隨著電子技術的不斷發展,嵌入式系統越來越多地在控制類、消費類、通訊類等電子產品廣泛應用,嵌入式技術也越來越和人們的生活緊密結合。同時,計算機硬件的發展以及數據量的增加,對存儲設備的要求也越來越高。 本文深入研究了嵌入式系統中數據存儲和數據交換,提出了一套完整的嵌入式系統中數據存儲和數據交換的設計方案,并詳細介紹了其實現過程。Flash存儲器由于體積小、功耗低、性能穩定等特點在便攜式電子產品中得到了廣泛的應用。Flash存儲器主要有兩種形式:Nor Flash和Nand Flash。Nor Flash具有XIP特性,可以直接在芯片上執行代碼,而且讀取速度較快。Nand Flash存儲密度大、容量大、生產工藝簡單、性價比高,但是控制方式復雜而且可能會存在一定的壞塊。SD卡是近年來流行的大容量便攜式存儲卡。本系統中,我們以Flash和SD卡作為數據存儲介質。在存儲介質的選擇方面,在系統內部采用了體積小、容量大、成本低的Flash,并采用Nor和Nand Flash相結合的方案:在Nor Flash上存儲與系統相關的軟件和程序,在Nand Flash上存儲用戶數據。系統外部采用安全性高、容量大、性能佳的SD卡作存儲容量擴展。實現了基于Atmel公司ARM系列MCU的Flash存儲器和SD卡的硬件電路的設計及底層驅動程序的設計。 本研究分別根據Nor和Nand Flash數據存儲和操作特點,分析了JFFS2和YAFFS的特點以及各自的存儲方式、斷電保護、損耗平衡、垃圾回收等一系列的策略和機制,并在Nor和Nand Flash上實現并優化了這些管理機制。在SD上則采用目前主流操作系統(Windows,Linux等)所支持的FAT16文件格式,完成了從磁盤格式化到文件的讀寫等標準API函數,實現了嵌入式系統的高速數據交換。
上傳時間: 2013-04-24
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shapefile 格式的電子海圖數據通常采用文件系統存儲,難以保證數據的安全性、一致性、完整性,且數據訪問效率低。本文在認真分析shapefile 格式的電子海圖數據組織結構基礎上,研究并提
上傳時間: 2013-07-20
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隨著城市高層建筑的發展,建筑的消防安全性越來越引起人們的重視。火災報警系統是建筑自動化系統中重要的組成部分,它利用各種探測器來檢測火情,對火災的發生進行及時準確的報警,并控制各種滅火設備進行自動滅火和對相關設備進行聯動控制。傳統的火災報警系統采用微機中心處理方式,每個控制中心處理2000至8000個探測單元的信息,系統的實時性與穩定性的提升受到控制中心的數據處理能力和網絡通信速率的限制。 基于這一現狀,本文提出了基于ARM與uC/OS-Ⅱ的網絡火災報警系統。將控制中心的數據處理任務交由各控制單元,引入嵌入式操作系統對任務進行管理,同時引入TCP/IP協議棧實現網絡功能,利用Internet來進行信息傳輸。 本文設計了基于ARM的控制單元硬件平臺,并進行了硬件模塊測試。ARM作為32位RISC芯片的領導者,具有很高的處理能力,同時其成本較低,十分適用于作為系統中的控制單元,從硬件上保證了系統的數據處理能力與火災報警的實時性。 在軟件上,本文移植了uC/OS-Ⅱ作為系統的軟件平臺,編寫了啟動與移植相關代碼,并做了移植測試。uC/OS-Ⅱ作為開源的嵌入式實時操作系統,擁有極為精簡的內核和出色的實時性與可靠性,作為控制單元的操作系統平臺對任務進行管理與調度,從軟件上保證了系統的穩定性與可靠性。 最后,本文在ARM和uC/OS-Ⅱ的基礎上實現了網絡協議棧LwIP的移植,進行了計算機通信測試。網絡協議棧的移植使控制單元通過Internet完成信息的傳輸與控制,提高網絡的擴展性與健壯性,同時擺脫了專用網絡的傳輸速率與范圍的限制。 本文研究的系統具有分布智能化的特點,多個嵌入式控制單元取代了控制中心火災信息處理,降低了中心數據處理壓力和網絡通信壓力,平行的網絡結構提高了系統的穩定性,個別控制單元故障不會引起整個系統的崩潰,為基于這一思路的火災報警系統建立了一個完整的軟硬件平臺。
上傳時間: 2013-04-24
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本文提出一種基于DCT 變換的數字圖像盲水印嵌入算法,通過對水印圖像進行置亂加密與隨機產生嵌入位置來保證水印安全性,實驗證明此算法具有較好的不可見性,能夠抵御JPEG 壓縮、高斯模糊、均值濾波
上傳時間: 2013-07-11
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自1887年美國奧梯斯公司制造出世界上第一臺電梯以來,電梯作為一種垂直運動的升降設備,已日益成為人們生活中一項不可缺少的生活工具。隨著經濟的發展,高層建筑的不斷涌現,電梯的功能與種類也隨之而多樣化,同時也對電梯的穩定性、安全性、舒適性、運行效率提出了更高的要求。 電梯控制系統是電梯技術的核心,它將電梯的各機械部件有機的組合起來,實現了電梯復雜的功能與穩定有效的運行。隨著電子技術日新月異的發展,電梯控制系統經歷了繼電器控制、可編程邏輯控制(PLC)、智能微機控制的發展歷程。本文在總結了當前電梯控制系統的基礎上,設計了一套基于ARM技術與工業現場總線CAN(控制器局域網)的嵌入式集選型電梯控制系統。該控制系統采用變頻變壓調速方式,可與多款變頻器相結合,并可匹配有齒輪曳引機和無齒輪永磁同步曳引機,適用于最高樓層為64層、4m/s以下電梯控制。該控制系統目前已成功應用在某電梯生廠家的國內、南非等電梯項目中。 論文闡述了本電梯控制系統的控制策略,詳細介紹了以ARM7芯片LPC2378為核心的電梯主控制器的硬件結構及其軟件設計。曳引機的速度控制是電梯控制技術的關鍵,因此為提高電梯運行時的舒適感與運行效率,文中建立了電梯運行速度曲線的數學模型,提出了根據設定時間參數與樓層間距自動生成速度曲線的計算方法。為優化電梯起動時的舒適感,論文還討論了模糊控制技術在負載補償中的應用。此外,本文在深入闡述CANOPEN協議原理的基礎上,完成了基于CANOPEN的應用層協議設計,實現了電梯控制系統各控制器(主控制器、樓層控制器、轎廂控制器)之間實時、可靠的通信。
上傳時間: 2013-07-20
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進入二十一世紀以來,隨著我國經濟、社會、文化各方面快速發展,人民生活節奏日益加快,遠程互動交流要求不斷提高。網絡化生活方式真正進入到平常百姓家。為適應社會的持續高速發展,必須廣泛開發應用網絡化、信息化的工作生活產品,滿足社會市場需求。本課題就是面向當前網絡迅速普及形勢下的家庭遠程監控市場,采用高集成度、微功耗、低成本的設計思路,構建實時性、網絡化、數字化嵌入式家用遠程監控系統,以適應普通家庭遠程安全維護需求,提高中低收入群體的生活質量和生活安全性。 嵌入式網絡視頻監控系統是建立在ARM9和WindowsCE平臺上的一套完整視頻處理傳輸系統。它主要由S3C2410嵌入式硬件平臺、WindowsCE5.0嵌入式操作系統、攝像頭驅動采集模塊、網絡收發模塊和編解碼模塊五大部分組成。本文首先對嵌入式網絡監控系統進行了總體設計,根據成本和市場需求,完成功能元件和軟件平臺選型。在硬件選擇上使用了市場上得到廣泛認可的S3C2410、CS8900A網絡控制器、SDRAM、NANDFASH存儲器、攝像頭芯片,即滿足功能需求又控制成本,同時保證相互兼容和工作穩定性;軟件平臺選擇兼顧市場認同度和軟件兼容性,同時考慮到開發的復雜程度,選擇了同屬微軟旗下、類似WindowsXP的WindowsCE軟件環境。這樣主要軟件開發工作便可以使用WindowsXP下的開發工具完成。這一選擇符合市場主流用戶對微軟的認同,也節約了學習和建立Linux交叉編譯環境的精力和時間。 硬件平臺搭建后使用ADS1.2進行調試,操作系統使用PlatformBuilder進行定制,驅動、采集、編碼及發送模塊在EVC4.0下開發,接收、解碼和顯示模塊用VC++6.0開發。為保證軟硬件兼容性,軟件調試很少使用Emulator虛擬機,而使用JTAG、串口、USB口、交叉線建立硬件連接后進行實機調試。針對本課題主要軟件模塊WindowsXP下開發、WindowsCE下調試的情況,由于兩操作系統不能直接兼容,需建立平臺間同步和交互。實驗中使用了MSASYNC.exe等外圍軟件以及VGA控制器、USB擴展等外圍硬件模塊以實現快速實驗,由此也造成實驗設備和過程比最終產品復雜很多的情況。最終產品將把軟硬件環境剪裁到滿足功能的最小規模,僅預留排線接口用于升級,以實現低成本、微功耗、高集成度的設計要求。 系統的軟硬件測試表明:該系統安裝使用方便,運行穩定可靠,普通網絡情況下可提供家用實時性,達到了預期設計目的和要求。為下一步的改進和完善建立起基礎平臺,并提供了主要功能。
上傳時間: 2013-07-08
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集中抄表系統是一個集現代化管理、計算機應用、現代通訊技術、自動控制、信息等多學科技術于一體,實現電力營銷監控、電力營銷管理、營業抄收、數據采集和網絡連接等多種功能的一個完整的系統。 本文設計了基于GPRS與ARM技術的集抄系統,充分利用GPRS通信實時在線、按流量計費、高速傳輸的優點。本系統采用的是華為的GTM900-B模塊,適用于小數據量傳送的場合,用戶無需實現PPP協議也可實現數據傳輸功能。基于GPRS與ARM的集中抄表系統包含三個主要的組成部分:基于.NET平臺的系統管理中心(主站),基于GPRS的通信網絡和基于ARM平臺的終端系統。系統管理中心負責系統數據的采集、存儲和分析等功能;終端系統實現遠程用電設備的信息采集和控制;通信網絡則在管理中心和終端系統間建立數據傳輸鏈路。基于GPRS與ARM的集中抄表系統豐富了以往系統原有的應用功能,提升了集中抄表系統的綜合性能。 經過測試,本系統能夠順利的進行撥號,與主站進行正常的數據發送和接收,能正常的對電表數據進行采集和上位機管理命令下發,達到了預期的效果和設計要求。本系統已經在湖北石首,黃岡,黃石,十堰和湖南部分縣、市有一定規模的應用。在石首地區復雜的供電環境下,20個臺區所有電表的數據都能按時正確的收集到主站,終端也能正常響應主站下發的命令,實現設計的功能,證明了本系統運行穩定可靠,有利于配電網絡運行的安全性和經濟性管理,對加強用電管理和提高電網供電質量起到了積極的作用。
上傳時間: 2013-06-29
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汽車防抱死制動控制系統(ABS)是改善汽車主動安全性的重要裝置,在汽車日益普及的今天,它的應用更為廣泛和具有重要意義。作為制動系統中的閉環控制裝置,它能防止制動過程中的車輪抱死,以保持車輛的方向穩定性和減少輪胎磨損。ABS的主要部件有:液壓調節器、輪速傳感器和用于信號處理、觸發報警燈和控制液壓調節器的ECU。 本文首先簡要介紹了ABS的發展歷史和基本功能,整個系統的基本結構及其控制原理。利用MATLAB/Simulink建立各部件的模型,包括單輪旋轉動力學模型、1/2車輛縱向動力學模型、7自由度整車模型、車輛制動器模型。 分析ABS控制方法,建立ABS滑模變結構控制系統模型。將滑模變結構控制和傳統邏輯門限控制進行比較。在高附著系數路面上可以看出滑模變結構控制較傳統邏輯門限控制能進一步縮短制動距離。進一步地,利用相同制動力在不同附著系數路面上引起的車輪角減速度不同的特點,在線修正目標滑移率,仿真結果顯示獲得了更好的制動效果。 根據防抱死制動系統的工作原理,以ARM單片機LPC2292為核心,完成了輪速信號調理電路、電磁閥和回液泵電機驅動電路等電路的設計,闡述了ABS各功能模塊軟件的設計思想和實現方法,完成了防抱死制動系統的硬件和軟件設計。 最后,自主設計的控制器在某車型上進行了替換試驗。 試驗結果表明:自主開發的ABS控制器滿足了制動防抱死功能的需要,各項試驗指標皆與原裝ABS接近。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著網絡時代的發展,人們越來越離不開網絡,網絡硬件的安全性、可靠性越發重要。即使是短暫的網絡中斷也可能給人們的生活帶來極大的影響,這使得人們對網絡相關設備的管理監控實時性的需求越來越高。這就要求網絡運營商需要對遠近端網絡設備進行監控,在網絡出現問題時能及時發現并加以解決,實現網絡預防和及時維護功能,提高網絡運營商對用戶的服務質量。 本文主要就是基于該背景提出的一種解決方案。本文采用的SNMP協議提供了一種對這些網絡設備進行有效管理的技術基礎。本文的主要思路是在ARM9開發板原有的軟硬件基礎上及ARM-LINUX系統上,主要利用SNMP服務器來實現對網絡設備監控網管的功能,并在SNMP服務器中添加企業MIB節點,實現管理企業特定的設備。同時本文也介紹了在系統中利用BOA服務器來實現動態WEB刷新,利用BUSYBOX添加新命令等方法,初步實現一套具有特定網管功能的網管系統。 本文的創新之處在于不僅采用利用SNMP開發網管系統的流行做法,同時還利用BOA服務器將動態WEB技術應用到網管系統中。該做法的創新之處在于擺脫以往需要開發對應的網管平臺軟件來管理的局限,同時支持利用WEB瀏覽器就能監控到網絡設備的做法。BOA服務器技術支持利用任何一種WEB瀏覽器就能監控到網絡設備的工作狀態,從而大大滿足了網絡管理員的管理需求。因此該技術可以廣泛的應用于網絡設備的實時監控中。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著計算機軟硬水平的不斷提高,嵌入式領域的發展也取得了長足的進步。目前,嵌入式與Linux技術的結合正在推動著嵌入式技術的飛速發展,嵌入式系統的研究和應用產生了顯著的變化。 硬件上,嵌入式平臺由51系列內核的8位機系統逐步上升到以ARM內核為主流的32位系統;軟件上Linux作為操作系統的發展史上一個重要的里程碑,以高安全性和穩定性、開源免費等的優勢使得其在政府、國防、教育、工業等領域獲得了廣泛的運用。 2n偽隨機多頻道激電理論(簡稱偽隨機理論),是由何繼善院士率先提出并命名的,其實質是將含有3,5,7…等多個奇數主頻率的復合波同時向大地發送,接收機同時接收經大地介質傳導的復合波中各主頻率電流響應。在地球物理勘探領域,基于偽隨機理論的數據采集系統具有抗干擾能力強、測量精度高、觀測速度快、裝置輕便等優點而得到廣泛應用。 本文在分析偽隨機理論基礎上,結合當前嵌入式軟硬件發展的最新成果,開展對ARM Linux嵌入式數據信息系統的研究與實現。 首先,通過需求分析,對各種采集方案比較后,設計系統總體方案。通過數據信息系統驅動總體分析,選用嵌入式板載的音頻芯片實現數據A/D轉換,完成Linux下采集設備驅動程序設計。 其次,在ARM9內核的S3C2410嵌入式處理器硬件平臺,按照嵌入式軟件開發流程,搭建嵌入式Linux交叉開發平臺;裁剪并移植Linux內核,構建嵌入式文件系統。 再次,利用當前流行的嵌入式圖形開發庫Qtopia Core,結合Sqlite數據庫與Linux多線程技術,設計數據采集應用程序,建立數據信息系統的應用軟件模型,此基礎上對整個系統進行測試,與理論值進行對比實驗。 最后,就課題的不足做出總結,并且提出系統后期的改進建議。
上傳時間: 2013-07-11
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