在日益發(fā)展的電子技術(shù)和各行業(yè)對系統(tǒng)安全需求不斷提高的刺激下，原有基于X86系統(tǒng)架構(gòu)機車監(jiān)控顯示系統(tǒng)逐漸暴露出越來越多的缺陷，研制新型的機車監(jiān)控顯示系統(tǒng)成為一種必然的趨勢，而不斷發(fā)展的MCU技術(shù)、嵌入式Linux、制造工藝等也給新型機車監(jiān)控顯示系統(tǒng)的研制提供了技術(shù)保障。 本課題針對目前鐵路運營對安全、快速、準(zhǔn)點等特性要求的不斷提高，研究基于ARM的機車監(jiān)控顯示系統(tǒng)，設(shè)計出具有高可靠性、高效能、可維護(hù)性強的機車監(jiān)控顯示系統(tǒng)。 本文首先分析了嵌入式技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢，對ARM技術(shù)的特點及其在嵌入式領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行了深入研究；進(jìn)而，分析了國內(nèi)現(xiàn)有基于PC/104總線模式擴(kuò)展的機車監(jiān)控顯示系統(tǒng)的優(yōu)缺點以及國外先進(jìn)機車監(jiān)控顯示系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及技術(shù)特點。對如何有效提高系統(tǒng)的可靠性、可操作性進(jìn)行了深入的研究，提出了利用ARM處理器與嵌入式操作系統(tǒng)Linux實現(xiàn)高可靠性機車監(jiān)控顯示系統(tǒng)的思路，并在此思路指導(dǎo)下完成了基本研究和具體設(shè)計。 在完成樣機試制后，結(jié)合鐵路產(chǎn)品的高可靠性要求，本文最后對影響系統(tǒng)可靠性的若干性能指標(biāo)進(jìn)行了測試：高低溫測試、靜電放電測試、EMC測試、絕緣耐壓測試、振動測試等，并對設(shè)計過程中一些欠考慮的因素提出了解決方案。實際測試表明，基于ARM技術(shù)的機車監(jiān)控顯示系統(tǒng)滿足我國鐵路未來若干年監(jiān)控安全的需要。
標(biāo)簽： ARM 機車監(jiān)控 顯示系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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隨著嵌入式技術(shù)的發(fā)展，ARM處理器以其獨特的優(yōu)勢在計算機、電子和通信的各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)和視頻監(jiān)控技術(shù)相融合，在更大程度上促進(jìn)了家庭生活的信息化和自動化。系統(tǒng)采用先進(jìn)的ARM處理器作為控制平臺，與使用C51單片機相比，提高了性能，縮短了開發(fā)周期；與使用傳統(tǒng)的PC機相比，兼顧了系統(tǒng)功能，又節(jié)約了成本，在家庭自動化領(lǐng)域具有較好的理論價值和廣闊的應(yīng)用前景。 本文在分析國內(nèi)外家庭自動化發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，采用先進(jìn)的ARM技術(shù)，給出了多模式網(wǎng)絡(luò)通信方案，解決了家庭自動化系統(tǒng)對不同通信網(wǎng)絡(luò)的兼容性問題，在公用電話網(wǎng)語音通信中，提出了通信狀態(tài)機模型，討論了電話按鍵檢測和超時無選擇的問題，對語音處理技術(shù)的實現(xiàn)進(jìn)行了研究；在無線網(wǎng)絡(luò)通信中，通過短消息的發(fā)送和接收，實現(xiàn)了遠(yuǎn)程用戶和系統(tǒng)之間的信號傳輸，對系統(tǒng)無線GPRS通信的實現(xiàn)進(jìn)行了技術(shù)研究；在遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控的實現(xiàn)中，給出了單幀圖像采集的實現(xiàn)方法，對C/S模式下遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)進(jìn)行了研究；為實現(xiàn)系統(tǒng)與終端之間的信號傳輸，給出了家庭內(nèi)部控制網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)計方案，實現(xiàn)了家電設(shè)備控制和自動報警功能，在系統(tǒng)安全問題方面，給出了系統(tǒng)身份認(rèn)證的實現(xiàn)方法。在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建了一個低成本、高性能、高可靠性的家庭自動化系統(tǒng)。
標(biāo)簽： ARM 家 自動化系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-21
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經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展使得人們越來越注重生活質(zhì)量，對于有害氣體的檢測成為人們的迫切要求，我國氣敏傳感器發(fā)展迅速，但由于氣敏傳感器的高阻值特性及接口電路復(fù)雜等原因，氣敏傳感器測量裝置發(fā)展緩慢。在了解氣敏傳感器的氣敏機理及氣敏傳感器的工作原理的前提下，設(shè)計了一種新型的氣體濃度測量裝置，并將采集到的信號處理后通過無線傳輸設(shè)備傳送。該裝置以ARM7為內(nèi)核的LPC2131 作為微處理器，利用其強大的數(shù)據(jù)計算處理能力及控制能力,設(shè)計出了顯示氣體濃度值的測量電路。此外由于因LPC2131 內(nèi)部集成了多種硬件電路接口，有效地降低了成本，減小了裝置體積。 在無線傳輸部分，采用挪威Nordic公司的單片射頻收發(fā)器nRF403，nRF403工作在433或315MHz國際上通用的ISM頻段,雙工作頻段可以自由切換,FSK 調(diào)制解調(diào),采用直接數(shù)字合成DSS和鎖相環(huán)穩(wěn)頻PLL 進(jìn)行頻率合成,頻率穩(wěn)定性好,發(fā)射數(shù)據(jù)時無方向性要求,在高速移動和振動等情況有抗干擾能力。本測量裝置的設(shè)計主要包括硬件和軟件兩大部分。硬件部分由四部分組成：數(shù)據(jù)采集電路、ARM系統(tǒng)模塊電路設(shè)計、無線收發(fā)電路模塊、顯示模塊組成。軟件部分的設(shè)計包括：通道選擇程序設(shè)計、A/D轉(zhuǎn)換程序設(shè)計、信號處理程序（算法）、無線收發(fā)程序、液晶模塊程序設(shè)計、以及PC端應(yīng)用程序設(shè)計。經(jīng)過實際的測量，本裝置可對外界氣體濃度進(jìn)行準(zhǔn)確的測量，精度保持誤差在1.5％以內(nèi)。本裝置具有高靈敏度、小型、簡單、低耗等優(yōu)點。
標(biāo)簽： ARM 氣敏傳感器 無線傳輸系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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傳統(tǒng)的家電采用各自獨立的工作模式，不同家電之間無法通信，這樣就不能有效地安排各種家電協(xié)同工作，容易造成浪費。同時它們無法自動獲取外界的信息，人們無法對其進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，難以滿足現(xiàn)代生活的需求。所以開發(fā)智能化的家電及其控制系統(tǒng)己成為當(dāng)前的研究熱點。 傳統(tǒng)的電話只能進(jìn)行語音通信，它存在利用率低、功能有限和安全性不好等缺點。近年來，以ARM為代表的高性能專用微處理器的出現(xiàn)，以及Linux、Windows CE等操作系統(tǒng)的完善，使嵌入式技術(shù)迅速發(fā)展，這為智能IP電話的研發(fā)提供了軟硬件基礎(chǔ)。 現(xiàn)階段家庭網(wǎng)關(guān)接入互聯(lián)網(wǎng)的方式主要為有線接入，因為這種方式網(wǎng)絡(luò)性能比無線隱定，延時性相對要小，用它來遠(yuǎn)程控制智能家電比無線網(wǎng)要安全可靠。要實現(xiàn)智能家電的網(wǎng)絡(luò)化，如果采用PC機進(jìn)行直接進(jìn)行控制，或者讓每臺家電接入網(wǎng)絡(luò)，這樣成本很高，不利于一般家庭的普及。 為此，筆者采用基于.ARM9芯片、Windows CE 4.2嵌入式操作系統(tǒng)的IP電話作為家電的控制中心，智能家電采用ARM9芯片和linux2.4操作系統(tǒng)。各個智能家電與IP電話采用串口進(jìn)行通信，IP電話采用網(wǎng)口與因特網(wǎng)通信。這樣可以大量的降低成本，而且通信方式比PLC和藍(lán)牙通訊技術(shù)更安全可靠。 本文以IP電話與智能家電互聯(lián)為切入點，結(jié)合ARM、嵌入式Linux和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，設(shè)計出一種較為完善的IP電話與智能家電的控制系統(tǒng)。采用這種方式，使智能家電集電腦、電信和消費類電子產(chǎn)品的特征于一體，讓家電具有信息的獲取、加工、傳遞等功能，提供全方位的信息交換，幫助家電與外部保持信息交流暢通，這樣可以優(yōu)化人們的生活方式，節(jié)約能源費用資金。 筆者完成了系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計，并進(jìn)行了調(diào)試，驗證了所設(shè)計系統(tǒng)的有效性和實用性。并力爭將其拓展成為完善的智能家電控制系統(tǒng)。
上傳時間： 2013-04-24
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嵌入式測控系統(tǒng)和測控裝置在工業(yè)生產(chǎn)過程控制、儀器儀表及自動化系統(tǒng)、智能樓宇監(jiān)控等方面得到廣泛的應(yīng)用。由于嵌入式測控系統(tǒng)監(jiān)控對象的多樣性，因此通用性不是很強，傳統(tǒng)的設(shè)計方法都是從底層的硬件設(shè)計開始，再設(shè)計專用的軟件，導(dǎo)致設(shè)計周期長，重復(fù)工作多，成本增加。微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，使得微處理器的性能和功能得到極大的提高，為通用型測控平臺的構(gòu)建奠定了基礎(chǔ)。 本文提出了一種嵌入式測控平臺的設(shè)計思路。采用主板和擴(kuò)展板相結(jié)合的模塊化設(shè)計，使嵌入式測控系統(tǒng)可以在一個標(biāo)準(zhǔn)化平臺上進(jìn)行構(gòu)建。平臺主板選用基于32位ARM7TDMI-S內(nèi)核的微控制器LPC2292作為核心，加上以太網(wǎng)芯片、CPLD以及其它外圍電路，構(gòu)成了一個維持系統(tǒng)正常運行的最小系統(tǒng)。擴(kuò)展功能模塊包括ZigBee無線通信、USB、A/D、D/A、液晶觸摸屏等模塊，通過層疊式結(jié)構(gòu)與主板連接。測控開發(fā)平臺在功能、電路、結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)了可裁剪、可擴(kuò)展，能滿足大多數(shù)嵌入式測控系統(tǒng)的需求。 在實現(xiàn)嵌入式測控開發(fā)平臺硬件設(shè)計的基礎(chǔ)上，嵌入式測控平臺引入了Nucleus Plus實時操作系統(tǒng)來完成系統(tǒng)資源的管理和任務(wù)的調(diào)度。文中提出了啟動代碼模版的概念，簡化了移植操作系統(tǒng)的工作，提高了效率。 基于ARM的嵌入式測控開發(fā)平臺為開發(fā)各種智能化、小型化現(xiàn)代測控系統(tǒng)提供了可重用、高性能、圖形化、網(wǎng)絡(luò)化軟硬件基礎(chǔ)平臺和高效的開發(fā)模式。從而，大大縮短了軟、硬件開發(fā)的周期，具有十分重要的意義。 作為在測控開發(fā)平臺的基礎(chǔ)上構(gòu)建測控系統(tǒng)的實例，研制了氣門彈簧負(fù)荷計算機自動分選系統(tǒng)的現(xiàn)場級控制器。
上傳時間： 2013-06-16
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數(shù)控機床是現(xiàn)代制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)和核心，而先進(jìn)的數(shù)控技術(shù)是解決機床制造業(yè)持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。隨著嵌入式系統(tǒng)、微計算機技術(shù)和集成電路的迅速發(fā)展，高性能的32位CUP開始普及。它執(zhí)行速度快、功能強大，在中、低檔數(shù)控系統(tǒng)中已經(jīng)完全可以替代PC機及8位單片機，獲得更大的價格和技術(shù)優(yōu)勢。本文旨在打破傳統(tǒng)基于PC機及8位單片機的數(shù)控系統(tǒng)，研究并設(shè)計一種基于ARM的32位嵌入式機床數(shù)控系統(tǒng)。 本文設(shè)計了基于ARM內(nèi)核的嵌入式機床數(shù)控系統(tǒng)，并給出了硬件設(shè)計方案、軟件程序設(shè)計思想及相應(yīng)設(shè)計。硬件部分選用是日本NOVA電子有限公司研制的DSP運動控制專用芯片MCX314AL，作為數(shù)控裝置電機的驅(qū)動芯片，其性能優(yōu)良、接口簡單、編程方便、工作可靠，給運動控制帶來極大方便。采用ARM微處理器STR710負(fù)責(zé)控制MCX314AL、外圍邏輯電路的管理及后臺任務(wù)的實現(xiàn)。系統(tǒng)軟件平臺采用源代碼公開的嵌入式實時操作系統(tǒng)uC/OS-Ⅱ，對數(shù)控系統(tǒng)軟件模塊的任務(wù)進(jìn)行劃分，并根據(jù)其實時性要求賦予不同優(yōu)先級，采用基于優(yōu)先級的搶占式調(diào)度算法，設(shè)計了任務(wù)間的通信方式及中斷事件的響應(yīng)，使該數(shù)控系統(tǒng)具有良好的實時性和穩(wěn)定性，可以滿足高精度加工的要求，同時也具有良好的人機界面和網(wǎng)絡(luò)支持。
標(biāo)簽： ARM 嵌入式 機床 數(shù)控系統(tǒng)
上傳時間： 2013-05-25
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隨著國內(nèi)工業(yè)化、數(shù)字化的迅速發(fā)展，嵌入式開發(fā)在IT行業(yè)中的重要性越來越顯著。嵌入式開發(fā)領(lǐng)域?qū)Ξa(chǎn)品的功能性、穩(wěn)定性、實時性等方面的要求也越來越高。 采用嵌入式實時操作系統(tǒng)作為開發(fā)平臺，以高性能的嵌入式處理器為工業(yè)控制等領(lǐng)域的主控制器可以有效地提高系統(tǒng)的可靠性、實時性、和軟件編程的靈活性。在嵌入式處理器方面，ARM構(gòu)架已經(jīng)在高性能、低功耗、低成本的嵌入式領(lǐng)域里占領(lǐng)先地位。而在嵌入式操作系統(tǒng)方面，適合國內(nèi)發(fā)展方向的解決方案以及系統(tǒng)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)方面并不理想。首先，國外成熟的嵌入式實時操作系統(tǒng)大都成本高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不適合強實時應(yīng)用；其次，因大部分實時操作系統(tǒng)不公開源碼，使開發(fā)的產(chǎn)品存在安全隱患。而類似μC/OS-II的小型強實時嵌入式操作系統(tǒng)內(nèi)核雖然具有低成本、易控制、小規(guī)模、高性能等特性，但這類系統(tǒng)的基礎(chǔ)較為薄弱，面臨產(chǎn)品化和商業(yè)化還有一定的距離。 本文針對這種情況，結(jié)合現(xiàn)有的操作系統(tǒng)內(nèi)核理論及嵌入式強實時系統(tǒng)的特殊需求，特別是對μC/OS-Ⅱ的研究分析基礎(chǔ)上，面向強實時應(yīng)用，設(shè)計、構(gòu)造了一種適合在32位ARM處理器環(huán)境下使用的內(nèi)核。這樣做的目的是為了提供一個基礎(chǔ)牢固、值得信賴的基本平臺。 本文研究工作主要集中在以下幾個方面： 針對嵌入式環(huán)境中高效、簡潔、易擴(kuò)展、易剪裁的要求，對內(nèi)核體系結(jié)構(gòu)框架進(jìn)行了設(shè)計。內(nèi)核整體上采用分層結(jié)構(gòu)，在各層中采用功能相對獨立的模塊：在最底層借鑒微核的原理，只提供最基本的功能模塊。 針對系統(tǒng)快速和穩(wěn)定的實時響應(yīng)能力需求，為IRQ中斷建立了統(tǒng)一的中斷入口，采用合理的半嵌套工作方式；保留FIQ為不可屏蔽中斷，在快速反應(yīng)場合使用；引入中斷分段處理機制解決中斷和任務(wù)的ITC機制共享，需要硬保護(hù)機制相互協(xié)調(diào)所引起的硬保護(hù)機制被隱性地泛濫使用問題。 針對應(yīng)用提出的系統(tǒng)行為的可預(yù)測性需求，在調(diào)度算法方面采用基于優(yōu)先級位圖的搶占閾值調(diào)度算法，提高了處理器的利用率和任務(wù)集合的可調(diào)度性，減少了內(nèi)核存儲開銷；在共享資源訪問控制方面，以優(yōu)先級天花板協(xié)議為依據(jù)，使用互斥事件解決優(yōu)先級反轉(zhuǎn)和死鎖問題的發(fā)生。 為了保障系統(tǒng)的強實時性能，本文還對內(nèi)核的時鐘管理、內(nèi)存管理等方面進(jìn)行了設(shè)計。最后，通過實時性能測試，結(jié)果表明該實時內(nèi)核有很好的強實時特性。
標(biāo)簽： ARM 嵌入式 內(nèi)核設(shè)計
上傳時間： 2013-04-24
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隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，以及人對安全防范意識的逐漸加強，視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)成為人們在生產(chǎn)、生活中必不可少的一個部分。特別是近年來，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展、寬帶的普及、圖像處理技術(shù)的提高，視頻監(jiān)控在越來越廣泛地滲透到教育、娛樂、醫(yī)療、運動等各個領(lǐng)域。視頻監(jiān)測系統(tǒng)已經(jīng)成為當(dāng)今可視化領(lǐng)域的一個新的開發(fā)熱點。許多應(yīng)用領(lǐng)域?qū)τ谝曨l監(jiān)控系統(tǒng)提出了更高更新的要求，如何經(jīng)濟(jì)有效地實現(xiàn)特定環(huán)境所需的監(jiān)控功能，給我們提出了新的課題。 本文設(shè)計和實現(xiàn)了基于ARM9和Linux操作系統(tǒng)的嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)視頻圖像的采集、壓縮和傳輸。文章結(jié)合嵌入式技術(shù)、圖像壓縮技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，設(shè)計了一種基于嵌入式的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。 本文首先研究了視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及今后發(fā)展趨勢，詳細(xì)分析了嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)的基本原理和性能要求，提出了系統(tǒng)的設(shè)計的總體方案。在硬件設(shè)計方面，系統(tǒng)采用三星公司的S3C2410A作為嵌入式處理器，配合外圍硬件電路構(gòu)成嵌入式核心板。系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計方案，將硬件劃分為三大模塊：主控器與儲存器模塊；電源時鐘復(fù)位電路模塊；外圍接口電路模塊。在論文中對各個部分進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。完成了核心板的硬件設(shè)計后，接下來介紹如何構(gòu)建嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)的軟件平臺，包括成功的移植Linux操作系統(tǒng)；嵌入式Linux下USB接口攝像頭驅(qū)動的接口和實現(xiàn)。最后在基于嵌入式Linux系統(tǒng)的平臺上完成應(yīng)用程序的設(shè)計，完成視頻圖像的采集、壓縮、傳輸，這部分主要完成的工作有：如何使用Video4Linux API庫函數(shù)實現(xiàn)圖像采集；如何實現(xiàn)視頻流的軟件壓縮；如何保證視頻流數(shù)據(jù)的實時傳輸。 本文實現(xiàn)了一種體積小、成本低廉、數(shù)字化的監(jiān)控解決方案。該系統(tǒng)可滿足監(jiān)控系統(tǒng)對數(shù)據(jù)傳輸可靠性和實時性的要求，具有廣泛的應(yīng)用價值。
標(biāo)簽： ARM 嵌入式視頻 監(jiān)控終端
上傳時間： 2013-07-10
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視頻監(jiān)控以其直觀方便、準(zhǔn)確、信息內(nèi)容豐富而廣泛應(yīng)用于許多場合，已經(jīng)滲透到交通、城市治安、國防等多種領(lǐng)域，甚至家庭安防，在人們的日常生活中扮演著越來越重要的作用。 由于傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、穩(wěn)定性可靠性不高、價格昂貴而且傳輸距離明顯受限的缺點。近年來，隨著計算機、網(wǎng)絡(luò)、電子與通信、圖像處理等技術(shù)的飛速發(fā)展，嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用而生。 本文針對視頻監(jiān)控系統(tǒng)的實際需求，結(jié)合嵌入式技術(shù)、圖像處理技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，設(shè)計并實現(xiàn)了一種實時性好、可靠性高、成本低的嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)以ARM9微處理器作為硬件平臺，以具有開發(fā)資源豐富、免費等優(yōu)勢的Linux操作系統(tǒng)作為軟件開發(fā)平臺。該系統(tǒng)采用以太網(wǎng)作為網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)，并使用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。視頻數(shù)據(jù)的傳輸協(xié)議選擇了支持組播技術(shù)的RTP/RTCP傳輸協(xié)議，客戶端在Linux下實現(xiàn)了基于SDL庫視頻顯示。 論文首先描述了嵌入式系統(tǒng)與視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展及相關(guān)技術(shù)，分析了國內(nèi)外視頻監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，對視頻監(jiān)控系統(tǒng)研究的背景和意義進(jìn)行了闡述，并討論了幾種常見的視頻監(jiān)控解決方案，對幾種目前流行的視頻壓縮算法進(jìn)行了對比；然后，提出了嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)的軟、硬件總體架構(gòu)，并逐步對硬件平臺和軟件模塊設(shè)計進(jìn)行了選擇和細(xì)化。其中，硬件平臺根據(jù)視頻數(shù)據(jù)采集以及處理需要選擇了攝像頭和存儲器；軟件設(shè)計中，首先完成了嵌入式系統(tǒng)的交叉開發(fā)環(huán)境搭建，針對ARM-Linux特性，完成了在開發(fā)板上操作系統(tǒng)和文件系統(tǒng)等移植，最后完成了Linux下V4L視頻采集、JPEG圖像壓縮、RTP/RTCP網(wǎng)絡(luò)傳輸、SDL庫視頻顯示以及avi格式視頻文件保存等。 此外，對系統(tǒng)構(gòu)建過程中所用到的某些關(guān)鍵技木進(jìn)行了較為詳盡的探討和研究，這對于從事相關(guān)科研工作的同仁們具有一定的參考價值。
標(biāo)簽： ARM 嵌入式 網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控 系統(tǒng)設(shè)計
上傳時間： 2013-04-24
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超聲波流量計以非接觸、精度高、使用方便等優(yōu)點，在氣象、石油、化工、醫(yī)藥、水資源管理等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。近年來，隨著數(shù)字處理技術(shù)和微處理器技術(shù)的發(fā)展，超聲波流量計作為一種測量儀表也得到了長足進(jìn)步。本課題將ARM微控制器用于流量測量儀表的研制，拓展了儀表的開發(fā)空間，符合嵌入式技術(shù)的發(fā)展方向。 本文詳細(xì)介紹了超聲波時差法流量測量原理及基于LPC2214的超聲波流量計系統(tǒng)設(shè)計方案和軟硬件實現(xiàn)方法，并對測時算法進(jìn)行了詳細(xì)討論。通過分析和借鑒國外超聲波流量測量的先進(jìn)技術(shù)和方法，得出了改進(jìn)的時差法測量方案。系統(tǒng)硬件設(shè)計了超聲波發(fā)射、接收及放大電路，采用高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器數(shù)字化接收信號，并對ARM系統(tǒng)電路中的電源電路，存儲器電路，通信接口電路等進(jìn)行了詳細(xì)介紹。系統(tǒng)軟件詳細(xì)分析了嵌入式操作系統(tǒng)uClinux的移植方法，給出構(gòu)建ARM-uClinux平臺的步驟，并基于此平臺，完成了系統(tǒng)軟件設(shè)計。測時算法運用數(shù)字濾波技術(shù)提高信號信噪比，采用方差比檢驗方法和插值算法，提高測時定位精度。 系統(tǒng)設(shè)計良好的人機交互界面和通信調(diào)試接口，提高了ARM系統(tǒng)的軟件開發(fā)調(diào)試效率；在保證流量計系統(tǒng)功能的同時，盡量簡化硬件電路設(shè)計，降低研制成本，使設(shè)計更具合理性。
上傳時間： 2013-04-24
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