隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們生活節(jié)奏的提高，照顧家庭的時間越來越少。人們越來越感覺時間的緊張，不但要周旋在繁雜的工作之中，同時也要兼顧自己的家。而現(xiàn)有的嵌入式硬盤錄像機雖然功能豐富，產(chǎn)品日益成熟，但在家用系統(tǒng)中應用成本太高。因此本文設計了一款高性能、低成本的實時圖像監(jiān)控系統(tǒng)，能讓人們在繁忙的工作之余實時了解住所的安全情況。 本文首先提出了該圖像監(jiān)控系統(tǒng)的總體設計方案，并就系統(tǒng)硬件平臺的設計進行了詳細的論述。硬件部分主要包括主控芯片$3C2410與Flash、SDRAM存儲器接口電路，USB接口電路，以太網(wǎng)接口電路，UART串行接口電路，JTAG接口電路以及電源電路。 其次，本文研究了嵌入式IAnux移植的關鍵技術，包括交叉編譯環(huán)境的建立、Bootloader 的設計、內核移植以及文件系統(tǒng)加載的方法，并通過裁剪Linux內核將標準Linux 2.4.18移植到目標平臺。同時分析了現(xiàn)有文件系統(tǒng)的優(yōu)、缺點，在目標平臺上移植了快速、高效的YAFFS文件系統(tǒng)，增強了系統(tǒng)的健壯性和高效性。 再者，本文修改并移植了LJSB攝像頭的驅動程序。研究了基于Vide041inux技術的圖像采集的數(shù)據(jù)結構和原理，詳細地闡述了圖像采集實現(xiàn)的過程和關鍵步驟，利用Vide04Linux API函數(shù)完成了圖像采集程序的設計，使用內存映射方式實現(xiàn)了圖像的快速采集，并對圖像數(shù)據(jù)進行了JPEG壓縮，提高了圖像采集的效率。研究了Web Server和Java Applet技術，實現(xiàn)了遠程圖像監(jiān)控。通過重新編譯移植Webcam Server應用程序實現(xiàn)了網(wǎng)絡攝像機的功能。 最后，本文給出了系統(tǒng)的測試方法及運行結果，并總結了所做的工作和存在的問題，提出了系統(tǒng)改進的意見。 本文設計的圖像監(jiān)控系統(tǒng)具有高性能、低成本、小體積等特點，采用開源的Linux作為軟件平臺，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性，具有較高的性價比和較強的適用性。
上傳時間： 2013-07-28
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心血管疾病是當今世界危害人類健康的頭號殺手，主要由高血壓和動態(tài)粥樣硬化等病癥引起，早期這些病癥不明顯，但是一些相關的參數(shù)都己發(fā)生變化。因此通過檢測這些參數(shù)就可以及早診斷出心血管疾病的潛在危險，也可以評估病人的病況和預示疾病的程度。因此若能及時檢查這些參數(shù)就可以及早診斷出心血管疾病的潛在危險，為其預防和治療爭取了寶貴的時間。大量的臨床實測結果證實，脈搏波的波形特征與心血管疾病密切相關。因此，系統(tǒng)通過檢測脈搏信號來檢測心血管參數(shù)。 便攜式醫(yī)療儀器具有很大的市場，醫(yī)療儀器已從傳統(tǒng)的PC和工業(yè)控制計算機轉向嵌入式計算機系統(tǒng)。隨著微處理器運算能力的增加，ARM微處理器及其優(yōu)越的性能必將成為心血管檢測系統(tǒng)的的主要平臺。本系統(tǒng)采用三星ARM920作為處理器，通過脈搏傳感器采集脈搏信號，并基于嵌入式Linux操作系統(tǒng)來實現(xiàn)。系統(tǒng)可實時顯示脈搏波波形，選擇顯示心血管參數(shù)。本論文詳細闡述了如何通過檢測脈搏波來計算心血管參數(shù)；具體分析了系統(tǒng)的硬件平臺；主要論述了軟件的實現(xiàn)，包括bootload的移植，嵌入式Linux系統(tǒng)的移植，驅動程序的移植；應用程序的編寫；基于QT的圖形界面開發(fā)。采用高性能的ARM處理器作為系統(tǒng)的控制核心，不但能實時檢測到脈搏信號，并對信號進行分析處理，而且集成了豐富的外設接口，有利于整個系統(tǒng)的集成。進一步提高通過脈搏波信號計算心血管參數(shù)的精度，系統(tǒng)的集成化和小型化，對參數(shù)異常處理的進一步處理是今后工作的發(fā)展趨勢。 隨著醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展，心血管疾病的預防和治療急需解決，心血管檢測系統(tǒng)具有廣闊的市場空間，不僅適合臨床使用，也適合普通家庭的應用。
上傳時間： 2013-04-24
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智能家庭信息系統(tǒng)是集自動化、計算機、通信技術于一體的“3C”系統(tǒng)，它將各種家電產(chǎn)品結合成一個有機整體，實現(xiàn)了對家電設備進行集中或異地控制和管理，以及能夠與外界進行信息交互，以控制終端為突破口作為對家庭信息系統(tǒng)的研究，將有可能在以后的競爭中占據(jù)制高點，取得良好的經(jīng)濟和社會效益。 本課題開發(fā)的智能家庭信息系統(tǒng)是以實際項目為背景，對基于網(wǎng)絡的嵌入式家庭信息系統(tǒng)進行了研究。通過對傳統(tǒng)智能家居的特點進行分析，指出了目前市場上的智能家居系統(tǒng)的局限性，提出了基于短距無線網(wǎng)絡的現(xiàn)代智能家居系統(tǒng)是將來的發(fā)展趨勢。 接著對智能家居控制的系統(tǒng)構架以及相關關鍵技術進行了分析和比較，指出基于IEEE802.15.4的ZigBee技術是目前最適合無線家居控制系統(tǒng)的無線標準，并對該標準進行了深入研究。 論文充分考慮到家庭信息化網(wǎng)絡的現(xiàn)狀和家庭內部各信息家電的互連、集中控制、遠程訪問與控制的需求，以及低成本實現(xiàn)的實際需要，及設備互連對傳輸帶寬和使用靈活性等特點的需要，設計了以無線ZigBee技術組成家庭網(wǎng)絡體系總體結構，避免了在家庭內部布線的缺陷，且滿足了功耗低，成本低，網(wǎng)絡容量大等要求。 設計了新型無線通訊模塊，該模塊主控芯片采用8位低功耗微控制器ATMEGA64及CHIPCON公司推出的首款符合2.4 GHZ IEEE802.15.4標準的射頻收發(fā)器CC2420來實現(xiàn)ZigBee模塊，它可以降低無線通訊的成本和提高無線通訊的可靠性，可以單獨使用，也可以嵌入其它設備。 論文采用了免費、公開的linux操作系統(tǒng)，并給出了在Linux上的開發(fā)流程。 最后，論文具體分析了無線ZigBee協(xié)議、ZigBee組網(wǎng)技術以及它們在將來的廣泛應用。深入地研究了HTTP超文本傳輸協(xié)議，設計了遠程客戶端訪問和控制家用電器的界面，并給出了部分軟件設計流程圖。
標簽： ARM 嵌入式系統(tǒng) 家 中的應用
上傳時間： 2013-04-24
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隨著經(jīng)濟與科技的發(fā)展，人們對住宅小區(qū)提出了智能化的要求：一方面住戶要求能夠遠程監(jiān)視家庭環(huán)境和控制家電設備；另一方面，小區(qū)管理人員要求實現(xiàn)對小區(qū)事務的統(tǒng)一管理。計算機、通信和ARM嵌入式技術為小區(qū)的智能化提供了有力的技術支持。 本文來源于實驗室與日本NTT公司合作的智能家居項目，提出一種基于ARM-Linux平臺的小區(qū)智能監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)方案。系統(tǒng)包括小區(qū)網(wǎng)關、家庭中繼器和家庭傳感器/開關設備三部分。家庭中繼器通過RS485總線連接家庭內部各種傳感器和開關設備組成家庭內部通信網(wǎng)，中繼器可以在家庭內部網(wǎng)中集中采集傳感器數(shù)據(jù)和控制家電開關設備。小區(qū)網(wǎng)關通過Ethernet連接各家庭中繼器組成小區(qū)局域網(wǎng)，它可以統(tǒng)一管理所有家庭中繼器和家庭設備。用戶可以通過Internet訪問小區(qū)網(wǎng)關的Web服務器來查看家庭內部傳感器信息或發(fā)送操作指令來遠程控制家電開關設備，小區(qū)管理人員也可以通過小區(qū)網(wǎng)關的服務器發(fā)布小區(qū)管理信息。從而，實現(xiàn)家庭監(jiān)控和小區(qū)管理的智能化。 本文主要工作包括：家庭中繼器的硬件設計、系統(tǒng)軟件移植和應用軟件設計；小區(qū)網(wǎng)關的軟件設計；家庭內通信網(wǎng)與小區(qū)局域網(wǎng)的組網(wǎng)以及在通信網(wǎng)絡中采用的通信協(xié)議的設計。通過對實驗室原型系統(tǒng)的實驗與測試，證明小區(qū)智能監(jiān)控系統(tǒng)能夠良好運行。
標簽： ARMLinux 小區(qū)智能 監(jiān)控 系統(tǒng)設計
上傳時間： 2013-07-27
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網(wǎng)絡技術和數(shù)字信息新技術的發(fā)展為實現(xiàn)家庭生活智能化提供了強有力的技術支撐；傳感器技術的發(fā)展提供了家庭設備和家庭網(wǎng)絡進行信息交換的技術基礎；而計算機技術和嵌入式技術的發(fā)展為實現(xiàn)對接入家庭網(wǎng)絡的各類設備的監(jiān)測、控制和管理提供了技術支持。新技術的產(chǎn)生使人們對生活和工作的環(huán)境提出新的需求。以家庭網(wǎng)關為主導，將現(xiàn)有和將來可能的硬件設備納入家庭網(wǎng)絡，并且實現(xiàn)智能化服務和管理是數(shù)字家庭未來發(fā)展的主要方向。 由于傳統(tǒng)的家庭網(wǎng)關很難將分散于家庭各處的傳感設備連接到一起，因此，本文提出了中繼器的設計概念，將其從常規(guī)的復雜家庭網(wǎng)關中分離出來，實現(xiàn)了對分散于家庭各處的傳感器設備進行更為智能化的管理。中繼器需要完成的基本功能包括：對于接入的傳感器設備，能夠將其迅速融入整個系統(tǒng)中，實現(xiàn)即插即用；根據(jù)采集信息的變化自動進行模仿人為分析、操作等功能；與家庭網(wǎng)關通信，提供遠程控制、查詢、管理等功能。 本控制系統(tǒng)核心部分采用S3C2410為處理器，嵌入式實時Linux為操作系統(tǒng)，極大地提高了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。本文詳細地介紹了傳感器中央控制系統(tǒng)的硬件、軟件設計，并且詳細地介紹了軟件的具體實現(xiàn)。另外，本文還提出了基于自主通訊協(xié)議的家庭網(wǎng)絡通信方式，有效地提高了控制系統(tǒng)的實時性與可靠性。 本論文基于和日本NTT研究所合作的科研項目“家庭傳感器及開關接入的中繼系統(tǒng)設計”為技術背景。
標簽： ArmLinux 智能傳感器 中央控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-08-03
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作為一項正在興起的無線應用服務,無線局域網(wǎng)已在機場、校園、會議室、甚至在家庭都有所應用.它正叩開高速無線數(shù)據(jù)業(yè)務市場的大門.目前,無線局域網(wǎng)仍處于眾多標準共存時期.每一標準的背后都有大公司或者大集團的支持.在眾多無線局域網(wǎng)協(xié)議中IEEE802.11a協(xié)議是很有特色的一個,它的優(yōu)勢在于采用了正交頻分復用(OFDM)方式來傳輸數(shù)據(jù),該技術可幫助提高速度和改進信號質量,并可克服干擾,因此得到眾多關注.為了讓這種高速的局域網(wǎng)真正應用到實際中,我們的項目就是要在硬件上實現(xiàn)基于IEEE802.11a協(xié)議的OFDM系統(tǒng)的發(fā)射機和接收機,而本文的主要工作就是用FPGA實現(xiàn)這個系統(tǒng)的內接收機.內接收機主要包括同步估計和信道估計.但是目前OFDM系統(tǒng)中包括同步、信道編碼、信道估計、用戶檢測、降低峰均比等一些關鍵技術在具體實現(xiàn)上還存在著一些困難.許多文獻對這些關鍵技術基本停留在理論上的討論,與具體的實現(xiàn)還存在很大的差距.因此本文通過研究同步和信道估計的多種算法的性能和其實現(xiàn)的復雜度,提出一種適合在IEEE802.11a協(xié)議環(huán)境下的同步算法和信道估計,用FPGA加以實現(xiàn).首先本文總結了目前OFDM系統(tǒng)信道估計的算法.在此基礎上詳細的討論了基于IEEE802.11a協(xié)議的OFDM系統(tǒng)可以采用的信道估計方法:(1)提出了借助訓練序列的LS估計法和LS-average估計法,分別在AWGN信道和多徑信道對這兩種方法進行了比較,證明無論在哪種信道環(huán)境下后者性能都要好于前者.為了能夠進一步提高信道估計器的性能,在LS-average算法的基礎上提出了消噪算法(NRA).(2)提出了借助導頻的DFT插值算法.其次本文總結了目前OFDM系統(tǒng)同步的算法.OFDM系統(tǒng)同步包括定時同步和載波同步,其中定時同步又分為符號同步和抽樣同步.本文主要是研究定時同步,而載波同步只是簡單的討論,因為在這項目中這是另有負責人.本文針對基于IEEE802.11a協(xié)議的OFDM系統(tǒng)把定時同步分為粗定時同步和細定時同步.然后分別對粗定時同步和細定時同步進行了詳細的討論.其中對粗定時同步的方法有:利用短訓練序列和利用循環(huán)前綴,并對這兩種方法進行了比較.對細定時同步是利用導頻來跟蹤.最后根據(jù)前面兩章提出的算法所分析的結果,以及突發(fā)OFDM系統(tǒng)的信號和信道特征,選取了其中一種信道估計算法和定時同步算法,結合合作伙伴所提出的載波同步算法一起用FPGA實現(xiàn)整個基于IEEE802.11a協(xié)議的OFDM系統(tǒng)的內接收機,并分別測試了各個模塊的性能以及綜合模塊的性能.
上傳時間： 2013-05-26
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早期的噴墨打印機由于其設計開發(fā)成本相對較高，僅僅用于一些專業(yè)印刷系統(tǒng)或者廣告設計行業(yè)。近年來，噴墨打印技術的成本大幅度下降，打印效果顯著改善。從最初的效果粗糙、輸出緩慢、耗時較長，發(fā)展到現(xiàn)在的照片級效果、輸出快速、操作簡便，特別是最新的噴墨打印機整合了數(shù)碼功能，這種類型的打印機具有很強的趣味性，它能根據(jù)打印用戶的不同要求，打印出各種非常有趣的家庭數(shù)碼影像效果出來。 本文首先研究了目前市場上幾個主流廠商的噴墨打印技術的特點，最新進展以及相關技術。這些信息可以作為自身產(chǎn)品設計的一個重要參考，從而可以根據(jù)市場需求和產(chǎn)品自身定位，設計好噴墨打印機產(chǎn)品的規(guī)格要求，提高其在市場上的競爭力。 噴墨打印機的性價比是產(chǎn)品能否被用戶接受的關鍵因素，本文對噴墨打印機軟硬件平臺的構建進行了研究，并基于對性能和價格的綜合考慮，提出了本文的噴墨打印機軟硬件平臺。 噴墨打印機的相關技術很多，在知識產(chǎn)權方面，幾個主要的打印機廠商在許多國家和地區(qū)均有成千上萬篇專利對他們的產(chǎn)品進行保護。 本文主要研究其中的Boot loader的實現(xiàn)，Printhead溫度的控制以及Printhead的打印控制這三個關鍵技術，并針對這些關鍵技術的基本原理及其實現(xiàn)方法進行了深入的研究。 本文對噴墨打印機的相關核心技術做了比較深入的研究，這些研究工作對于有志于噴墨打印機開發(fā)的相關技術人員有較好的參考意義，同時，基于ARM的噴墨打印機系統(tǒng)，又是一個典型的嵌入式系統(tǒng)，這對其它嵌入式系統(tǒng)的設計也有較好的借鑒意義。
上傳時間： 2013-07-13
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Internet現(xiàn)已成為社會重要的信息流通渠道。嵌入式系統(tǒng)能夠連接到 Internet上面將信息傳送到幾乎世界上的任何一個地方。嵌入式設備與Internet的結合代表著嵌入式系統(tǒng)和網(wǎng)絡技術的真正未來。隨著IPv6的應用，設備都可能獲得一個全球唯一的IP地址，通過IP地址和互聯(lián)網(wǎng)相連成為一個網(wǎng)絡設備。因此隨著電子技術和Internet技術的發(fā)展使的家用電子電器產(chǎn)品步向智能化網(wǎng)絡化的智能家居方向。智能家居是集成微電子技術與控制技術當前嵌入式系統(tǒng)典型的代表。 本文將嵌入式技術與電力載波通信協(xié)議X-10技術結合起來來實現(xiàn)智能家居控制系統(tǒng)，著重研究智能家居控制系統(tǒng)的核心一基于ARM核的智能家居網(wǎng)關軟硬件設計。智能家居網(wǎng)關是一個嵌入式WEB服務器，用戶通過登陸智能家居網(wǎng)關進而實現(xiàn)對智能家居網(wǎng)關的遠程控制操作，智能家居網(wǎng)關將接收到的用戶命令進行“翻譯”之后向家庭電力線發(fā)送X-10指令，實現(xiàn)對家庭設備的控制。 本文首先分析基于ARM的智能家居控制系統(tǒng)的原理及X-10技術；然后給出具體基于ARM平臺的硬件電路設計，本文在以LPC2210為處理器實現(xiàn)智能家居控制系統(tǒng)的設計中，給出詳細設計步驟與過程。本系統(tǒng)主要電路包括有電源電路、鍵盤電路、LCD顯示電路、存儲電路、網(wǎng)口電路、及X-10電力載波電路等等；其次ARM平臺軟件實現(xiàn)是本文的一個重點。本文主要分三步來實現(xiàn)：第一步實現(xiàn)了在LPC2200系列處理器上的嵌入式操作系統(tǒng)uC/OS-Ⅱ的移植、第二步實現(xiàn)TCP/IP協(xié)議棧LWIP在嵌入式操作系統(tǒng)上的移植、第三步實現(xiàn)WEB服務器的組建以及應用軟件設計。最后系統(tǒng)在搭建完軟硬件平臺之后，進入調試結果環(huán)節(jié)。系統(tǒng)運行后本人使用本地示波器觀看波形，然后通過對波形的解析與X-10指令的對照來驗證基于ARM的智能家居控制系統(tǒng)的可行性，進而實現(xiàn)了X-10信息家電與Internet的互連控制。
標簽： ARM 智能家居控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-04
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現(xiàn)代家庭中單相供電的用電設備如電腦、電視機、冰箱等都具有非線性特性，都會產(chǎn)生諧波污染電網(wǎng)。本文針對這一現(xiàn)象研究了單相并聯(lián)電壓型有源電力濾波器（APF），設計了一個APF控制系統(tǒng)來產(chǎn)生與諧波電流大小相等方向相反的補償電流，并使補償電流實時地跟蹤諧波電流，從而消除諧波電流達到凈化電網(wǎng)。 本文對提出的APF控制系統(tǒng)從模擬和數(shù)字兩個方面進行了深入的研究。 首先，設計了APF的主電路結構，確定了系統(tǒng)中電感電容等元件參數(shù)，并根據(jù)仿真結果系統(tǒng)地分析了參數(shù)變化對系統(tǒng)補償效果的影響，然后根據(jù)補償效果選擇最佳的參數(shù)值。 其次，針對控制系統(tǒng)要求，選用適合系統(tǒng)的電流電壓PI雙環(huán)控制系統(tǒng)，通過參數(shù)優(yōu)化后得到了控制器的最優(yōu)參數(shù)，使控制效果達到最優(yōu)。并從理論上詳細分析了無差拍控制算法。 最后，利用滯環(huán)比較原理制作了10KHz的三角波發(fā)生器，用于PWM調制電路。在對硬件描述語言以及FPGA設計流程深入理解的基礎上，利用Verilog語言實現(xiàn)了雙環(huán)PI控制器和PWM發(fā)生電路的數(shù)字化，使得有源電力濾波器補償精度提高，有更好的可修改性，可使用于很多不同的非線性負載。
標簽： 單相 有源濾波器 控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-07-27
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隨著網(wǎng)絡技術和通信技術的突飛猛進，人們對通信的保密性能，抗干擾能力的要求越來越高，而且對信息隱蔽、多址保密通信等特性提出了更高的要求。這些要求的實現(xiàn)都離不開擴頻通信技術的應用，而擴頻通信芯片作為擴頻通信網(wǎng)絡的核心器件，自然也成了研究的重點。本論文旨在借鑒國內外相關研究成果，并以家庭電力線通信環(huán)境為背景，驗證了一種CDMA碼分多址通信的實現(xiàn)方案，并通過智能家庭系統(tǒng)展示了其應用效果。 本課題以構建家庭電力載波通信網(wǎng)絡為目標，首先，以兩塊Cyclone系列FPGA開發(fā)板為基礎，分別作為發(fā)送單元和接收單元，構建了系統(tǒng)的硬件開發(fā)平臺；以QuartusⅡ 7.2為開發(fā)環(huán)境，運用Verilog硬件描述語言，編寫擴頻模塊和解擴模塊，并且進行了測試、仿真和綜合，驗證了通過專用芯片實現(xiàn)擴頻通信系統(tǒng)的可行性。應用方面，采用電力線載波通信芯片，提出了一種由智能插線板和嵌入式網(wǎng)關構成的家電控制系統(tǒng)。用戶通過WEB方式登陸嵌入式網(wǎng)關，智能插線板能夠在嵌入式網(wǎng)關的控制下控制電器的電源、發(fā)送紅外遙控指令，實現(xiàn)對家電的遠程遙控。使用兩塊FPGA開發(fā)板，實現(xiàn)了擴頻通信基本收發(fā)是本設計得主要成果；將擴頻通訊技術、嵌入式Web技術引入到智能家庭系統(tǒng)的設計當中是本文的一個特點。 仿真和實驗表明：采用電力線載波通信芯片組建家庭網(wǎng)絡的方案可行，由智能插線板和嵌入式網(wǎng)關構成的家電控制系統(tǒng)能靈活、便捷地實施家電控制，并具有一定的節(jié)能效果。
上傳時間： 2013-06-17
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