臭氧(O3)作為一種無污染的強氧化劑,已在醫學、衛生、食品、飼養業、養殖業、化工生產、大氣凈化、污水處理和飲用水殺菌消毒等行業廣泛應用,取得了顯著效果,其應用規模也越來越大。在使用中,如果臭氧濃度過高會加大設備造價同時對人體有危害,臭氧濃度太小又難以收到滿意效果。因此在很多場合必須嚴格控制臭氧的濃度,以便達到既能殺菌消毒,又不危害人體健康的目的。目前,臭氧檢測的方法分為兩類,一類是采樣后實驗室分析,首先進行環境空氣的樣品采集,然后拿到實驗室利用化學方法進行分析;一類是自動監測儀器法,利用臭氧自動監測儀進行環境空氣中臭氧濃度的測定。然而在對臭氧消毒后空氣中臭氧濃度檢測的過程中,以上兩種方法具有檢測周期長、操作步驟復雜、設備體積大、不便于攜帶等缺點。因此設計一種檢測方法簡單、體積小、重量輕、低功耗、智能化程度高的便攜式臭氧濃度檢測儀具有一定的現實意義。 在硬件設計上,首先,為了完成臭氧濃度信號的提取,對臭氧傳感器進行了精心的選擇;其次,為了保證傳感器穩定可靠的工作,重點設計了恒電位儀電路,同時為了滿足后續A/D檢測精度的要求,對檢測到的電壓信號進行了調理;最后,為了實現系統的基本功能,以ARM微處理器LPC2210為核心搭建了系統的硬件平臺。 在軟件設計上,為了提高系統的智能化程度,引入了μC/OS-Ⅱ操作系統。同時為了減少系統功耗盡量縮短CPU的運行時間。當儀器無人操作一段時間后,系統會自動關閉一部分外圍器件并且使微處理器處于掉電狀態以減少功耗。 在操作的可靠性方面,設計了一鍵開機功能;同時為了延長電池的使用壽命,設計了電源智能管理模塊。
上傳時間: 2013-05-21
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旅客列車是人們出行的重要交通工具之一,隨著我國國民經濟的發展,信息化時代的到來,車輛能否安全運行已經成為人們關注的焦點。在高速狀態下列車車輛能否安全地停下來是安全運行的一個關鍵,在車輛方面上就是解決制動問題。在這樣的前提下,對車輛制動系統的研究就顯得必然和重要。 本次設計的任務是實時監測列車車輛的運行速度,并根據車輛制動狀態,自動控制車輛的制動系統,實現車輛的制動安全防護。所以本次設計設計了一種基于ARM——高性能嵌入式微處理器、CPLD——新型高性能可編程邏輯器件、CAN總線——有效支持分布/實時控制的串行通信網絡和μC/OS-II操作系統的車輛制動自動監控系統。文中介紹了車輛制動控制原理、對系統進行了總體的方案設計,介紹了嵌入式系統開發的原理及設計方法,著重講解了以Samsung公司32位嵌入式微處理器S3C44BOX為核心的系統軟硬件設計方案,并開發了基于μC/OS-II操作系統的應用程序。 應用程序模塊主要包括遠程通訊模塊、數據采集模塊、數據處理與傳輸模塊、部件壽命記錄模塊、故障參數監視和報警模塊。遠程通訊模塊將車輛制動狀態以CAN總線的通訊方式上傳給機車控制室主機;數據采集模塊由具有高速邏輯處理能力的CPLD自動實現數據采集及電平轉換,ARM控制數據采集的啟動和采集結束后對數據的處理或傳輸;在部件壽命記錄模塊中電磁閥的動作次數、通電使用時間和總時間以及各傳感器的通電時間和使用總時間可每隔一段時間記錄下來,掉電后也不會丟失,可以作為故障發生、診斷、排除和維護的數據依據。 在實驗室及模擬實驗臺上經過多次軟、硬件結合的調試改進過程,本次設計基本上實現了車輛制動自動監控系統的功能,制動缸壓力的控制特性及控制精度得到了有效的提高,在實驗室調試中實現了車輛制動系統的故障檢測和報警及部件的壽命記錄等功能,驗證了設計方案的可行性及合理性,達到了預期的設計效果。
上傳時間: 2013-07-17
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磁共振成像(MRI)由于自身獨特的成像特點,使得其處理方法不同于一般圖像.根據不同的應用目的,該文分別提出了MRI圖像去噪和分割兩個算法.首先,該文針對MRI重建后圖像噪聲分布的實際特點,提出了基于小波變換的MRI圖像去噪算法.該算法詳細闡明了MRI圖像Rician噪聲的特點,首先對與噪聲和邊緣相關的小波系數進行建模,然后利用最大似然估計來進行參數估計,同時利用連續尺度間的尺度相關性特點來進行函數升級,以便獲得最佳萎縮函數,進一步提高圖像的質量,最終取得了一定的效果.與此同時,該文對MRI圖像的進一步的分析與應用展開了一定研究,提出了一種改進的快速模糊C均值聚類魯棒分割算法.該算法先用K均值聚類方法得到初始聚類中心點,同時考慮鄰域對分割結果的影響,對目標函數加以改進,用來克服噪聲和非均勻場對MRI圖像分割的影響,達到魯棒分割的目的,為進一步圖像處理和分析打下基礎.通過實驗,我們發現,無論是針對模擬圖像還是實際圖像,該文所提出的兩個算法都取得了較好的效果,達到了預期的目的.
上傳時間: 2013-04-24
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近年來,網絡音樂,特別是網絡電臺的風行,受到越來越多的大眾追捧。網絡音樂以其及時、海量、靈活、個性化、時尚的風格,吸引了越來越多消費者的加入和眾多商家的關注。但是,作為網絡音樂的終端--流媒體播放器,最直接面向大眾的窗口,卻顯得單一,大部分商家只提供PC上的流媒體播放器。正出于此,本課題把目光投向那些不使用PC或者不愿長時間使用PC的用戶,為他們量身定制流媒體播放設備,讓用戶不必使用PC也可享受網絡音樂帶來的快樂。 本課題的研發正是基于上述背景,研發支持無線網絡的嵌入式多功能流媒體播放設備。本課題的研究目標是實現一個嵌入式流媒體播放器(亦稱為InternetRadio),Internet Radio是一個可以在家中自由移動、任意擺放的網絡流媒體播放設備。只要處在有網絡環境中,Internet Radio的音樂平臺讓用戶不必打開計算機,就能接收全球數千個不同風格、不同國家的各種類型音樂電臺。除了可以直接透過因特網收聽網絡廣播外,還可以播放儲存于計算機硬盤或MP3設備中的音樂。 本系統采用ARM920T作為處理器,基于嵌入式Linux操作系統、vTuner網絡電臺地址數據庫、Mplayer播放器軟件和FLTK界面開發工具來實現。系統實現了除一般意義的音頻流媒體播放和接收調頻廣播等功能之外,還增加了本地相框和網絡數碼相框Flickr在線分享的流行時尚元素。本論文具體分析了系統的硬件平臺,主要論述了軟件的實現,系統的主要軟件功能包括bootloader和嵌入式Linux系統的移植,根文件系統的構建,播放器軟件程序的研究、比較、移植和編寫,系統與網絡電臺地址數據庫vTuner和網絡相框Flickr的交互,Microwindows、Nxlib和FLTK的移植和基于FLTK的圖形界面開發,以及基于FLIK開發出良好的人機交互界面。作為項目的主要核心人員,作者負責系統的軟件架構設計、Linux系統的移植、播放器軟件的研究和開發、GUI開發工具和圖形庫的移植、圖片播放的實現、用戶與設備交互的實現和大部分界面程序的編碼等關鍵工作。
上傳時間: 2013-07-10
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近年來,嵌入式技術發展迅速,已經滲透到工業控制、智能設備以及電子消費品等人們日常生活的各個領域,而Internet技術也取得了巨大的發展,為人們所廣為接受,于是嵌入式技術和Internet技術相結合形成的嵌入式Internet技術適時地出現了,并且成為實現遠程控制、信息共享的關鍵技術。 本文首先闡述了課題研究的背景、目的和意義,以及嵌入式TCP/IP協議棧研究的現狀,然后分析了嵌入式操作系統μ C/OS-Ⅱ的工作原理并描述了把它移植到LPC2210上的過程,為嵌入式TCP/IP協議棧實現提供了操作系統支持。接著,針對嵌入式協議棧的特殊需求,詳細分析并采用了零拷貝技術、跨層技術等對LwIP協議棧進行了有效的裁剪和優化,結合μ C/PS-Ⅱ設計了一種緊湊的協議棧工作模型和內存管理機制。并且結合μ C/OS-Ⅱ設計了協議棧的工作模型和內存管理機制。在驅動程序的基礎上實現了對LwIP中的IP協議、ARP協議、ICMP協議、UDP協議和TCP協議等幾個協議棧的裁剪和優化。并分析了它們的安全漏洞及基于這些漏洞的攻擊方式,在這個基礎上提出了如攻擊檢測算法等填補漏洞和抵抗攻擊的一些技術和措施。最后在目標板上成功移植了優化后的LwIP。 本文同時還設計了一種能夠提供足夠多軟定時器資源的算法。在不需要操作系統支持的情況下,軟定時器可以給多任務的系統提供足夠的定時服務,而且不影響中斷處理時間。并且具有自動回調功能,啟動一次以后就可自動調用定時器。此軟定時器使用方便且易移植,大大方便了本課題多次使用定時器的需要。課題結合具體項目“蓄電池狀態記錄儀的設計”,分析了它的各個功能模塊,設計了其系統結構。對各個功能模塊的設計與實現進行了代碼編寫和測試,借助于TFTP服務器實現了基于協議的嵌入式目標板和PC機間的網絡通信。 本課題經過幾個月的軟硬件設計和現場測試,已實現了最初的設計目標。構建出了實驗硬件平臺和一個多任務多協議的基本實時系統框架。以后的開發者可以不必深入了解μ C/OS-Ⅱ實時操作系統和嵌入式TCP/IP協議棧的情況下就可以方便的創建一個嵌入式網絡控制系統,并能在平臺上開發其它的應用任務,為以后的研究提供了參考并奠定了基礎。
上傳時間: 2013-04-24
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自動開袋機是一種比較復雜的機電一體化縫紉機械,用于加工服裝口袋,與常規手動開裁縫制口袋相比,具有高效率、高品質、高精度的優勢,越來越受到服裝廠青睞。自動開袋機控制系統的研究可滿足市場對此的需求。 論文根據對自動開袋機的機械結構、電氣系統、縫制過程及工藝實現進行分析,提出一種基于ARM9處理器S3C2410和嵌入式WinCE操作系統的控制方案,隨后進行了硬件設計、氣動控制系統設計以及軟件設計。系統的硬件電路部分,論文根據開袋機動作要求及處理器情況,進行了最小系統、電源模塊、串口接口、I/O擴展接口、液晶屏顯示接口等電路設計。氣動控制系統部分,論文進行了滿足動作要求的氣動元件選型以及系統氣動回路設計。系統的軟件設計部分,分析了系統啟動代碼的實現方法,對WinCE操作系統進行定制,并基于EVC開發出應用程序(含用戶圖形界面)部分。論文最后,進行了系統調試工作,并對課題進行總結和展望。 論文設計的自動開袋機控制系統基于WinCE操作系統,人機界面簡潔美觀,操作方便,機器功能比較完善,性能好。在研究過程中,對傳統的開袋機定位方式進行改進,軟件方面考慮到優化性設計。
上傳時間: 2013-04-24
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本文設計了一種基于ARM7的電力電纜溝道監測系統,該監測系統能夠對電纜溝道起到防盜、防火、防潮等安全監測作用。本課題采用的嵌入式硬件是基于ARM7架構的LPC2292芯片;同時針對市場上種類繁多的實時操作系統,本課題選用的是內核小,易剪裁,移植性好源代碼公開的實時操作系統μC/OS-II并且使用CAN總線進行數據傳輸。CAN總線是現場總線的一種,它能有效地支持分布式控制或實時控制,具有高性能和高可靠性的特點,現已形成國際標準。 本課題簡要介紹了電力電纜溝道監測系統的特點與研究背景,講述了設計電纜溝道監測系統時所采取的總體設計思想與框架結構。之后介紹了ARM7處理器和CAN總線的特點和功能,然后詳細論述了整個系統硬件電路設計。在對實時操作系統μC/OS-II作了介紹之后,詳細說明了將μC/OS-II移植到LPC2292硬件平臺的具體實現過程。最后提出了基于CAN總線和ARM7微控制器實現的電纜溝道數據采集控制系統的軟件設計。 實際測試表明,該系統能夠穩定運行,并且能夠實現對電纜溝道的實時監測,數據采集以及安全警報等功能,滿足電力電纜在線監測系統的要求。
上傳時間: 2013-07-20
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隨著計算機軟件和硬件的發展,以及圖像處理技術的日益成熟,基于嵌入式的監控系統發揮越來越重要的作用。針對無人值守行業對遠程監控的需要,特別是廠房、倉庫等場所,本文實現了一種基于嵌入式的遠程無線監控系統。系統以ARM處理器為核心,通過攝像頭采集監控圖像,并利用GPRS網絡完成數據的傳輸,以達到遠程監控的目的。 本文介紹了該系統的總體架構,確定了系統硬件與軟件的實現方案。并對設計中用到的一些技術原理和協議做了一些介紹和分析。其中,本設計以三星公司ARM9系列的S3C2410為核心,采用了市場上廣泛使用的價廉物美的ZC301芯片的USB攝像頭,以及西門子公司的GPRP模塊TC35i來實現系統的各部分功能。 本文完成了對Linux操作系統在本監控系統的移植,設計了系統軟件的總體流程,并完成了各個模塊的軟硬件實現:用戶通過手機發送控制命令,TC35i接收后傳給ARM處理器,處理器根據協議解釋命令,控制設備產生相應的動作,繼而通過GPRS網絡發送數據到指定郵箱,從而實現了系統監控功能。除此之外,系統實現了軟件的模塊化,完成對重要模塊的介紹與分析,如短消息處理模塊以及SMTP郵件發送模塊。
上傳時間: 2013-04-24
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21世紀是“信息世紀”,隨著人們生活水平的不斷進步,對于家居環境要求也日益增高。如何將信息產業的最新成果,應用于構建一個舒適和諧的家居環境,已日益引起人們的關注和重視。傳統的家庭電子電器類產品具有單個控制的特點,無法進一步構成網絡,和外界進行信息交互。“智能家居”概念的提出,改變了這種這種狀況。智能家居系統可以將相對獨立的電器產品“智能”地連接在一起,提供全方位信息交換功能,幫助家庭內部及外部實現信息暢通,從而優化生活環境,提高生活質量。 本文提出了一種基于GPRS網絡的以ARM和嵌入式Linux操作系統為基礎的家庭網關無線接入方案,能通過手機短信息對控制節點進行遠程控制,實時獲得當前圖像信息和家居環境的各項物理參數。 本文所做的主要工作為: 1.調研了國內外智能化家居系統的研究現狀和發展趨勢,并結合目前國內智能家居的發展特點,設計了基于嵌入式系統的智能家居監控系統。在設計中選用了ARM9 S3C2440處理器和嵌入式Linux操作系統,主要由基于ARM的主控模塊、GPRS短信發送模塊、基于nRF2401的無線(分)節點通信模塊幾個部分組成。 2.建立了嵌入式系統的平臺和開發環境。主要包括嵌入式Linux的裁減、設備驅動程序的編寫,交叉編譯和串口驅動的編寫,完成了USB驅動的移植。 3.在組網方式上選擇了nRF2401無線射頻模塊和GPRS模塊,完成了周邊器件的電路設計,實現了無線模塊的相互通信和信息傳輸。 4.實現了XMODOM協議,將圖片和物理信息傳送至GPRS模塊,并實現了彩信的MMS發送。 本文完成了智能家居監控系統的硬件設計和軟件設計,并進行了調試,驗證了所設計系統的有效性和實用性。實驗結果表明提出的監控系統設計方法是可行的,且整個系統具有良好的通用性和可擴展性。由于采用Linux作為嵌入式操作系統,符合嵌入式的發展潮流,方便了在該設計的基礎上進行二次開發和擴展。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著多媒體技術和網絡技術的發展,嵌入式圖像采集系統的研究與實現越來越受到人們的重視。傳統的圖像采集系統一般采用基于PC機平臺和視頻采集卡的形式,該方案系統體積大、成本高,在遠距離、多點系統中實現困難。在這種背景下,設計一種輕便小巧的采集系統來采集、存儲并顯示所需的圖像成為市場所需。 本論文研究設計了一種基于嵌入式的圖像采集與傳輸系統,具有體積小、成本低、穩定性高等優點。該系統硬件平臺采用基于ARM920T核的S3C2410X處理器,軟件采用嵌入式Linux操作系統,利用USB攝像頭采集圖像并在目標板的LCD上進行顯示,通過網絡還可將采集到的圖像傳輸到PC機上顯示。該方案大大降低了系統的復雜性,同時提高了系統的穩定性和圖像質量,可以擴展應用在遠程監控系統等諸多領域,具有廣闊的市場和應用前景。 本論文首先介紹了課題研究的時代背景、實踐意義和研究現狀,并對嵌入式系統開發的基礎理論知識作了介紹,在此基礎上給出了嵌入式圖像采集與傳輸系統的總體結構設計;接著詳細分析了嵌入式Linux操作系統的開發技術,包括嵌入式開發環境的建立、Bootloader移植、Linux內核移植和根文件系統的制作,并介紹了嵌入式Linux下的設備驅動程序,實現了USB攝像頭驅動的移植,完成了利用攝像頭采集圖像的功能;然后完成了MiniGUI圖形用戶界面的移植和圖像在LCD上的顯示;最后實現了基于socket的網絡通信,完成了視頻采集和傳輸系統的整體功能,并給出了最終的實驗結果。 論文的最后是對全文的一個總結,對系統設計所完成的工作進行了概括,指出所存在的不足,對后續的研究工作做了進一步的展望,并給出了改進方法。
上傳時間: 2013-04-24
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