基于電子鼻技術和嵌入式技術的智能乙醇電子鼻系統是針對乙醇氣體濃度檢測的集成系統,可以在規定的溫度、濕度和氣壓條件下,分析測量出氣體中乙醇含量,具有廣闊的應用前景。本文中智能乙醇電子鼻系統的研制涉及到測量人體肺深部氣體中的乙醇含量,即呼出氣體中的乙醇含量BrA.(breat.alcoho.concentration),然后根據比例關系得出人體血液中的乙醇含量BAC(bloo.alcoho.concentration),本文的研究內容如下: 第一章提出了課題來源及研究意義;在此基礎上分析電子鼻技術和嵌入式技術的國內外研究現狀,涉及到乙醇電子鼻、氣敏傳感器,以及嵌入式操作系統等技術;然后根據這些技術特點,確定了本文的研究內容和實施路線;最后,給出了論文的框架結構。 第二章分析系統需求,結合嵌入式技術理論,確定系統硬件方案和軟件方案;在硬件方案中涉及到信息的處理、存儲、通信等,在軟件方案中涉及到嵌入式操作系統、文件系統、GUI系統的選擇;對于乙醇電子鼻傳感器方案,詳細論述了乙醇燃料電池的工作過程及原理;最后,制定了智能乙醇電子鼻系統的總體技術及實施方案。 第三章著重闡述了系統的硬件設計過程,采用模塊化思想,分階段、分步驟地設計了硬件電路:分別從中央處理單元、信息采集及預處理、數據顯示及報警、數據通信、數據存儲、人機交互這六個方面,詳細描述了硬件電路的工作過程和原理;至此,搭建出了硬件平臺。 第四章主要描述了系統的軟件設計過程,按照軟件開發的流程,從系統引導代碼BootLoader的編寫,到嵌入式操作系統μClinux的移植,再到文件系統JFFS2的移植,最后到MiniGUI圖形庫的移植,都一一詳細論述了實現過程;至此,搭建出了系統的軟件平臺。 第五章基于搭建的軟件平臺,闡述了系統相關驅動程序的開發過程、操作界面和應用程序的設計過程,給出了系統的界面圖與操作流程圖,明確體現了系統的功能模塊;至此,完成了智能乙醇電子鼻系統的驅動及應用程序開發。 第六章和第七章,針對智能乙醇電子鼻系統的測試分析,搭建了系統測試平臺,指定了符合本系統的測試指標及標準;對測試結果進行詳細分析和對比,得出了系統性能的評價。根據這些評價,提出了系統的不足和今后要進一步研究和完善的方面。關鍵詞:乙醇電子鼻;嵌入式系統;燃料電池;ARM;μCLinux操作系統
標簽: CLinuz ARM 電子
上傳時間: 2013-07-24
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本文介紹了移動通信信道的基本理論,對移動通信中的衰落信道進行了分析和建模,在此基礎上通過使用matlab仿真軟件,采用相關算法編程對衰落信道進行仿真,結果表明了信道分析的有效性。
標簽: matlab 移動通信 建模 仿真
上傳時間: 2013-07-06
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微處理器技術、傳感器技術和無線通信技術的進步,推動了無線數據采集系統的產生和發展。數據采集技術廣泛應用于雷達、通信、遙感遙測等領域。在各種信息的獲取中,對高速數據采集的需求非常廣泛。隨著測控技術的發展,對數據采集系統的智能化和網絡化水平也提出了更高的要求。并且由于通訊網絡的飛速發展,移動通信與實際應用的結合使得各種基于GPRS網絡的無線數據傳輸系統成為當前遠距離無線通訊領域最為廣泛的應用。本課題將廣泛應用的嵌入式控制器引入到數據采集系統設計中,并結合GPRS優秀的網絡特性,實現了一個低功耗、智能化、網絡化、軟硬件可根據具體測量任務適當裁減的無線高速數據采集平臺。 本設計采用32位ARM處理器S3C2410為核心器件,配以FPGA+DDRSDRAM高速數據采集模塊,GPRS數據通信模塊,在Linux嵌入式操作系統和應用軟件的支持下,實現了數字化高速采集,數字化無線數據網絡傳輸的現場數據采集系統。該平臺采集的現場數據主要為各種傳感器輸出的電壓模擬量。前端數據采集模塊的FPGA控制高速AD轉換器將輸入的模擬量信號采集后,存儲在由DDRSDRAM構成的大容量緩存中,再經過嵌入式系統中的微控制器進行各種處理,然后將處理結果保存在ARM系統的SDRAM內存,最后通過在ARM系統模塊擴展的GPRS模塊,將采集到的數據通過GPRS網絡發送出去。 IAnux由于其代碼開放性以及強大的網絡功能等特點,在許多的嵌入式網絡設備中有著廣泛應用,與其他的嵌入式操作系統相比,具有著更多的優勢。因此本課題將其作為硬件平臺的操作系統。基于ARM的嵌入式數據采集與處理系統結構清晰、通用性好、可擴展性強,可為各種嵌入式應用提供一套完整的硬、軟件解決方案,在工業測量與控制領域具有較為廣闊的應用前景。
標簽: ARM_Linux 無線數據 采集系統
上傳時間: 2013-04-24
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近年來,隨著以太網技術的發展和普及,以TCP/IP協議為代表的開放式互聯網技術在各個領域都得到了廣泛的應用,但是大量的設備都有SPI串行接口,這些設備的串行數據需要通過網絡進行傳輸,因此必須要尋求一種解決方案,用來解決這些傳統設備與現今的網絡設備之間的互聯問題。本文針對這種情況設計了一種基于ARM處理器的嵌入式以太網接口系統。 本文分別對SPI串行通信和基于TCP/IP協議的以太網進行研究和分析,在此基礎上設計一個嵌入式系統—基子ARM處理器的串行通信與以太網的協議轉換系統,來實現SPI串行口與網口的數據傳輸。 首先分析了當前串行通信的應用現狀和以太網技術的發展動態,指出SPI串口設備網絡化的趨勢,然后詳細介紹了嵌入式處理器LM3S8962的特點和內部結構接著闡述了嵌入式TCP/IP協議棧的總體設計以及每層協議的編寫過程。在硬件設計方面,對本文所設計的系統—基于ARM處理器的串行通信與以太網的協議轉換系統進行了總體設計,將系統分為三個主要模塊:處理器模塊、SPI通信模塊和以太網接口模塊。同時在軟件設計方面對啟動代碼流程、驅動程序設計與實現、軟件包的配置進行了說明。對設計的主程序的流程圖以及各個任務參數設置加以分析。最后對系統進行了測試表明通信是成功的。 總之,本文完成了嵌入式網絡控制器的硬件平臺架構設計、嵌入式操作系統的移植,為今后嵌入式網絡控制器的后繼開發提供了一個嵌入式平臺,研究成果對于嵌入式遠程監控系統在遠程控制領域的應用具有一定的參考價值。
標簽: Cortex ARM 嵌入式 以太網通信
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隨著現代信息系統發展,網絡系統尤其是分布式系統日益廣泛地用于各個行業和領域,其中很多的關鍵應用需要基于時間同步進行。傳統采用精準時鐘對設備物理時鐘進行精準調節以達到時鐘同步的方式,以及單純的在局域網內部通過相關時間協議進行時間同步的方式,由于受諸多限制,不能很好地解決分布式精確時鐘同步的問題。然而人們對分布式時間精準度和時間同步的精確度要求越來越高,新型分布式網絡時間同步研究成為一個需要亟待解決的關鍵性問題。既有工程應用價值,也有一定的理論意義。 首先從分布式系統應用的角度出發,首先對GNSS衛星授時、NTP協議、嵌入式系統及uClinux操作系統等理論和技術進行了闡述。重點討論了如何解決分布式系統中的精確授時與同步問題的必要性和工程意義,分析了GNSS衛星授時特點和NTP網絡協議的機制。 其次在充分考慮到網絡同步實時性要求高的特點的基礎上,提出了一種基于GNSS的嵌入式NTP授時服務器的設計架構,對各主要模塊的功能、結構和工作原理進行了功能和性能分析。硬件具體以32位ARMS3C44B0X作為硬件控制核心的微處理器,開發了具有多通信端口的應用電路主板,并集成了GNSS衛星通信模塊。 再次在軟件方面具體對uClinux操作系統底層接口進行了較為深入的分析,在所設計的服務器硬件平臺上移植了uClinux嵌入式操作系統及相關的驅動程序,并采用模塊化的設計思想進行了NTP應用程序的設計與集成,實現了NTP協議的編譯和NTP授時服務,其中對NTP協議主要參數和具體工作過程進行了系統性分析和設置應用。 最后在獲取精準的系統統一時鐘、通過NTP協議提供授時服務的基礎上,結合實際在人工影響天氣通信指揮系統中具體應用,實現了分布式人工降雨火箭彈發射點按命令精確同步進行發射的應用集成。初步測試表明,本文所設計的授時服務器應用情況良好,實現了不同層次分布式應用對于時間精準同步的高要求。
標簽: ARMGNSS NTP 分布式 服務器
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隨著半導體技術的發展和信息技術以及數字化產品的普及,嵌入式系統已被應用到網絡、手持通信設備、儀器儀表、國防軍事以及自動化控制等各個領域。而結合視頻監控的嵌入式應用系統更是應用的熱點。正是順應這一趨勢,作者展開了對遠程視頻監控相關技術的研究,設計了基于嵌入式平臺的遠程視頻監控系統。系統以友善之臂公司的friendly arm作為硬件平臺、嵌入式linux作為軟件平臺、以傳統的以太網來實現高速的視頻數據傳輸實現遠程視頻監視、以GPRS作為擴展模塊來實現遠距離的用戶手機報警提示。該系統主要設計應用于無人值守的家用現場環境。 論文詳細的論述了基于ARM9的S3C2410A作為系統硬件平臺、擴展外圍的GPRS模塊、視頻數據采集模塊和觸摸屏顯示模塊的嵌入式應用系統。還詳細的論述了在該平臺上配置交叉開發環境和移植bootloader的過程,裁剪和配置嵌入式linux系統的過程。同時按照系統方案設計了視頻數據采集應用軟件,基于TCP/IP的以太網視頻數據傳輸應用軟件,以及基于GPRS的串口數據發送軟件。系統根據現場采集的視頻數據做相應的處理,啟用GPRS發送警示短信息;同時用戶可以根據現有接入以太網的計算機來調閱現場的視頻數據信息。 最后將該監控系統應用于普通的家用環境,結果通過對現場采集的視頻數據和發送的警示短信息表明該系統能夠滿足于同常的無人值守的家用環境。同時總結了存在的問題以及今后需要改進的方向:首先,該系統有良好的擴展性能,通過相應的總線和接口擴展可以實現智能家用電器控制系統;其次,該系統有一定的商業和社會價值。當然系統也有不足的地方,軟件設計處于測試階段,有很多需要完善的地方。最后,通過研究和實驗表明:基于ARM/GPRS的遠程家用監控系統具備了實時監控和即時報警功能,可以應用于實際家用監控場合。
標簽: ARMGPRS 遠程 家 監控平臺
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網絡的普及和計算機微型化的趨勢使得移動終端成為未來人們生活中的必備。移動終端具有體積小,重量輕,易于攜帶的特點。它將PC的部分功能與手機的通訊功能結合起來,可以進行無線通訊,還可以通過互聯網得到豐富多彩的服務。因此,針對移動終端的研究具有非常重要的意義。 本文針對移動終端的移動性和無線上網功能提出一套基于ARM Linux平臺的解決方案。移動終端硬件部分采用基于S3C2410控制器的硬件平臺。采用USB接口的WiFi模塊作為無線網卡。采用FPGA模塊做信息加密處理。軟件部分采用嵌入式Linux系統作為操作系統,采用基于Qt的嵌入式Konqueror瀏覽器作為應用程序。采用移動IPv6技術支持終端的移動性。 本文闡述了移動終端軟件部分從底層到頂層的實現。包括了引導加載程序移植,Linux內核的移植,NOR Flash驅動移植,網卡驅動移植,無線網卡驅動移植,LCD驅動的移植,觸摸屏驅動的移植,根文件系統的實現,Qt/Embedded和Qtopia的移植以及嵌入式Konqueror的移植。并對原理、相關知識點以及實現過程進行了詳細的說明。本文介紹了如何在移動終端上支持移動IPv6技術,搭建基于Linux的移動IPv6的實驗網絡,并測試移動終端在不同的WiFi子網之間移動過程中與通信對端的連接情況。 經過測試表明,該移動終端可以在無線條件下通過瀏覽器訪問Internet,支持中文網頁并能通過鼠標、鍵盤和觸摸屏進行操作。在移動性上,移動終端在從家鄉網絡和外地網絡之間的漫游過程中能夠在一定的切換延遲下保持和通信對端的連接。
標簽: ARMLinux 移動終端
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隨著經濟的發展,生活節奏的加快以及信息技術的進步,人們越來越多的借助高性能的移動手持設備來完成日常工作,目前手持設備處理性能有了很大的提高,其所能處理的數據量也越來越大,傳統的文件系統管理數據方式已經越來越滿足不了需求,嵌入式數據庫就隨之誕生,為手持設備提供專業的數據管理。嵌入式數據庫的輕量級、被軟件產品包含、無需人工數據庫管理等特點使其適合被應用于各類嵌入式系統及手持設備中。使用嵌入式數據庫與使用文件系統進行客戶端數據管理相比更加靈活方便、可以高效地實時更新客戶端本地數據。使用數據庫完成大量數據的存儲和管理,同圖形界面軟件結合構成嵌入式系統應用開發的支撐系統。 SQLite數據庫作為一種開源的嵌入式數據庫,具有體積小,速度快,存儲量大,API使用方便等諸多的優點,目前已經成為被廣泛應用的嵌入式數據庫之一。同樣的,嵌入式圖形界面MINIGUI的開源版本也具有體積小,控件比較豐富,編程難度不高等優點,受到廣大嵌入式開發者的喜愛。 本文的主要任務是將MINIGUI和SQLite進行有針對的裁剪或添加部分功能后移植到開發板上,然后將圖形界面和數據庫相結合在arm—linux平臺上建立一個具有基本功能的嵌入式信息管理系統。首先分析了系統所使用的硬件平臺并研究了軟件環境的搭建過程,包括移植Bootloader、移植linux內核、建立NFS網絡文件系統進行程序調試,然后分別給出了嵌入式圖形界面MINIGUI和嵌入式數據庫SQLite移植到開發板的過程和它們各自的開發技術,最后詳細研究了如何在MINIGUI中連接SQLite數據庫,從而將二者結合起來編程以實現本系統并給出了系統在開發過程中所遇到的關鍵問題的解決方案,包括屏幕旋轉及校正、設計軟鍵盤進行屏幕輸入、利用SQLite存儲圖片文件。從而證明了當前條件下在嵌入式系統中實現一個比較簡單的信息管理系統是完全可行的。最后討論了該領域存在的一些問題和今后需要進一步研究的課題。
標簽: ARMLinux 嵌入式 信息管理系統
上傳時間: 2013-07-10
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嵌入式技術與GPRS、GPS的結合實現了許多傳統的數據終端通過遠程聯網進行無線監控,如車載GPS監控系統、農業現場環境信息監控系統、航標定位監控系統等等。此類系統的終端具有以下特點:一是監控終端自身是智能設備:二是監控終端需要將GPS測量的位置報告給監控中心;三是監控終端本身無法通過網線接入互聯網而需要采用GPRS無線通信技術接入互聯網。 本論文主要研究GPS無線監控系統中的無線監控終端部分的理論與實現技術。利用現有成熟的無線網GPRS通信技術,采用嵌入式處理器ARM的無線監控終端,并給出軟硬件實現方案。系統主要完成GPS數據采集和GPRS無線數據收發,主要包括四個部分:第一,PPP撥號程序pppd和chat的移植;第二,撥號腳本的修改與配置;第三,多進程技術實現GPS數據的串口讀取;第四,通過socket套接字編程實現監控終端和監控中心無線收發數據。 本設計是基于RedHatLinux9.0操作系統和立宇泰公司的ARMSYS2410開發平臺下完成的,軟件部分全部用Linux C語言實現。本文以理論聯系實際,給出了一個監控終端的具體實現方案,并在實驗室內使用服務器監控程序進行完整的系統設計與初步仿真實現。
標簽: ARMLinux GPRS GPS 監控終端
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視頻監控系統是一個集計算機的交互性、多媒體信息的綜合性、通信的分布性和監控的實時性等技術于一體的綜合系統。隨著網絡帶寬,計算機處理能力和存儲容量的快速提高,以及各種實用視頻處理技術的出現,視頻監控進入了全數字化的網絡時代。視頻監控系統的核心功能主要包括兩大部分,一是視頻圖像采集和壓縮處理,一是圖像數據的傳輸。系統的主要硬件模塊分為監控終端和監控控制終端兩個部分。 本文設計并實現了一種基于ARM和嵌入式Linux的視頻監控系統,該系統主要實現了視頻圖像的采集壓縮和圖像數據流基于RTP協議的傳輸。本系統的核心硬件平臺采用韓國SamSung公司的S3C2410微處理器,ARM端作為視頻監控終端,PC機作為監控控制終端。ARM端主要承載了圖像采集、編碼和對圖像數據進行RTP打包并傳輸的功能,PC端主要承載的功能是圖像數據的接收、顯示和對監控終端的控制、訪問。 在視頻圖像采集和壓縮處理部分,利用Video for Linux提供的接口函數,實現了利用攝像頭采集圖像的過程,并設計實現了V4L視頻采集及壓縮模塊,設計了系統JEPG圖像采集和壓縮模塊和MPEG-4圖像采集和壓縮模塊的具體編程流程和實現過程,并實現了基于這兩種編碼方式的視頻壓縮。用Visual C++實現了用戶控制終端,可對應JPEG和MPEG-4兩種編碼方式進行解碼并顯示。 在圖像數據的傳輸部分,系統采用了RTP協議作為視頻數據流傳輸協議,并實現了視頻數據在局域網內的實時性傳輸。移植了現在比較常用的JRTPLIB源碼庫,為RTP的實現提供了可調用的庫函數,按照MPEG-4數據流的RTP封裝格式和流程,設計實現了RTP編程。 最后對系統的功能和性能進行了測試。測試結果顯示MPEG-4在保證與JPEG相當的圖像質量時,大大減少了傳輸的數據量。同時,使用RTP協議進行傳輸,保證了系統的實時性,也保證了圖像的傳輸質量。
標簽: ARMLinuz 視頻監控 系統設計
上傳時間: 2013-07-12
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