設備狀態(tài)監(jiān)測技術是計算機科學、測試技術、信號分析與數(shù)據(jù)處理技術等相結合的一種設備運行信息分析處理方法。將嵌入式計算機技術與數(shù)據(jù)采集技術及數(shù)字信號處理技術結合起來,構成一種體積小、便于攜帶、易于網(wǎng)絡化、造價相對較低,集信號采集、處理、存儲和顯示為一體的設備具有廣泛的應用前景。 本文通過對傳統(tǒng)工控監(jiān)測技術方案以及本項目具體功能和指標的分析,提出了ARM+嵌入式Linux架構的技術方案。采用多個嵌入式設備終端作為監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集終端,然后通過GPRS模塊連入Internet,通過Internet上的多臺主機作為監(jiān)控中心,各自運行相應的包括網(wǎng)絡管理功能的應用程序,實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)自動、可靠的采集、存儲、處理、實時顯示及實時數(shù)據(jù)遠程傳輸,進而實現(xiàn)分布式、網(wǎng)絡化和自動化的設備監(jiān)測系統(tǒng)新模式。 本文首先介紹了嵌入式技術的國內外研發(fā)現(xiàn)狀。給出了嵌入式監(jiān)測系統(tǒng)總體設計方案。根據(jù)系統(tǒng)的功能和要求的技術指標,在綜合比較現(xiàn)有各種嵌入式操作系統(tǒng)的基礎上,分析了使用嵌入式Linux操作系統(tǒng)構造嵌入式系統(tǒng)的優(yōu)點和缺陷,選定了嵌入式Linux操作系統(tǒng)作為本次設計的操作系統(tǒng)；選擇了samsung公司基于ARM920T內核的處理器S3C2410X作為嵌入式處理器；簡單介紹了S3C2410X的工作模式,并設計了系統(tǒng)的硬件和軟件結構方案。 這種基于嵌入式終端的工控監(jiān)測系統(tǒng)主要由控制中心和嵌入式監(jiān)測終端兩大部分組成。本文所主要涉及的就是該系統(tǒng)中的嵌入式監(jiān)測終端部分,主要進行了嵌入式監(jiān)測終端的硬件設計,嵌入式操作系統(tǒng)ARM-Linux的移植,建立交叉編譯環(huán)境,制作根文件系統(tǒng),軟件部分主要是對驅動程序和終端應用程序的設計與實現(xiàn)進行了研究和介紹。重點介紹并了FPGA設備驅動程序的實現(xiàn)以及應用程序中的液晶顯示部分與實數(shù)EFT算法以及幾種數(shù)字信號的平均算法的C語言實現(xiàn),最后,對本論文進行了總結,并指出了后續(xù)工作中需要注意的問題。 基于ARM-Linux的工控監(jiān)測系統(tǒng)的研制對于監(jiān)測網(wǎng)絡化是一個有益的嘗試,它的研制成功將會給工廠帶來更大的經(jīng)濟效益。
標簽：
ARMLinux
工控
監(jiān)測系統(tǒng)
上傳時間：
2013-07-20
上傳用戶：gjzeus
嵌入式人臉識別系統(tǒng)建立在嵌入式操作系統(tǒng)和嵌入式硬件系統(tǒng)平臺之上,具有起點高、概念新、實用性強等特點。它涉及嵌入式硬件設計、嵌入式操作系統(tǒng)應用開發(fā)、人臉識別算法等領域的研究；嵌入式人臉識別系統(tǒng)攜帶方便、安裝快捷、機動性強,可廣泛應用于各類門禁系統(tǒng)、戶外機動布控的實時監(jiān)測等特殊場合,因此對嵌入式人臉識別的研究工作具有突出的理論意義和廣泛的應用前景。 本文是上海市經(jīng)委創(chuàng)新研究項目《射頻識別RFID系統(tǒng)-自動識別和記錄人群的身份》(編號：04-11-2)與上海市科委AM基金項目《基于ARM和RFID芯片的自組織安全監(jiān)控系統(tǒng)的研制》(編號：0512)的主要研究內容之一。論文從構建自動人臉識別系統(tǒng)所需解決的若干關鍵問題入手,重點探討了基于嵌入式ARM微處理器的實時人臉檢測、關鍵特征定位、高效的人臉特征描述、魯棒的人臉識別分類器及自動人臉識別系統(tǒng)設計等問題的研究。論文的主要工作和創(chuàng)新點表現(xiàn)在以下方面： 1實現(xiàn)了結合膚色校驗的Haar特征級聯(lián)分類器嵌入式實時人臉檢測,提出了基于人臉約束的人眼Haar特征RSVM級聯(lián)分類器人眼檢測算法和基于遮罩掩磨與橢圓擬合的瞳孔定位算法。 復雜背景中的人臉檢測是自動人臉識別系統(tǒng)首先要解決的關鍵問題,通過對基于膚色模型和基于Haar特征級聯(lián)強分類器的人臉檢測算法的分析研究,綜合兩個算法的優(yōu)點,提出了基于膚色模型校驗和Haar特征級聯(lián)強分類器的嵌入式實時人臉檢測算法。實驗結果表明,該算法不僅解決了復雜背景中的類膚色和類人臉結構問題,而且具有較高的檢測率和較快的檢測速度,同時對光照、尺度等變化條件下的人臉檢測也具有較強的魯棒性。 人眼檢測與瞳孔定位在人臉歸一化和有效人臉特征抽取等方面起著非常重要的作用,為了快速檢測人眼并精確定位人眼瞳孔中心,論文提出了基于人臉約束的人眼Haar特征RSVM級聯(lián)分類器人眼檢測算法和基于遮罩掩磨與橢圓擬合的瞳孔定位算法,首先利用人眼檢測分類器在人臉區(qū)域內完成對人眼位置的檢測,然后通過對檢測到的人眼進行遮罩掩磨、簡單圖像形態(tài)學變換及橢圓擬合實現(xiàn)瞳孔中心的精確定位。測試結果表明該算法只需幾百毫秒便能完成人眼檢測與瞳孔中心定位整個過程,在保證檢測速度較快的同時,還能確保較高的定位精度。 2 針對傳統(tǒng)線性判別分析法存在的小樣本問題(sss),通過調整Fisher判別準則,實現(xiàn)了自適應線性判別分析算法及相應的人臉識別方法人臉識別中的小樣本問題使線性判別分析算法的類內散布矩陣發(fā)生嚴重退化,導致問題無法求解。本文在人臉識別小樣本問題的基礎上,通過調整Fisher判別準則,利用類間散布矩陣的補空間巧妙地避開類內散布矩陣的求逆運算,通過訓練集每類樣本的樣本數(shù)信息自適應改變調整參數(shù),實現(xiàn)了自適應線性判別分析算法,實驗結果表明,該算法能有效解決人臉識別中的小樣本問題。 3 提出了基于有效人臉區(qū)域的Gabor特征抽取算法,有效地解決了Gabor特征抽取維數(shù)過高的問題。 Gabor小波對圖像的光照、尺度變化具有較強魯棒性,是一種良好的人臉特征表征方法。但維數(shù)過高的Gabor特征造成應用系統(tǒng)的維數(shù)災難,為解決Gabor特征的維數(shù)災難問題,論文第四章提出了基于有效人臉區(qū)域的Gabor特征抽取算法,該算法不僅有效地降低了人臉特征向量維數(shù),縮小了人臉特征庫的規(guī)模,同時降低了核心算法的時間和空間復雜度,而且具有與傳統(tǒng)Gabor特征抽取算法同樣的魯棒性。 4 結合有效人臉區(qū)域的Gabor特征抽取、自適應線性判別分析算法和基于支持向量機分類策略,提出并實現(xiàn)了基于支持向量機的嵌入式人臉識別和嵌入式人像比對系統(tǒng)支持向量機通過引入核技巧對訓練樣本進行學習構造最小化錯分風險的最優(yōu)分類超平面,不僅具有強大的非線性和高維處理能力,而且具有更強的泛化能力。本文研究了支持向量機的多類分類策略和訓練方法,并結合論文中提出的基于有效人臉區(qū)域的Gabor特征提取算法、自適應線性判別分析算法,首次在基于Windows CE操作系統(tǒng)的嵌入式ARM平臺中實現(xiàn)了具有較強魯棒性的嵌入式自動人臉識別系統(tǒng)和嵌入式人像比對系統(tǒng)。 5 提出并初步實現(xiàn)了基于客戶機/服務器結構無線網(wǎng)絡模型的遠距離人臉識別方案為解決嵌入式人臉識別系統(tǒng)在海量人臉庫中進行識別的難題,論文提出并初步實現(xiàn)了基于客戶機/服務器結構無線網(wǎng)絡模型的嵌入式遠距離人臉識別方案。 客戶機(嵌入式平臺)完成對人臉圖像的檢測、歸一化處理和人臉特征提取,然后通過無線網(wǎng)絡將提取后的人臉特征數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒掌鞫?由服務器在海量人臉庫中完成人臉識別,并將識別后的結果通過無線網(wǎng)絡傳輸?shù)娇蛻魴C顯示輸出,從而實現(xiàn)基于客戶機/服務器無線網(wǎng)絡模型的嵌入式遠距離人臉識別方案。 6 結合我們開發(fā)的基于ARM的嵌入式自動人臉識別系統(tǒng)和嵌入式人像比對系統(tǒng),從系統(tǒng)設計的角度探討了在嵌入式系統(tǒng)中進行人臉識別應用設計的思路及應該注意的問題雖然嵌入式人臉識別系統(tǒng)的性能很大程度上取決于高效的人臉特征描述和魯棒的人臉識別核心算法。但是,嵌入式系統(tǒng)的設計思想對嵌入式人臉識別系統(tǒng)的性能影響同樣值得重視。本文第六章重點闡述了嵌入式自動人臉識別應用系統(tǒng)的設計思路,并結合我們自主開發(fā)的嵌入式自動人臉識別系統(tǒng)和嵌入式人像比對系統(tǒng)從系統(tǒng)設計的角度探討了嵌入式人臉識別應用系統(tǒng)設計中應該注意的關鍵技術問題。 結合本文提出的算法我們在PC上完成對人臉識別分類器的訓練,然后在嵌入式ARM開發(fā)平臺上實現(xiàn)了嵌入式自動人臉識別、嵌入式人像比對兩個便攜式人員身份認證系統(tǒng),經(jīng)測試運行效果良好。所提出的人臉識別算法不僅具有一定的理論參考價值,而且對于嵌入式系統(tǒng)應用開發(fā)、AFR應用系統(tǒng)開發(fā)也具有一定的借鑒意義。
標簽：
ARM
架構
嵌入式
人臉識別
上傳時間：
2013-05-18
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有線通信方式由于具有保密性高、抗干擾能力強在軍事通信中倍受青睞,因此,對軍用有線通信設備的研究和設計具有十分重要的戰(zhàn)略意義.TBJ-204型野戰(zhàn)20線程控交換機是一種小型背負式模擬空分程控用戶交換機,用于裝備全軍各兵種的作戰(zhàn)、演習和緊急搶險等行動.該項目以該交換機為研究對象,在詳細分析原設備的系統(tǒng)結構和功能實現(xiàn)方式的基礎上,指出該機型在使用過程中存在技術相對陳舊、分立元件過多、可靠性和保密性不夠、體積大、重量大、維修困難等問題,同時結合系統(tǒng)的低功耗需求和優(yōu)化人機接口設計,本文提出基于"單片機+CPLD/FPGA體系結構"的集成化設計方案:①在CPLD中實現(xiàn)信號音分頻和計時頻率生成電路、20路用戶LED狀態(tài)控制電路;②CPLD與單片機以總線接口方式實現(xiàn)譯碼、數(shù)據(jù)和控制信號鎖存功能的VHDL設計;③基于低功耗設計的器件選型方案和單片機待機模式設計;④人機接口的LCD菜單操作方式.該文詳細介紹了改型設備的研制過程,包括CPLD片內功能設計實現(xiàn)、主控制板和用戶板各功能模塊工作原理和設計實現(xiàn)、各硬件模塊功能測試等,最后給出了局內呼叫處理功能和話務員服務功能的軟件實現(xiàn)流程.文章結尾介紹了改型設備的系統(tǒng)性能,它將實現(xiàn)更高的可靠性、保密性和抗干擾能力,同時具備低功耗和小型化的優(yōu)點.最后,該文總結了項目設計中使用的關鍵技術,指出了設計的創(chuàng)新意義和將來的工作.
標簽：
CPLDFPGA
單片機
程控交換機
上傳時間：
2013-04-24
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