口服務器設計服務器端與客戶端工作模式,同時設計實現系統參數的在線配置功能。 第四,在客戶端和服務器端分別設計串口服務器的基本API函數,為系統二次開發打下良好的基礎。
上傳時間: 2013-04-24
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ZigBee是近年來出現的一種新型無線通信技術,其具有近距離、低復雜度、低功耗、低數據速率、低成本的特點,在家用系統控制、樓宇自動化、工業監控領域具有廣闊的市場空間。ZigBee的物理層和數據鏈路層由IEEE802.15.4工作組制定,高層(網絡層、數據安全性及互邊互通應用)由ZigBee聯盟負責。 隨著ZigBee技術在工業現場應用,越來越多的ZigBee設備終端將出現在工業現場,這就提出了將這些ZigBee設備與傳統的以太網連接起來要求,為此需要設計一個無線的ZigBee網關來進行數據轉發,因此對ZigBee網關的研究和設計具有重要的意義。 本系統選用基于ARM 920T內核的S3C2410作為ZigBee網關的主處理器,并且選用符合802.15.4標準的CC2420作為ZigBee網關的無線收發器。為了降低開發成本以及方便程序升級,網關選用開源嵌入式Linux操作系統,基于2.6.內核進行開發。本文主要對網關軟件部分進行了深入研究。軟件部分主要由2個程序組成:無線收發器的驅動程序和網關程序。其中網關程序主要包含Zigbee協議棧模塊和網關通信模塊。開發和測試主要語言采用標準C語言,驅動部分測試部分采用Bash腳本。 本文首先介紹了無線通信的背景知識和ZigBee協議棧,然后詳細闡述了采用Linux來進行無線收發器驅動程序設計的關鍵點,同時對基于Linux的嵌入式ZigBee網關協議棧進行了移植,并且給出了ZigBee網關通信程序的設計方法以及程序的編譯、調試和測試方法,實現了將ZigBee設備的數據及其狀態轉發給上位數據服務器的過程,最后還提出了作者對未來工作方向的一些改進思路和方法。
上傳時間: 2013-07-17
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嵌入式系統是為了專用目的內建到產品內部,實現控制、管理、通信等功能的計算機電路與軟件的集合體。隨著Internet的發展和后PC時代的到來,嵌入式系統的應用越來越廣泛。目前嵌入式系統技術已經成為了最熱門的技術之一,嵌入式產品已經在IT產業中占有很大的比重,同時大量的嵌入式應用也對嵌入式設備的性能和功能提出了更高的要求。 隨著國內嵌入式應用的發展,ARM因其高性能、低功耗、低成本而成為移動通信、便攜設備、消費與圖像應用等嵌入式產品的首選。Linux是使用最廣泛的操作系統,它能運行在包括ARM在內的所有主要處理器架構上。清晰的結構與開放的源碼使Linux成為一個非常具有活力,節奏明快的操作系統。近年來對嵌入式Linux的研究正進行得如火如荼,并獲得了長足的進步。基于ARM與IJnux的嵌入式技術已經成為當前嵌入式領域研究的一個亮點,應該被廣泛重視和應用。 本設計的目的正是建立一個完整的基于ARM9核心處理器和嵌入式IJnux操作系統的嵌入式開發平臺,為嵌入式系統開發提供一個完整的軟硬件環境。 論文的背景是教研室的嵌入式圖像處理應用項目。作者在項目中承擔嵌入式系統主板、LCD驅動板、BootLoader軟件、LCD及鍵盤驅動程序設計任務。因此本論文將研究如何構建一個完整的、性能優良的ARM嵌入式系統。論文首先介紹了嵌入式系統的基本概念、嵌入式系統的發展過程,然后進行功能分析和總體設計,分析嵌入式系統設計關鍵性問題,包括系統框架的設計、開發流程和開發原則以及對于嵌入式處理器和操作系統的選擇,這對基于嵌入式平臺的嵌入式應用系統設計具有普遍意義。隨后我們將重點論述基于ARM的嵌入式硬件平臺的設計、Linux操作系統內核的定制和交叉編譯、BootLoader、Linux驅動程序的開發過程。最后,總結了本文的主要研究工作,并結合當今信息產業的先進技術對該開發平臺做了展望。 論文提出的基于嵌入式平臺的應用系統潛力非常巨大,有待進一步的研究和探索。
上傳時間: 2013-06-18
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基于ARM的嵌入式運動控制器是集計算機數字控制技術、ARM技術、運動控制技術以及嵌入式操作系統技術等技術為一體的技術含量高的運動控制器;是對低成本、高性能運動控制器研究的一個新的嘗試。本論文的研究重是點基于雙端口RAM上下位機通訊的數控系統總體軟件架構設計、嵌入式運動控制器軌跡規劃算法的研究、嵌入式系統軟件的構建以及運動控制器外設驅動程序的開發,其主要工作及成果如下: 1.針對數控系統上下位機信息交互頻繁,提出了一種基于雙端口RAM通訊結構的上下位機交互方式,實現了上下位機信息的高速、穩定通訊;且完成了基于雙端口RAM上下位機通訊結構的數控系統總體軟件架構設計。 2. 針對目前高速數控加工軌跡規劃中存在的一些關鍵問題進行深入的探討。提出一種軌跡拐角的速度平滑方法,當高速加工不在同一直線方向而形成拐角的加工段時,在拐角過渡時能獲得很好的速度響應和較小的輪廓誤差;還提出了一種高速數控加工小線段的前瞻平滑算法,當高速加工多段微小直線段時,能夠優化規劃多段微小線段的加工速度,有效避免了頻繁的加減速給系統帶來較大沖擊以及加工效率低的問題。 3. 構建了適合本運動控制器系統的系統軟件;研究了嵌入式運動控制器引導程序的移植、嵌入式Linux內核的優化配置以及根文件系統的構建。 4.探討了Linux驅動程序開發的原理以及流程;并以雙端口RAM為例介紹了運動控制外設驅動程序開發的方法。
上傳時間: 2013-07-02
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隨著我國經濟建設的快速發展,人們的生活消費水平也越來越高,對餐飲業的服務質量和服務方式也不斷地提出新的要求。基于計算機處理和無線通信技術的餐飲服務系統應運而生,本文就基于ARM9的無線餐飲服務終端系統進行了研究和開發,通過對終端的操作,實現無線點菜功能。 在參考閱讀了大量信息資料的基礎上,確定了以嵌入式系統為終端、基于微功率短距離無線通信技術進行無線通信的整體設計方案。嵌入式系統成本低、體積小、功耗低且可靠性高,是開發餐飲服務終端系統的絕佳選擇,而微功率短距離無線通信技術開發容易,成本低廉。所以本課題選擇ARM嵌入式開發板和短距離RF無線數據傳輸模塊作為開發餐飲服務終端的硬件。 本文配置了適合嵌入式系統開發的交叉編譯環境,在此環境下,通過對系統引導程序的配置、對Linux內核的裁減和對root文件系統的定制,開發了基于本平臺的嵌入式Linux操作系統;用C語言編寫了基于無線數據傳輸模塊的無線通信應用程序,通過數據發送和數據接收,實現了點菜數據在餐飲服務終端和服務器之間的無線傳輸;設計了點菜終端的圖形用戶界面,操作者可在此界面上進行點菜操作,實現點菜功能。 在開發過程中,對Linux操作系統的內核源碼、運行和管理機制進行了深入研究,就啟動代碼的更改和內核的裁減進行了探討和開發;應用程序采用共享內存的Linux多線程技術進行功能處理,就線程管理問題的進行了分析探討。
上傳時間: 2013-06-12
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視頻監控系統是一門集計算機技術、通信技術和數字視頻技術于一體的綜合系統。目前視頻監控正向著數字化、網絡化的方向發展。實現基于網絡的視頻監控系統的關鍵是一種嵌入式設備,它應該能夠采集壓縮視頻數據并通過網絡進行傳輸。 本文介紹了一種基于嵌入式Linux的網絡視頻監控系統的設計和實現方法。首先從整體上分析了網絡視頻監控系統的總體設計方案,給出了視頻服務器的硬件框架和軟件體系,并重點討論了在ARM處理器上實現MPEG-4壓縮編碼的方法。其次在ARM硬件平臺成功構建了armlinux嵌入式系統:包括引導程序Bootloader的設計、修改配置linux內核以及制作JFFS2文件系統。其中創新地提出了從nandflash啟動U-BOOT具體設計方法。為了完成系統進一步的視頻采集工作,系統實現了USB數碼攝像頭的驅動。在應用程序開發過程中,首先設計了基于Vide04Linux的視頻采集程序,并采用mmap(內存映射)方式截取圖片。其次重點分析了MPEG-4編碼模型XVID程序中的運動估計部分,并研究了半像素快速搜索算法,從而減少了搜索點數提高了運算速度。最后利用開源JRTPLIB庫實現視頻數據流的RTP傳送。 整個設計都是在深圳旋極公司研制的SUPER-ARM硬件平臺上進行的,linux內核采用2.4.18。其中MPEG-4編碼優化測試是在ARM DeveloperSuite(ADS)version 1.2中完成。 本課題為在ARM平臺實現網絡視頻監控的設計做了有益的探索性嘗試,對今后進一步完成遠程嵌入式視頻監控系統的設計有著積極的意義。
上傳時間: 2013-07-21
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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。
上傳時間: 2013-04-24
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