隨著電力系統的迅速發展和電力電子技術的廣泛應用,電能污染日益嚴重,電能質量問題已經成為電力部門及電力用戶越來越關注的問題。電能質量的各項指標若偏離正常水平過大,會給發電、輸變電和用電設備帶來不同程度的危害。電能質量的好壞直接關系到國民經濟的總體效益,因此對電能質量進行檢測和分析從而提高和改善電能質量具有非常重要的意義。 本文首先介紹了電能質量的基本概念,對各種電能質量問題的分類、特征及產生原因和危害作了詳細的闡述。通過對電能質量各項指標(供電電壓偏差、頻率偏差、公用電網諧波、三相電壓不平衡度、電壓波動與閃變)的分析,以傳統的傅立葉變換理論為基礎,針對目前電能質量分析的難點即對突變的、暫態的、非平穩的信號的檢測與分類,提出了基于小波變換的暫態電能質量分析方法。利用小波變換模極大值原理檢測信號奇異點作為是否發生暫態擾動的判據,克服了傳統方法中無時域局部性的缺點。 在系統的研究了電能質量分析的相關理論和檢測技術的基礎上,針對電能質量分析系統中需要支持復雜算法和保持實時性的特殊要求,研制了基于DSP與ARM構架的嵌入式電能質量分析系統的硬件平臺和軟件系統。重點分析了DSP與ARM的選型依據、結構特點、具體應用等。并且詳細的介紹了硬件平臺的各部分組成和電路原理圖。隨后,提出了該裝置軟件部分設計思想,其中重點介紹了DSP部分的FFT算法設計、ARM部分的uC/OS-II操作系統移植和MiniGUI圖形界面開發。最后對論文的主要工作進行了總結,對以后可深入研究的方向進行了展望。
上傳時間: 2013-07-10
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信息技術的發展,數字化產品的普及,導致了對嵌入式開發的巨大需求。以Linux為宿主機系統,搭配一個交叉編譯環境,為嵌入式設備生成可執行程序己成為現在日益流行的編譯嵌入式軟件的解決方案。而開放源代碼的GNUT具鏈是一套開源的開發環境,是嵌入式軟件開發中理想的交叉編譯器。但現有GNUI具鏈支持的平臺并不能滿足層出不窮的嵌入式產品的開發需要,仍有許多平臺得不到支持,例如我們進行的minix向ARM-MINIX平臺的移植。 本文以在linux環境下構建MINIX嵌入式系統的交叉編譯工具鏈為背景,首先介紹了交叉編譯系統的基本組成和結構,以及利用GCC構建交叉編譯環境的優越性。然后對目標平臺作了介紹。分析了GCC編譯器,說明了GCC的設計思想,系統結構,介紹了GNU Binutils的功能,使用方法;接著分析了GNU工具鏈中的GAS和GLD的實現機制及源代碼結構,由于BFD是GNUBinutils的基礎,GAS和GLD都是使用BFD庫來操作目標文件,因此在這一部分本文對BFD庫的工作機制,數據結構也作了重點分析。緊接著說明了GCC交叉編譯系統的移植思路和方法,實現難點,以及一些相關技術細節,這涉及到了若干重要的C源文件,Makefile,配置文件的修改,重點給出了BFD庫,GAS和GLD的分析及其重定向(通常GCC生成的目標程序是針對GNU/Linux系統的)的實現;然后本文給出了在GNU/Linux宿主機上構建針對ARM-MINIX的參數設置及過程:最后對本文所做的工作進行了總結。
上傳時間: 2013-05-31
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隨著信息技術的迅速發展,計算機產業的發展已經到了所謂的后PC時代。在傳統的視頻采集中,系統一般由CCD攝像頭,采集卡組成,功能齊全,但價格高,體積大。嵌入式系統在各行業的應用,特別是工業現場、信息家電、機頂盒等方面的廣泛使用,使嵌入式系統的研究開發成為計算機領域的一個熱點。嵌入式圖像采集則彌補了上述的缺點,并且可以復雜環境下的圖像采集嵌入式Linux操作系統是從Linux衍生出來的一種操作系統,它支持眾多嵌入式處理器,并具有Unix的很多優點,而成為當前主流的嵌入式操作系統。本文選擇三星系列的嵌入式處理器S3C2440,高速清晰攝像頭和一塊觸摸LCD組成,軟件則用嵌入式Linux為操作系統,在嵌入式開發板上先進行Linux的移植后完成,其次對攝像頭在ARM下的驅動進行修改和更新使其適應所采用的ARM開發板,再者完成驅動的加載和交叉編譯應用程序來完成對圖像的采集,最后從濾波算法和優化所采集的圖片,使圖片完成各種場合實驗的要求。本系統體積小,占用內存低,模塊化的系統通過協調的工作,形成了一套完整的圖像采集系統,本文所用的ARM9系列的開發板完全是從底層開發開始,成本低,加上Linux并不是商業的軟件,以至有很好的擴展空間和廣泛的前景。
上傳時間: 2013-06-29
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隨著Internet和計算機技術的飛速發展,嵌入式系統呈現巨大的市場需求,成為當今IT產業的焦點之一,其應用領域涉及通信、自動化、信息家電、軍事等各個方面。但同時大量的嵌入式應用也對嵌入式設備的性能提出了更高的要求?;?2位RISC處理器的嵌入式技術更能滿足嵌入式設備的網絡功能需求。 網絡的不斷發展給人們的生活和工作提供了越來越多的便利,家庭網絡、辦公網絡、實驗室等小型局域網越來越多,而且隨著信息社會的不斷發展,各種智能設備都有接入網絡的需求。本文就是基于設計一種具有較高性價比的小型路由器來滿足小型辦公場所或家庭中多臺設備上網這樣一個思路而提出的。 ARM(Advanced RISC Machines)系列32位RISC微處理器,具有許多優異性能,已成為移動通信、手持設備等嵌入式應用領域市場占有率最高的嵌入式CPU。Linux是一種開放源碼的操作系統,可應用十多種硬件平臺,具有對網絡的良好支持、高度模塊化和微內核等優點非常適合做嵌入式操作系統。 本文具體工作歸納如下:介紹了嵌入式系統的概念和課題背景,包括嵌入式系統組成、特點及其發展;闡述了嵌入式Linux的開發優勢和ARM922T內核開發板的架構及其特點;在構建的ARM硬件平臺上成功進行了boot loader和嵌入式Linux操作系統的移植;在嵌入式系統開發平臺上,構建了路由器,初步實現了IP地址共享、防火墻、web服務器,代理服務等基本功能。
上傳時間: 2013-06-24
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隨著人們對軟件產品質量要求的不斷提高,軟件測試技術得到越來越多的重視和應用。本文深入研究嵌入式軟件的測試技術,并將研究成果應用到測試實踐中。論文的主要工作有: 嵌入式軟件作為一種特殊的軟件,符合軟件的大多數特征,要研究嵌入式軟件測試就必須先了解軟件測試。本文研究了軟件測試基本理論和通用測試技術,對當前國內外軟件測試研究現狀和熱點做了綜合分析,為下一步研究工作打下了測試理論基礎。同時,針對嵌入式系統軟件的特點,研究了針對于嵌入式系統的軟件測試技術,分析了嵌入式系統軟件的特征及測試要求。 構建了針對嵌入式系統軟件測試的完備的測試策略是本文的重點之一。它旨在建立符合嵌入式系統軟件特性的測試策略。包括測試模型的建立、單元測試、軟件集成測試、軟件與硬件集成測試、系統測試、確認測試及回歸測試。通過對嵌入式系統軟件測試的研究,實現了對嵌入式系統軟件測試策略的優化。 在對建立嵌入式系統軟件測試環境的研究中,應用了交叉開發測試環境的概念并研究了基于駐留監控軟件、指令集模擬器以及基于JTAG的調試代理的交叉測試方法。最后搭建了基于ARM-Linux的嵌入式系統軟件測試環境。 依據嵌入式系統軟件測試的策略并根據語言學習系統的特點進行了有針對性的測試。在針對語言學習系統進行的軟件測試設計和測試實施全過程中,驗證了所提出的測試策略和測試模型,確保語言學習系統的軟件質量的同時提高了測試效率。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著通信技術的發展,無線通信技術在工業領域的應用日益增多。以前,工業中大多采用有線或人工的方式進行數據采集與傳輸,雖然簡單實用,卻耗費了大量人力、物力資源,且很大程度上限制了應用場所的拓展。因此,選取一種相對經濟、穩定而又高效的無線傳輸方式就變得緊迫和必要。 隨著GPRS網絡技術的逐漸成熟,GPRS無線網絡逐漸顯露出其在遠距離通信應用中的優勢。于此同時,嵌入式軟硬件技術的飛速發展也使得嵌入式產品進入千家萬戶。因此,采用基于嵌入式系統和GPRS網絡進行無線通信漸漸成為當今應用的熱點之一。 本系統采用高性能嵌入式微處理器S3C2410和GPRS無線通訊模塊MC39i構建硬件平臺,以嵌入式Linux操作系統和TCP/IP協議建立軟件平臺,完成基于ARM-Linux的嵌入式數據采集與遠傳系統設計。 本文首先對嵌入式系統的概況進行了綜述,接著對嵌入式處理器、嵌入式操作系統和GPRS無線網絡技術進行了概要介紹,然后提出了基于ARM-Linux的嵌入式數據采集與遠傳系統的設計方案,并從硬件設計和軟件實現兩方面具體闡述了該系統的開發實現過程,包括搭建以S3C2410和MC39i為核心的硬件平臺以及在該硬件平臺上建立基于嵌入式Linux操作系統的軟件平臺,并最終實現了數據采集與遠傳功能。 此系統由于采用了高性能的ARM處理器和嵌入式Linux系統,因此在多任務并行處理和進程實時處理等方面具有一定的優勢。該系統可以廣泛應用于燃氣、油田和電力等部門,具有較好的發展前景。
上傳時間: 2013-07-08
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嵌入式系統在眾多工業領域扮演著越來越重要的角色,但是因嵌入式系統的資源受限緣故,導致在嵌入式系統上很難實現復雜計算算法。此外,當前嵌入式系統設計階段和實現階段的分離現狀,致使嵌入式系統開發耗時且昂貴。為解決這些問題,本書提出了一種低成本、可重復使用且可重構的嵌入式系統設計與實現集成開發環境。為了減少成本,該集成環境全部是采用自由和開放源代碼軟件,如Linux操作系統和Scilab計算平臺等。 本文主要包括以下內容: 1、構建嵌入式Linux開發環境及移植相關軟件包到嵌入式ARM平臺,首先詳細的描述了如何使用Buildroot工具包制作交叉編譯器,并描述Minicom、TFTP和NFS等嵌入式開發相關工具,最后詳細的描述了如何移植嵌入式圖形用戶界面TinyX和嵌入式窗口管理器JWM。 2、構建Scilab-EMB嵌入式計算平臺,首先介紹了數值計算軟件Scilab,然后詳細的描述了如何在ARM系統上實現Scilab-EMB嵌入式計算平臺。 3、開發Scilab數據采集工具包,實現Scilab與底層設備通訊,該工具包PC版和ARM版均支持串口和以太網接口,且均支持Modbus現場總線。PC版額外支持OPC協議。 4、基于Scilab構建虛擬控制實驗室,驗證該平臺的可行性及性能。 本文創新點: 1、國內外率先提出了一種新的以Scilab為核心的嵌入式計算平臺方案,并在國內外首次實現了Scilab到ARM平臺的移植; 2、開發了Scilab-DAQ數據采集工具包,有效的實現了Scilab與底層設備的通訊。 通過虛擬實驗室的建立,驗證了該嵌入式控制平臺能夠勝任多種復雜算法。 該嵌入式計算平臺解決方案和Scilab-DAQ數據采集工具包已經受到國內外同行的關注,并被多家科研機構、學校和公司所采納和使用。
標簽: Scilab-EMB ARM-Linux 嵌入式 計算
上傳時間: 2013-05-30
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發動機的燃油系統是發動機的關鍵部分,直接影響著發動機的動力性能、經濟性能和使用性能,其中噴油泵是該系統中至關重要的部件,是燃油系統的核心,而噴油泵試驗臺是檢測和調整發動機噴油泵所必需的關鍵設備。 噴油泵實驗系統被廣泛應用在教學、科研及生產部門,成為我國噴油泵研究與制造水平的關鍵。傳統的實驗系統多屬于簡單機電式的,效率和自動化程度較低。近年來出現的一些實驗系統結合了現代計算機技術,在性能和功能上有所增強,但在硬件和軟件方面還存在著結構復雜,可靠性、穩定性差等問題,且此類系統通常只能在實驗室進行研究,難以實時的在現場進行檢測,難以方便的應用于工業生產、維修的廠況,也不能滿足科學研究及生產制造等方面的要求。 本論文將噴油泵實驗系統與計算機及嵌入式技術有機結合起來,充分發揮嵌入式系統實時性強、功能專一的特點,研制了一種基于ARM-Linux的噴油泵實驗系統。系統采用Samsung公司性價比較高的ARM9芯片S3C2410A為硬件核心,移植嵌入式Linux作為操作系統,編寫應用程序,開發了友好的人機交互界面,具有體積小、重量輕、功耗低、操作簡單、可靠性高等特點,對于我國的教學、科研及工業生產具有重大意義。 文中首先簡要介紹了噴油泵實驗系統的發展現狀、嵌入式系統的基本定義以及本課題所要研究的內容和意義,然后在對系統的需求進行分析的基礎上,給出了系統的總體方案設計,并進一步分塊探討了:系統的硬件設計;系統軟件設計(詳細闡述了將嵌入式Linux操作系統移植到ARM微處理器S3C2410A上的過程);應用程序設計。最后對本文所開發的實驗系統進行了調試并對后續工作做了展望。結果證明,此噴油泵實驗系統運行穩定,性能可靠,能夠方便快速的應用于教學實驗、科學研究以及生產實踐中,是性能優良的噴油泵實驗系統。
上傳時間: 2013-06-08
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本文以無線多媒體終端項目的需求為背景,提出了一種適用于嵌入式系統的媒體播放器架構設計方案。論文給出了一種嵌入式系統中音視頻同步的解決方案,有效的提高了嵌入式媒體播放器軟件的音視頻同步性能
上傳時間: 2013-07-05
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溫室技術是我國實現農業信息化的重要環節,溫度是溫室中的重要環境參數。實時控制是指在規定的時間內,系統必須做出相應的響應,是現代溫室控制發展的更高要求。隨著精細農業的發展,傳統的大棚已經不能滿足現代高精度、快速采集及響應的要求,由于溫度的滯后性和難調控性,溫度實時控制一直是溫室控制的一大難題。 本課題整合了CPID與ARM的優點,提出運用CPID硬件來實現數據采集,移植實時操作系統到ARM來實現復雜算法控制,采用高精度數字傳感器DS18820,并設計出混合PID模糊控制器來實現溫室的變溫管理,這對于現代溫室的智能化控制有著十分重要的實際意義。較傳統溫室,優點在于(1)它改變以往依靠單片機軟件來實現傳感器周期性采集,改用CPID硬件產生數字傳感器所需的讀寫時序,這種“以硬代軟”的方案實時性好,且大大避免了軟件運行時的不穩定性、系統冗余等先天缺陷。(2)操作系統能實現多任務、多線程以及友好的人機界面。 試驗以華中農業大學的華北型機械通風式連棟塑料溫室為試驗模型,選擇了ALTERA公司的EPM7128SLC84-15芯片和SAMSUNG公司的S3C44BOX芯片為目標板,以PC機為宿主機,設計了實時溫度控制平臺。 主要工作: (1)概述了溫度實時測控的必要性并介紹了CPLD、ARM技術及嵌入式實時操作系統的發展。 (2)介紹了溫度采集模塊及CPLD與ARM通訊接口模塊的設計。 (3)通過ARM存儲模塊、LCD顯示模塊、串口模塊、Rt18019AS網口模塊、uClinux操作系統模塊等系統完成了本試驗平臺。 (4)介紹混合PID模糊控制算法并通過Simulink工具箱進行了仿真,得出混合PID模糊控制器較經典PID控制具有更快的動態響應、更小超調、抗干擾強的結論。 (5)最后,通過試驗數據驗證了整套系統實時采集的穩定性及可靠性,指出了本課題的不足之處和待改善的問題。
上傳時間: 2013-04-24
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