GPS(全球定位系統)是一種全方位的實時定位技術。隨著GPS技術的發展,基于PC機的導航定位系統由于其價格及功耗較高已不能滿足社會發展的需要,脫離PC端的嵌入式導航定位技術迅速發展起來。如今以ARM處理器作為主CPU的嵌入式硬件平臺,幾乎已經成為信息產業的硬件標準。一方面,它具有體積小、性能強、功耗低、可靠性高等特點;另一方面,它為高速、穩定地運行嵌入式操作系統提供了硬件基礎。因此由基于ARM處理器的硬件平臺和嵌入式操作系統構成的嵌入式系統已經被廣泛地應用于軍事國防、消費電子、網絡通信、工業控制等各種領域。本文就對基于ARM的GPS定位系統的開發進行了研究與實現。 本文主要對以下三個方面的技術進行了研究:一是對GPS技術進行了介紹,介紹了GPS技術的發展、原理、特點、系統組成和定位方式;二是搭建基于ARM的硬件平臺;三是對Windows CE操作系統的開發進行了詳細的描述。 硬件平臺設計以三星公司的ARM920T核的S3C2440A為微處理器,根據系統要求完成S3C2440A外圍器件的設計,包括64M NAND Flash、64MSDRAM、SD卡以及USB和串口通信的電路設計。而GPS模塊使用了GPS25LVS12通道的GPS接收機,并對GPS與ARM的通信接口和數據格式進行了描述。硬件系統設計采用了冗余設計,為以后系統的升級提供了空間。 在嵌入式操作系統上,我們選擇的是Windows CE操作系統。詳細介紹了平臺移植過程中Boot Loader開發,OAL層修改,以串口、鍵盤和LCD驅動為例介紹了驅動程序的開發,并詳細介紹了內核的定制過程。在應用程序開發中,介紹了從PB中導出SDK的過程以及EVC應用程序的調試。
上傳時間: 2013-07-09
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基于刪的μC/OS-Ⅱ移植及其CAN總線應用研究流體機械及工程專業近年來,嵌入式系統受到科學與工程各個領域研究者的密切關注,成為研究的一個熱點。隨著嵌入式系統的復雜性不斷增加,嵌入式操作系統成為嵌入式系統中最重要的組成部分。在嵌入式系統中,μC/OS-Ⅱ憑借其結構清晰、源代碼開放和實時性好等優勢,成了監控系統等領域的技術熱點。嵌入式操作系統μC/OS-Ⅱ與模塊化硬件相結合,共同構成一個可以重復利用的軟硬件系統平臺,不但可以提高開發效率,還可以提高系統的可靠性和實時性,滿足日益復雜的應用需求。 在國內監控領域中,大多采用了集散式監控系統,雖然克服了集中式監控系統的缺點,但還存在著效率較低,錯誤處理能力不強等缺點。而且設備的兼容性不好,系統實時性、可靠性也不高。采用CAN現場總線可很好的克服上述一些缺點,具有很強的抗干擾能力。CAN總線把所有掛接在總線上的智能設備聯接成網絡,構成自動化系統,實現對現場設備的實時監控。 基于這些考慮,本文選擇了以IPC2290芯片(內部集成了CAN模塊)為微控制器的MagicARM2200教學實驗開發板作為學習和研究的開發平臺,把μC/OS-Ⅱ這個實時微內核操作系統嵌入到該芯片中。在深入研究CAN通信模塊特點和驅動的基礎上,把其驅動移植到μC/OS-Ⅱ操作系統中。并在實時操作系統μC/OS-Ⅱ上通過設計—個帶A/D轉換的CAN智能模塊來闡述智能模塊軟硬件設計方法,這些工作為搭建基于CAN總線的實際測控系統方案提供了理論基礎。 本文使用的CAN通信方案具有極大的靈活性,能方便和簡潔的運用到各種測控系統中。實驗結果證明了該方案的有效性和正確性,并且具有實際的應用價值。最后,本文作者在CAN智能模塊的基礎上搭建了基于CAN總線的多相流動實驗臺的測控系統方案。
上傳時間: 2013-07-16
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雷達顯示與控制終端是雷達系統的重要組成部分,它必須能夠對雷達進行精確的控制,同時對從雷達獲取的數據進行有效的處理,將獲取的目標信息以直觀、有效、準確的方式呈現給雷達控制者。本文開展基于ARM的便攜式戰場偵察雷達終端的研究與設計,采用目前先進的嵌入式系統技術,設計能夠完成顯示與控制的智能終端,這對提高便攜式戰場偵察雷達的性能具有重要的意義。 便攜式雷達終端的設計主要包括硬件平臺的構建、軟件開發平臺的搭建和終端應用軟件的開發。硬件平臺的構建是整個設計的基礎,硬件平臺采用基于ARM920T的多接口高性能CPU S3C2410X處理器。軟件開發平臺的構建基于宿主機——目標機模式。雷達顯示控制終端應用軟件的開發包括:根據顯控終端軟件功能需求,進行軟件模塊劃分;GUI界面程序的設計;電子地圖的顯示處理程序設計;雷達目標信息顯示程序的設計;基于Qt/Embedded的串口通信程序的編寫。考慮到雷達顯示控制終端軟件的穩定性、可靠性和實用性,軟件設計基于嵌入式Linux操作系統,利用C++語言、Qt等相關軟件工具包進行軟件開發。 本文研究了嵌入式Linux與嵌入式GUI技術,在此基礎上完成了便攜式雷達終端硬件平臺的構建和終端系統應用軟件的編寫與調試等工作,設計實現的便攜式雷達終端符合現代雷達終端的各項要求。
上傳時間: 2013-06-18
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近年來,我國通信技術的發展勢頭十分迅猛。以電路交換和數字程控交換技術為基礎的電話網更是在整個通信網中占據著重要的地位。面對信息時代的到來,人們在領略信息社會樂趣的同時,也遇到了新的挑戰,學習和掌握程控交換技術己成為有關工程技術人員和廣大青年學生迫切的需要。 本論文在研讀了大量的文獻、參考相關設計的基礎上,根據程控交換的基本原理,面向各高校實驗室和相關研究單位,設計了基于ARM的程控交換實驗系統,本實驗系統以ARM+CPLD為控制系統,按照功能不同進行模塊化設計,在本實驗系統上能夠完成程控交換中的大部分基礎性實驗以及一些和程控交換編程調試相關的實驗。 本實驗系統由硬件和軟件兩部分組成,硬件包括CPU控制電路、用戶接口電路、交換網絡、中繼電路、信號音產生電路、雙音多頻電路、彩鈴電路以及LCD顯示電路等部分。軟件包括基本級程序、周期級程序,在最后還對LCD顯示部分的uC/GUI程序進行了介紹,通過硬件和軟件結合完成了人工交換、空分交換、時分交換、數字中繼接口以及彩鈴等各種實驗。 本套實驗系統目前已經投入使用,與其它程控交換實驗系統相比,本實驗系統提供了豐富的擴展口,實驗者可以自行進行擴展實驗,同時,本實驗系統人機交互界面友好,操作簡單方便。
上傳時間: 2013-07-30
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隨著我國電力工業的迅猛發展,電網上非線性負載的日益增多,導致線路電壓、電流經常出現非正弦狀態,從而造成電網諧波“污染”。電網諧波惡化了電能質量指標,降低了電網的可靠性,增加了電網的損失。所以,電器設備在出廠前需要對其進行檢測,看其是否會影響電網的電能質量。那么可靠的電力參數測量設備的研制就變得非常重要。通過充分調研并翻閱大量資料,針對課題要求,提出了以ARM作為處理器,結合外圍電路,借由μC/OS-Ⅱ操作系統對硬件進行控制,來完成電參數采集及其處理的思路。 本論文完成了裝置的硬件電路設計和軟件開發。硬件方面采用Philips公司的LPC2132作為處理器,結合外圍電路,建立起基本的采樣、通信和人機接口硬件平臺。軟件方面,首先分析了電參數測量的算法,并進行了必要的仿真。在完成μC/OS-Ⅱ在LPC2132上移植的基礎上,進行多任務設計,完成數據采集、電量參數計算、USB串口通信和人機接口等功能。
上傳時間: 2013-06-08
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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、監控及管理系統”的一個重要的組成部分,以ARM微控制器為核心,以操作系統μC/OS-Ⅱ為操作平臺,采用TCP/IP協議棧實現了分站的網絡通信功能,很好的解決了當前煤礦企業安全監控系統通信協議不一致的問題。 在硬件方面,嚴格按照《煤礦安全監控系統通用技術要求》完成了監控分站的總體硬件設計,并通過驅動網卡芯片RTL8019AS實現了以太網連接。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,系統擴展了128×64的液晶和1×4的鍵盤。在通信方面,采用TCP/IP協議與地面主機進行通信,將各種參數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μC/OS-Ⅱ的移植過程,并在此基礎上分析了TCP/IP協議棧的實現;制定了統一的數據交換格式;通信過程中采用了標準的TCP/IP協議;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及數據存儲,并給出了在實際編程過程中遇到的問題及解決方法。 本監控分站根據《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數據采集;6路光電隔離數字量輸入;2路光電隔離數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,提供按鍵操作和數據顯示;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測監控系統提供兼容的接入接口;非易失性鐵電存儲器作為數據存儲區以保證掉電后存儲數據不丟失。
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展,汽車儀表盤上顯示的信息不斷增加,傳統的機械式、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為操作系統的車載儀表盤系統。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,如電池電壓、車速等參數進行采集、處理、顯示和報警提示,駕駛員根據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總線的一個節點,支持CAN通信,可以接收來自其它CAN節點的信息并顯示,也可以發送控制信息至其它CAN節點。該儀表盤在外型上不同于傳統的汽車儀表,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信息都在該屏上顯示,但為延續傳統的操作習慣,將原來的車速、發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展趨勢的基礎上,重點論述了嵌入式系統的開發流程和模式,包括開發平臺的搭建、驅動程序的開發、圖形顯示界面的開發和應用程序的設計。在嵌入式系統設計中,硬件、軟件的可裁剪是其最大的特點,因此,增加功能模塊(比如本系統中用到的CAN通信模塊、音頻輸出模塊等)是嵌入式系統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、汽車后視攝像系統、網絡系統等模塊,相信進一步的研究和開發,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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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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大氣激光通信是指以激光光波作為載體,大氣作為傳輸介質的光通信系統。在空間大氣激光通信中,由于大氣的散射、吸收,大氣湍流等作用,在激光接收端就會出現光斑抖動、相位起伏等現象,因此研究一種適合在高速率、弱信號條件下處理技術,保證激光信號的誤碼率是有著十分重要的意義。 本文研究了一種基于嵌入式微處理器系統的大氣激光信號處理方法。文章從空間激光發展現狀及信道環境出發,提出了一種采用ARM微處理控制器并在控制器上移植實時操作系統μC/OS-Ⅱ,運用浮動閾值算法來減小大氣信道對激光探測的影響的方法。在測試中,取得了比較好的實驗效果。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著電力電子器件及其它非線性負荷在電網中大量的投入使用,致使電網的非線性、不穩定性和不對稱性日趨嚴重。通過對電能質量進行在線實時監測、記錄和分析,可以為改善電能質量、制定有關電能質量的治理措施以及確定治理裝置的技術參數提供必要的依據。 嵌入式系統是以應用為中心,以計算機技術為基礎,軟/硬件可裁剪,適用于應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗等有嚴格要求的專用計算機系統。它正逐步成為當今計算機技術發展的熱點,己經廣泛應用于工業控制、智能儀器、通信設備、消費電子等各個方面。隨著信息技術和數字技術的不斷發展,嵌入式系統必將更加廣泛的應用到生產生活的各個方面。 本文將電能質量監測與基于ARM技術的嵌入式系統結合起來,設計基于ARM技術的嵌入式電能質量監測系統,實現對電能質量指標的實時在線監測。 論文介紹了電能質量的概念,電能質量問題的危害及電能質量監測的重要意義,分析了電能質量監測國內外研究現狀及發展趨勢,詳細介紹了電能質量國家標準及其測量原理。重點闡述了嵌入式系統的概念、組成,分析了μC/OS-Ⅱ實時操作系統內核的調度機制,完成其在ARM處理器上的移植,構建電能質量監測系統的嵌入式軟/硬件開發平臺;在此平臺上詳細設計了電能質量監測系統的硬件電路,提出嵌入式軟件系統設計的整體方案,詳細說明了在嵌入式實時操作系統μC/OS-Ⅱ下的軟件開發方法。
上傳時間: 2013-05-26
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